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课程设计之可调稳压电源设计简介课程设计可调稳压电源的设计与实现j适应课程模拟电路、电子电工编写者金丹编写时间2012.4目 录1数字万用表的使用22常用电子元器件的识别与测量32.1 三极管32.2 二极管42.3 电阻52.4 电容73电路的焊接与装配74.可调电源原理图95.实现步骤及注意事项106.通电前检查147.成绩141数字万用表的使用万用表可用于测量交直流电压、电流，也可测量电阻、电容等。其外形如下图：使用说明：ON/OFF开关：控制万用表是否处于工作状态。将ON/OFF开关置于ON位置，检查9V电池，如果电池电压不足,将显示在显示器上，这时则需更换电池。如果显示器没有显示，则可以正常使用。测试笔插孔旁边的符号：表示输入电压或电流不应超过指示值，这是为了保护内部线路免受损伤。直流电压测量：1.将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V/插孔。2.将功能开关置于直流电压档 V- 量程范围，并将测试表笔连接到待测电源(测开路电压)或负载上(测负载电压降)，红表笔所接端的极性将同时显示于显示器上。交流电压测量：1.将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入V/插孔。2.将功能开关置于交流电压档 V 量程范围,并将测试 笔连接到待测电源或负载上。测量交流电压时没有极性显示. 直流电流测量：1.将黑表笔插入COM插孔,当测量最大值为200mA的电流时,红表笔插入mA插孔，当测量最大值为20A的电流时，红表笔插入20A插孔。 2.将功能开关置于直流电流档 A- 量程,并将测试表笔串联接入到待测负载上,电流值显示的同时,将显示红表笔的极性. 交流电流的测量： 1.将黑表笔插入COM插孔,当测量最大值为200mA的电流时,红表笔插入mA插孔,当测量最大值为20A的电流时,红表笔插入20A插孔.2.将功能开关置于交流电流档 A 量程,并将测试表笔串联接入到待测电路中. 电阻测量：1.将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入V/插孔.2.将功能开关置于量程,将测试表笔连接到待测电阻上.电容测试：1.将功能开关置於电容量程C(F)2.测量电容时,将电容插入专用的电容测试座中(不要插入表笔插孔COM、V/).二极管测试及蜂鸣器的连接性测试：1.将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入V/插孔(红表笔极性为“+”)将功能开关置于“”档、并将表笔连接到待测二极管,读数为二极管正向压降的近似值. 2.将表笔连接到待测线路的两端如果两端之间电阻值低于约70,内置蜂鸣器发声. 三极管电流放大倍数的测量：1. 将功能开关置於hFE档。2. 对NPN三极管，将发射极（e）、基极（b）和集电极（c）分别插入管插座NPN边的e、b和c孔中，显示器显示的数字即是三极管的电流放大倍数 。3. 对PNP三极管，同样将发射极（e）、基极（b）和集电极（c）分别插入管插座PNP边对应的e、b和c孔中，显示器显示的数字即是该管的电流放大倍数 。自动电源切断使用说明： 1.仪表设有自动电源切断电路,当仪表工作时间约30分钟1小时,电源自动切断,仪表进入睡眠状态,这时仪表约消耗7A的电流。 2.当仪表电源切断后若要重新开起电源请重复按动电源开关两次。2常用电子元器件的识别与测量2.1 三极管(1)三极管的识别EBC（a）（b）图1.2 三极管E B CE常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类，分别如图1.2（a）与1.2（b）所示。引脚的排列方式具有一定的规律，对于金属外壳三极管(3DG6)，底视图位置放置，使三个引脚构成等腰三角形的顶点，从左向右依次为e b c；对于塑料外壳三极管(2N5551)使其平面朝向自己，三个引脚从左到右依次为e b c。(2)三极管的测试利用指针型万用表可以判别三极管的类型和极性，其步骤如下：判断基极B和管型时万用表置R1K档，先将红表笔接某一假定基极B，黑表笔分别接另两个极，如果电阻均很小（或很大），则假定的基极是正确的。基极确定后，红笔接基极，黑笔分别接另外两个电极时测得的电阻均小，则此管为NPN型三极管，反之为PNP型，测试电路如图1.3所示。图1.4 判别发射极E和集电极C图1.3 判别基极B判断发射极E和集电极C如图1.4所示。