可调稳压电源实习报告

河南机电高等专科学校 综合实训报告 系 部： 电子通信工程系 专 业： 应用电子技术 班 级： 112 学生姓名： 学 号： 2012 年 05 月 实训任务书 1时间：2012 年 5 月 2 日2012 年 5 月 25 日 2. 实训单位：河南机电高等专科学校 3. 实训目的：熟悉电路板及电子产品的制作全过程 4. 实训任务： 了解电路板图得来的方法，掌握电路板图的打印技巧； 会使用热转印机将电路图转印到覆铜板上； 掌握电路板的腐蚀过程及注意事项； 会使用高速钻床给电路板打孔； 认识电子元器件，熟悉常用元器件的特性； 熟练掌握焊接方法和技巧，完成电路板的焊接； 掌握电子产品通电调试的注意事项，会检修电子产品； 作好实训笔记，对自己所发现的疑难问题及时请教解决； 联系自己专业知识，体会电子产品制作过程，总结自己的心得体会； 参考相关的书籍、资料，认真完成实训报告。 10 综合实训报告综合实训报告 前言前言 当今时代，在电子电路中，都需要电压稳定的直流电源供电，直流稳 压电源一般由电源变压器,整流,滤波和稳压电路等四部分组成。电源变压器是 将交流电网 220v 的电压变为所需要的电压值,然后通过整流电路将交流电压变 为脉动的直流电压，由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波,必须通过滤波电 路加以滤除,从而得到平滑的直流电压，但这样的电压还随电网电压波动,负载 和温度的变化而变化，因而在整流,滤波电路之后还需接稳压电路，稳压电路的 作用是当电网电压波动,负载和温度变化时,维持输出直流电压稳定。当负载要 求功率较大,效率高时,常采用开关稳压电源。本次实训采用 MOS 大功率可调 稳压电源，输出电压在 DC2.524V 之间可调。 实训报告实训报告: : 一、实验名称一、实验名称 MOS 大功率可调稳压电源 二、实验要求二、实验要求 1、利用 TL431（精密电压基准）和 IRF640（MOS 管）设计一个大功率可调 线性稳压电源。 2、输入采用 24V 变压器，前级线圈接市电 220V。 3、输出电压在 DC2.524V 之间可调， （最大电流 6A，与变压器功率也有关 系。 4、对电路进行分析测试，完善电路的不足之处。 三、实验器材三、实验器材 1、实验仪器和工具 万用表、电烙铁、松香、焊锡、细纱布、锜子、剪刀、剥线钳。 2、元件清单 代号代号名称名称规格型号规格型号数量数量备注备注 R12W 电阻 2K/2W 1 R26W 电阻 0.1/6W 1 R31/8W 电阻 510 1 R4、R51/8W 电阻 10 K 2 RP1电位器 10 K 1 C1、C2电解电容10uF/100V2有极性 C3电解电容3300uF/35V1有极性 C4电解电容4.7uF/100V1有极性 C5电解电容470uF/50V1有极性 VT1MOS 管IRF6401注意引脚顺序 VT2精密电压基准TL4311注意引脚顺序 VT3三极管9013 NPN1注意引脚顺序 D1、D2、BR1二级管IN 40076有极性 T1变压器220V24V AC1 散热片1 输出接口注意方向 螺丝（带螺帽）35支脚和固定作用 四、实验原理四、实验原理 T1 BR1 BRIDGE1 C1 10uF/50V C2 10uF/50V C3 3300uF/35V C4 4.7uF/100V C5 470uF/50V D1 IN 4007 D2 IN 4007 R1 2K/2W R20.1/6W R3 510 G 1 D 2 S 3 VT1 IRF640 VT3 9013 GND 1 2 出出出出 30VOUT RP1 10K 24V220V 1 2 3 e b c 2 A 3 K 1 R VT2 TL 431 R4 10k 交流 220V 经过变压器 T1、整流桥 BR、滤波电容 C3 进行降压、整流、 滤波；C1、C2、D1、D2、R1 构成倍压电路，为 TL431（精密电压基准）提供 工作电压；场效应管 IRF640 作调整管；TL431、C4 构成基准电压电路；三 极管 9013、R2 构成限流保护电路；R4、RP1、 R3 构成分压采样电路；C5 是 后级滤波电容。 