直流稳压电源的测试与制作.ppt

模拟电子技术项目教程 项目1直流稳压电源的制作 项目一直流稳压电源的制作 项目一直流稳压电源的制作 直流稳压电源系统的组成 220v 合适的交流电压 单向脉动电压 滤波 稳压 项目剖析 项目一直流稳压电源的制作 图1 2所示的电路为固定式输出的直流稳压电源的电路图 它的功能是将交流电转换成稳定输出的直流电 项目剖析 图1 2直流稳压电源 整流桥 电容滤波器 稳压器 15v直流电 项目一直流稳压电源的制作 本项目需要完成以下四个任务 任务1二极管的认识与选择任务2单相整流滤波电路的分析与应用任务3三端式集成稳压器的应用任务4直流稳压电源制作 项目一直流稳压电源的制作 1 半导体二极管类型与型号命名 构成 pn结 引线 管壳 二极管 diode 符号 阳 正 极a k阴 负 极 分类 按材料分 硅二极管锗二极管 按用途分 普通二极管整流二极管稳压二极管开关二极管 按结构工艺分 点接触型面接触型平面型 任务1二极管的认识与选择 1 1pn结及其单向导电性 一 pn结 在n型和p型两种半导体交界面形成的薄层即为pn结 任务1二极管的认识与选择 二 pn结的单向导电性 1 外加正向电压 正向偏置 p n pn结导通 pn结具有结电容 2 外加反向电压 反向偏置 p n pn结截止 pn结的单向导电性 正偏呈低阻导通正向电流if较大 反偏呈高阻截止 反向电流为ir很小 任务1二极管的认识与选择 常用二极管外形图 2cz54 2cz13 2cz30 2ap 1n4001 任务1二极管的认识与选择 微型二极管 无引线或短引线的贴片元件 直接安装在印刷电路板表面 圆柱形微型二极管 sot 23矩形微型二极管 1 2二极管的型号 国标gb249 74规定 第一部分 阿拉伯数字表示器件电极数 第二部分 字母 汉拼 表示器件材料和极性 第三部分 字母 汉拼 表示器件类型 第四部分 阿拉伯数字表示器件序号 第五部分 字母 汉拼 表示规格号 如硅整流二极管2cz52a 二极管 n型硅 整流管 序号 规格号 任务1二极管的认识与选择 1 3二极管管脚极性及质量的判断 在r 100或r 1k档测量 红表笔是 表内电源 负极 黑表笔是 表内电源 正极 正反向电阻各测量一次 测量时手不要接触引脚 1 用指针式万用表检测 一般硅管正向电阻为几千欧 锗管正向电阻为几百欧 反向电阻电阻为几百千欧 正反向电阻相差小为劣质管 正反向电阻都是无穷大或零则二极管内部断路或短路 任务1二极管的认识与选择 2 用数字式万用表检测 红表笔是 表内电源 正极 黑表笔是 表内电源 负极 返回 任务1二极管的认识与选择 1 稳压管 一 硅稳压管及其伏安特性 符号 工作条件 反向击穿 ak 特性 特点 正向特性与普通二极相同 反向击穿特性较陡 反向击穿电压几 几十v 在允许范围内为电击穿 1 4 特殊二极管 任务1二极管的认识与选择 任务2整流滤波电路的分析与应用 任务目标 1 掌握单相桥式整流电路的原理和结论 2 掌握整流二极管选择原则 3 滤波电路的作用及选取原则 2 1单相桥式整流电路 2 工作原理 3 工作波形 ud2ud4 1 电路结构 u正半周 va vb 二极管1 3导通 2 4截止 u负半周 va vb 二极管2 4导通 1 3截止 ud1ud3 任务2整流滤波电路的分析与应用 4 参数计算 1 整流电压平均值uo 2 整流电流平均值io 3 流过每管电流平均值id 4 每管承受的最高反向电压udrm 5 变压器副边电流有效值i 任务2整流滤波电路的分析与应用 1 输出直流电压高 2 脉动较小 3 二极管承受的最大反向电压较低 4 电源变压器得到充分利用 