若被测管为PNP三极管，假定红笔接的是C极，黑笔接的是E极。用手指捏住B、C两极（或在B、C间串接一个100K电阻）但不要使B、C直接接触。若测得电阻较小（即I大），则红笔接的是集电极C，黑笔接的是发射极E。如果两次测得的电阻相差不大说明管子的性能较差。按照同样方法可以判别NPN型三极管的极性。利用数字型万用表测量三极管的电流放大倍数：a) 将功能开关置於hFE档。b) 对NPN三极管，将发射极（e）、基极（b）和集电极（c）分别插入管插座NPN边的e、b和c孔中，显示器显示的数字即是三极管的电流放大倍数 。c) 对PNP三极管，同样将发射极（e）、基极（b）和集电极（c）分别插入管插座PNP边对应的e、b和c孔中，显示器显示的数字即是该管的电流放大倍数 。2.2 二极管(1)二极管的识别二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。晶体二极管按作用可分为：整流二极管（如1N4004）、隔离二极管（如1N4148）、肖特基二极管（如BAT85）、发光二极管、稳压二极管等。二极管的识别很简单，小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。(2)二极管的测量利用指针型万用表测二级管时，应置于电阻档，其等效电路如图1.5中虚线框内所示，其中为其等效内阻，为表内电压源。当万用表置于R1、R100、R1K档时，。万用表置R1K档，两表笔分别接二极管的两极，若测得的电阻较小（硅管数千欧、锗管数百欧），说明二极管的PN结处正向偏置，则红表笔接的是正极，黑表笔接的是负极。反之二极管处于反向偏置时，呈现的电阻较大（硅管约数百千欧以上，锗管约数百千欧），则黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极。若正反向电阻均为无穷大或均为零或比较接近，说明二极管内部开路或短路或性能变差。图1.5 测二极管 由于发光二极管不发光时，其正反向电阻均较大且无明显差异，故一般不用万用表判断发光二极管的极性。常用的办法是将发光二极管与一数百欧（如330）电阻串联。然后加3V5V的直流电压，若发光二极管亮，说明二极管正向导通，则与电源正端相接的为正极，与负端相接的为负极。如果二极管反接则不亮。稳压二极管与变容二极管的PN结都具有正向电阻小反向电阻大的特点，其测量方法与普通二极管相同。（3）用数字万用表测量二极管 将黑表笔插入COM插孔,红表笔插入V/插孔(红表笔极性为“+”)将功能开关置于“”档、并将红表笔连接到待测二极管正极，将黑表笔连接到待测二极管负极，读数为二极管正向压降的近似值。将表笔反接，显示器应无读数。表示二极管是好的。 将表笔连接到待测线路的两端如果两端之间电阻值低于约70,内置蜂鸣器发声.。2.3 电阻（1）电阻的识别电阻常见类型按材料分有：碳膜电阻、光敏电阻、 金属膜电阻、 热敏电阻、线绕电阻；按结构分有：固定电阻、可变电阻。电阻的单位：（1）欧姆（）（2）千欧（） 1k=1000（3）兆欧（） 1M=1000（4）吉欧（G） 1G=1000M（5）太欧（T） 1T=1000G电阻的标志方法：（a）直标法：指电阻表面直接标志出产品主要参数及技术性能的标志方法。如图1.6所示。图1.6 直标法（b）文字符号法：用文字、数字、数字符号有规律地组合在一起标志在产品表面表示电阻阻值。如图1.7所示。图1.7 文字符号法举例：(1) 0.33 33 (2)9.1k 9k1 (3) 3600M 3G6 (4) 5.1 51 (5) 2.7M 2M7 (c) 色标法：指用不同颜色环来表示元件不同参数的方法（见图1.8）。不同颜色所表示的数值和允许偏差见表1.1。五条色环表示法: 图1.8 色标法第一条色环:阻值的第一位数字; 第二条色环:阻值的第二位数字; 第三条色环:阻值的第三位数字; 第四条色环:阻值乘数的10的幂数; 第五条色环:误差(常见是棕色,误差为1%)例如: 红色/紫色/橙色/黄色/棕色 273*104=2730k 允许误差为:1% (2)电阻的测量可以用万用表来测量电阻的阻值，操作时应先在数字万用表V/与COM插孔之间跨接好加载电阻R1并由数字万用表在该电阻挡读出R1的实测值后，若要进行在线测量，必须先测电阻R1，然后接被测电路。不能先接被测电路后并联电阻R1，这会因数字万用表电阻挡的测试电压较高而便被测线路中的硅管趋于导通而失去测量意义（产生较大的测量误差）。表1.1 不同颜色所表示的数值和允许偏差颜色有效数字乘数允许编置/90银色10-210金色10-15黑色0100棕色11011红色21022橙色3103黄色4104绿色50.5蓝色60.25紫色70.1灰色8白色950/-20无色202.4 电容电解电容器的极性，容值一般标在外壳上。