稳压过程如下：当输出电压升高时，UOUR(TL431)Uk(TL431) R2-3(IRF640)U2-3(IRF640)UO; 限流保护过程如下：当电流大于 6A 时，UR20.6V，此时 9013 导通， 导致调整管 IRF640 漏极-源极短路，停止输出电压，从而起到限流保护的 作用。 1、 元器件参数简介 IRF640: N-MOS、200V、18A、125W、0.18、G-D-S TL431: 分流式可调精密电压基准源（内部含有一个 2.5V 的基准电压源） ， 输出电压 2.5V36V 连续可调，工作电流范围宽达 100mA，动态电阻 典型值为 022 欧。 下图中，输出电压 Vo=25(R2 十 R3)VR3 。注意：1mA(VIN-VOUT) /R1500mA 2、 倍压电路原理 倍压整流电路原理倍压整流电路原理 二极管倍压整流电路（Voltage doubler rectifer）如图所示。 1 1工作原理工作原理 设电源变压器二次电压u2= U2sint，电容初始电压为零。 (1)当u2 正半周 a 端瞬时极性为正，b 端为负，二极管 VD1 导通，C1 充电，uC1 U2，极性右正左负。 (2)当u2 为负半周 a 负 b 正，VD1 反偏截止，VD2 正偏导通，C2 充电，uC2= U2+ uC1 U2，极性右正左负。 (3)当u2 再次为正半周 VD1、VD2 反偏截止，VD3 正偏导通，C3 充电，uc3= U2+ U2-uC1 U2，极性右正左负。 (4)当u2 再次为负半周 VD1、VD2、VD3 均反偏截止，VD4 正偏导通，C4 充电，uC4 U2，极 性右正左负。 依次类推，若在图中 e、f 点后面按照图示结构接二极管和电容时， 则每个电容都将充电至 U2，极性均右正左负。 2 2输出电路接法：输出电路接法： (1) U2，负载接 e、b 两节点。 (2) U2，负载接 f、a 两节点。 在以上分析中，均未考虑电容放电的影响，而实际应用时，当接上负 载后，电容将要对负载放电，使输出电压降低。 3 3适用场合适用场合 倍压整流电路仅适用于负载电流很小的场合。 4 4元器件选择元器件选择 U2；C1 的耐压值 U2，其余电容的耐压值 U2，电容值可按式 d=RLC(35)T/2 估算。 图 5 一 14 是二倍压整流电路。电路由变压器 B、两个整流 二极管 D1、D2 及两个电容器 C1、C2 组成。其工作原理如下： e2e2正半周（上正下负）时，二 极管 D1D1 导通，D2D2 截止，电流经过 D1D1 对 C1 充电，将电容 Cl 上的电压充到接近 e2e2的峰值，并基本保持不变。e2e2为负半周（上负下正）时，二极管 D2D2 导通，Dl 截止。此时，Cl 上的电压 Uc1与电源电压e2e2串联相加，电流 经 D2D2 对电容 C2 充电，充电电压 Uc2e2e2峰值12E2。如此反复充 电，C2 上的电压就基本上是了。它的值是变压器电级电压的二倍，所 以叫做二倍压整流电路。 在实际电路中，负载上的电压 Usc=2X1.2E2 。整流二极管 D1D1 和 D2D2 所承受的最 高反向电压均为。电容器上的直流电压 Uc1=，Uc2=。可 以据此设计电路和选择元件。 