目前 半导体器件厂已将整流二极管封装在一起 制成单相及三相整流桥模块 这些模块只有输入交流和输出直流引线 减少接线 提高了可靠性 使用起来非常方便 桥式整流电路的优点 任务2整流滤波电路的分析与应用 单相桥式整流电路中的整流电桥可由四个整流二极管组成 也可直接用集成的整流桥块代替 整流桥块 二极管桥 选择整流元件的主要指标 1 平均整流电流 2 反向耐压 任务2整流滤波电路的分析与应用 整流桥实物照片 任务2整流滤波电路的分析与应用 例1 3 1一单相桥式整流电路 要求uo 40v io 2a 220v交流电源 试选择整流二极管 解 变压器副边电压有效值为 二极管承受最高反压为 二极管的平均电流为 可选择2cz56c urm 100v ifm 3a 表1 1 4各种单相整流电路的比较 滤波电路 1 电容滤波 2 电感滤波 3 复式滤波 任务2整流滤波电路的分析与应用 1 电容滤波 v导通时给c充电 v截止时c向rl放电 1 工作原理 滤波后uo的波形变得平缓 平均值提高 电容充电 电容放电 任务2整流滤波电路的分析与应用 rc越大uo越大 2 波形及参数计算 当rl 时 当rl为有限值时 rl 输入交流电压的周期 当满足 uo 1 1 1 2 u2 i2 1 5 2 io 变压器副边绕组电流有效值 任务2整流滤波电路的分析与应用 桥式整流电容滤波负载开路 uo 1 4u2 桥式整流电容滤波 uo 1 2u2 桥式整流无滤波电容 uo 0 9u2 半波整流无滤波电容 uo 0 45u2 半波整流电容滤波 uo 1 0u2 整流滤波电路输出电压计算及故障分析 任务2整流滤波电路的分析与应用 例1 3 2 要求直流输出电压uo 24v io 120ma 220v的交流电源频率f 50hz 采用单相桥式整流电容滤波 选择元件 解 1 电源变压器参数计算 变压器变比 变压器副边电流 i2 2io 2 120ma 240ma 2 整流二极管选择 二极管平均电流 承受最高反压 2cz53b if 0 3aurm 50v 硅堆ql3 0 2a 50v 3 选滤波电容 电解电容 220 f耐压50v 2 电感滤波 整流后的输出电压 直流分量被电感l短路交流分量主要降在l上 优点 频率越高 l越大 rl越小 滤波效果越好 缺点 电感铁心笨重 体积大 适用于负载电流较大且负载变化大的场合 3 复式滤波 复式滤波 型 型 rc lc lc 技能训练1桥式整流电容滤波电路的仿真及调试1 训练目的 1 掌握桥式整流电容滤波电路的ewb仿真测试方法 2 结合ewb的仿真测试 掌握桥式整流电容滤波电路调试方法 3 研究负载电阻的变化对滤波的影响 2 原理方法 1 电路图实训电路如图所示 2 桥式整流滤波电路的的估算分析 无滤波时u0 0 9u2有滤波时u0 1 2u2调节负载电阻rl观察输出波形的变化 3 预习要求 复习桥式整流 滤波电路的工作原理 复习示波器 万用表的使用方法 1 按图接线 取rl 200 不加滤波电容 用万用表测u2及uo 用示波器观察uo的波形 并记录u2 vuo 2 取rl 200 c 470 f 重复内容 1 的要求 u2 v uo v 3 取rl 100 c 470 f 重复内容1的要求 u2 v uo v 4 取rl c 470 f 重复内容1的要求u2 v uo v 4 训练内容1 ewb的仿真电路测试 桥式整流滤波电路的测试 在ewb软件环境下 画出桥式整流滤波电路如图1 46所示 图1 46桥式整流滤波电路 1 取rl 200 不加滤波电容 启动ewb仿真按钮 用万用表测ui u2及uo 用示波器观察uo的波形 图1 