在二倍压整流电路的基础上，再加一个整流二极管 D3 和个滤波电容器 C3， 就可以组成三倍压整流电路，如图 5-15 所示。 三倍压整流电路的工作原理是：在e2C1 上的电压被充电到接，C2 上的电 压被充电到接近。当第三个半周时，D1、D3 导通，D2 截止，电流除经 D1 给 C1 充电外，又经 D3 给 C3 充电， C3 上的充电电压 Uc3=e2Uc2 一 Uc1 这样，在 RFZ，上就可以输出直流电压 UscUc1iUc3 32 E。，实现三倍压整流。峰值的第一个半周和第二个半周与二 倍压整流电路相同，即在实际电路中，负载上的电压 Ufz3x1.2E2 整流二极管 D3 所承妥的最高反向电压也是电容器上的直流电压为。5 一 16。 照这样办法，增加多个二极管和相同数量的电容器，既可以组成多倍压整 流电路，当 n 为奇数时，输出电压从上端取出：当 n 为偶数时，输出电压从下 端取出。 必须说明，倍压整流电路只能在负载较轻（即 Rfz 较大。输出电流较小） 的情况下工作，否则输出电压会降低。倍压越高的整疏电路，这种因负载电流 增大影响输出电压下降的情况越明显。 用于倍压整流电路的二极管，其最高反向电压应大于。可用高压硅 整流堆，其系列型号为 2DL。如 2DL202，表示最高反向电压为 2 千伏，整 流电流平均值为 200 毫安。倍压整流电路使用的电容器容量比较小，不用电解 电容器。电容器的耐压值要大于 15x，在使用上才安全可靠。 五、实验步骤与记录五、实验步骤与记录 1、用 Proter 99 SE 做出电路的 PCB 图并用激光打印机打印。（注意事项： 在做 PCB 时其元件的距离和孔的大小应与实际相符合。） 3、选择合适寸尺的电路板并进行热转印，转印机的温度应保持在 110 度左 右。 （注意事项：再转印之前必须保证电路板的清洁可用细纱布打磨干 净。 ） 4、用油性笔补缺电路板上的断裂之处，由于油性笔易挥发，所以再不使用 时应立即盖上笔帽。 5、用腐蚀液（三氯化铁）进行腐蚀，浓度越高腐蚀越快，在腐蚀完后电路 板上一定要清洁干净。 （注意事项：腐蚀液不易清洗，在腐蚀时一定要 注意周围的清洁。 ） 6、用高速钻床进行打孔，常用的打孔转头有直径 0.8、1.0、1.2、3.0 的， 打孔时用力不要过猛以免勋坏钻头和 PCB 板。注意孔的大小和人身安全。 7、打孔后用细纱布把电路板上的石墨打磨干净，然后用自制的松香水涂抹 与电路板上，防止电路板的氧化，在一是焊接时易于焊接。 松香水可由 酒精%40（吸蚀） 、松香%40（助焊） 、三乙醇胺%6（提高 光泽） 、水氧酸%6（腐蚀驱除氧化） 、松节油%4（软化松香）去配置，但 在实际中用松香和酒精 1：1 配置就行。 8、检查元器件的好坏后焊接在电路板上。 9、在焊好后检查元件的位置是否正确，焊盘是否脱焊、虚焊、铜箔是否有 断裂。 10、通电调试 1）接通电源，同时查看电源指示灯显示是否正常； 2）如果指示灯不亮，应立刻关闭电源并进行电路检查； 3）如果指示灯显示正常，检查输出电压是否正常：用数字万用表直流 电压档合理量程检测输出电压； 4）若有电压 输出，调整电位器，检查输出电压是否能够连续调整； 5）若有电压 输出，但输出不可调，应立刻关闭电源进行电路检查； 6）若无电压输出，也应立刻关闭电源进行电路检查。 六、实验结果六、实验结果 经过三个星期的学习和研究，我终于做好了，接上市电 220v 后，输出电压 在 DC2.526V 之间可调。 7 7、存在的问题及解决方法存在的问题及解决方法 1、第一次完成电路板的焊接后，通电后有电压输出，但输出电压只能在 DC2.59.4V 之间可调，且变压器很快就发烫，原因是什么？ 答：断电后检查电路没有问题，把变压器空载通电后，发现输出电压偏低，且很快又 发烫了。更换