47桥式整流的测量电路 图1 48桥式整流输出仿真波形 2 取rl 200 c 470 f 重复内容 1 的要求 图1 49桥式整流滤波的测量电路点击示波器 观察仿真波形 图1 50桥式整流滤波输出仿真波形 3 取rl 100 c 470 f 重复内容1的要求 图1 51桥式整流滤波的测量电路点击示波器 观察仿真波形 任务3三端式集成稳压器的应用 任务3三端式集成稳压器的应用 任务目标 1 了解三端式集成稳压器的类型 2 掌握固定电压输出三端式集成直流稳压电路的设计方法 3 掌握可调电压输出三端式集成直流稳压电路的设计方法 3 1三端式集成稳压的类型三端式集成稳压器的封装形式有金属壳封装和塑料壳封装 如图1 53所示 它们都有三个管脚 分别是输入端 输出端和公共端 因此称为三端式稳压器 图1 53三端式集成稳压器的实物照片 任务3三端式集成稳压器的应用 1 三端固定输出集成稳压器1 固定输出的三端集成稳压器外形 封装及管脚排列及符号如图1 54 图1 55所示 图1 54三端式集成稳压器的封装 a 金属壳封装 b 塑料壳封装 任务3三端式集成稳压器的应用 单片集成稳压电源 具有体积小 可靠性高 使用灵活 价格低廉等优点 目前已广泛应用 最简单的集成稳压电源只有输入 输出和公共引出端 故称之为三端集成稳压器 1 分类 xx两位数字为输出电压值 1 25 37v连续可调 2 外形及引脚功能 w7800系列稳压器外形 w7900系列稳压器外形 塑料封装 图1 55三端式集成稳压器的管脚排列 符号 任务3三端式集成稳压器的应用 2 三端固定输出稳压器的特点 1 w7800系列是三端固定正压输出的集成稳压器 输出电压有5v 6v 9v 12v 15v 18v 24v等档次 w7800系列的管脚如图1 55所示 不同类型 不同封装形式的三端集成稳压器的引脚排列不同 使用时请查阅手册 2 w7900系列是三端固定负压输出的集成稳压器 在输出电压档次 电流档次等方面与78系列相同 想一想 78系列与79系列的区别在哪 任务3三端式集成稳压器的应用 2 可调输出的三端集成稳压器1 可调输出的三端集成稳压器外形及电路符号 图1 56可调输出的三端集成稳压器外形及图形符号 a w17 b w337 任务3三端式集成稳压器的应用 任务4 项目制作 项目制作 直流稳压电源的组装与调试1 设计内容及要求及要求1 设计三端双电源稳压电源具体指标如下 1 输出电压uo 15v 2 最大输出电流iomax 1a 3 输出纹波小于5mv 2 直流稳压电源的制作要求 1 画出实际设计电路原理图和印制板图 2 写出元器件及参数选择 3 元器件的检测 4 元器件的预处理 5 元器件焊接与电路装配 6 在制作过程中发现问题并能解决问题3 研究集成稳压器的特点和性能指标的测试方法 2 原理图 任务4 项目制作 3 仿真输出波形 任务4 项目制作 4 元件安装焊接图 任务4 项目制作 5 实践制作过程1 识读三端稳压电源电路原理图 2 电路板上找到相对应的元器件的位置 将元器件成形 3 采用边插装边焊接的方法依次正确插装焊接好元器件 注意发光二极管 电解电容的正 负极 4 安装变压器 再用电烙铁焊接好变压器 注意此时不要急于把变压器的初级和交流电源相连 5 检查焊接的电路中元器件是否有假焊 漏焊 以及元器件的极性是否正确 6 通电试验 观察电路通电情况 任务4 项目制作 6 整机调测1 测在路直流电阻在路直流电阻的测量 在不通电的情况下进行 用万用表电阻档测变压器初级电阻为 次级电阻为 2 通电调测当测得各在路直流电阻正常时 即可认为电路中无明显的短路现象 可用单手操作法进行通电调测 它可以有效地