用数字万用表二极管档也可大致判断一下电容是否失效，红表笔接电解电容正极，黑表笔接电解电容负极，此时表内蜂鸣器会发出响声，响的时间越长表示容量越大。此法也可用于测其它电容，此时不用考虑表笔的正负极接法。对数字表，可直接使用测电容档C(F)测电容。测量电容时，将电容插入专用的电容测试座CX中 (不要插入表笔插孔COM、V/)，选择适当量程，显示器直接显示电容量的大小。3电路的焊接与装配（1）用万用表判断三极管的极性和好坏，电解电容C的极性及好坏。（2）根据图2.1，把元件焊接在PCB板上相应的位置。焊接的步骤及方法如下（如图2.5所示）: 图2.5 焊接五步法A.从烙铁架上拿出电烙铁，以45度靠紧焊接面进行预热；B.然后将焊锡丝同时伸向被焊的组件脚及焊盘，一起接触被焊处；C.焊锡丝熔化，向焊接处推入焊锡丝，使焊锡润湿焊盘与组件脚，当焊点上的焊锡成圆锥形时即抽离焊锡丝,应控制焊锡丝的熔化量不能过多，以免造成浪费,整个过程持续约25秒；D.在焊锡完全熔化后，移去烙铁头。如焊锡过多，可把烙铁头上的焊锡甩干净，然后不用焊锡丝或极少量的焊锡丝重焊一遍，移去时正好吸去多余的焊锡；E.如果焊点有连焊，也应将焊锡线（其中有助焊剂）与烙铁头一起接触在连焊的焊点之间，待焊锡丝与助焊剂一起熔化后，移去焊锡丝，再将烙铁头侧放着向下移走，吸去多余的焊锡；F.如果要用电烙铁去除焊盘孔中的锡（即挑孔），应该将印制板拿高，把烙铁头置于比印制板低的位置，将烙铁头在焊盘孔上擦几下，可以将焊盘孔中的焊锡吸流到烙铁头上去。如果印制板较小，可以用烙铁将焊盘上的锡熔化，然后迅速开烙铁，将印制板在工作台上轻敲一下，使焊盘上的熔锡振落；G.将烙铁头上的多余焊锡甩在废锡盒中，再将电烙铁插入烙铁筒中。H.正常焊接时，电烙铁与平面应保持角度是45度。I.手拿锡线时，锡线头长度应留出35CM。J.焊点的标准是：焊点呈锥形，焊锡要适量，表面有光泽，光滑，清洁等。 K.常见的不良焊点有：虚焊，假焊，漏焊，锡球，锡尖等。L.烙铁尖上有锡渣时在焊锡棉上擦掉，焊锡棉要清洗干净，使用时要保持湿润。M.烙铁使用后必须放在烙铁架上，不充许传递，防止意外烫伤。N.组件脚突出线路板太短会导致锡球或虚焊。O.排焊时，要把握用锡量，速度要快，拖到最后点应还有助焊剂。P.防止不良焊点的发生除要正确有焊接技术外，还应注意待焊接面必须是清洁的，如发现待焊接面不洁净，必须先处理光亮后，方可重焊。焊接注意事项如下：A.焊接时间不宜过久，但要完全熔着，以免造成冷焊。B.焊点的表面要平滑、有光泽。C.焊点完全冷却前，不可移动。 D.电烙铁不用时要放置于电烙铁架上，并随时保持烙铁头的清洁。 E.焊接完毕，要在烙铁头镀上薄层焊锡，避免氧化，并等冷却后再收存。144.可调电源原理图5.实现步骤及注意事项步骤1：去桩。去掉电源盒内部底面的四个小桩。因为安装的时候，线圈要放在盒子左边，板子要放在盒子右边，而小桩抵住了安放，左边放不下线圈，盒子右边放不下板子，就把四个桩都去掉。方法：将电烙铁沿着桩的底部画一圈，把桩底部融化掉一圈，然后移走电烙铁，用手把桩掰掉。注意事项：a，用电烙铁的时候，注意不要让电烙铁的头部碰触到电源盒的其他地方，一点点碰触就会产生一个洞。b，电烙铁在桩底部画一圈后，不要马上用手去碰触电烙铁画过的地方，那个地方温度很高，用手碰触会烫伤手。要么等待2秒后再用手掰，要么用手撵着桩的头部掰。c，用电烙铁的时候，不要让电烙铁的头部（温度相当高）碰触到任何人、任何物。一丁点的碰触人就会导致严重的烫伤，碰到物可能会引起燃烧，电烙铁和其架子周围的东西都要清空。步骤2：去掉线圈的螺丝边。线圈的长度稍微大了一点，放不进去盒子里，就把线圈两边安装螺丝的孔剪掉1/2。方法：用大剪刀，平行于线圈边缘，剪掉1/2个孔的长度，剪完一个孔后，放到电源盒底部比一比，看看另一个孔需要剪掉多少，一般是另一个孔也剪掉1/2，但是如果实际情况只需要剪掉1/3，就安照实际情况来。剪完后两边的孔会翘起（不平坦），用钳子把两边的夹平坦，方便上螺丝。注意事项：a，孔最大只能剪掉1/2，剪得再大就不能上螺丝固定线圈了。b，尽量保证线圈放在两个螺丝洞的中间。c，剪铁片需要一点手劲，如果剪不动，就用钳子夹住上下掰，掰断，掰的时候要注意，不要把整个螺丝固定片都掰掉了。步骤3：将电位器3个角以外的其他角用手掰进去。步骤4：打洞。电源盒的两侧边（边长长的侧边）要安装一些器件，需要打一些洞。洞的位置和大小各不相同，在哪里打？打多大？首先要规划好。盒子的两个侧面和盒盖都要打洞，分别是这样安排的：线圈盒子侧面1盒子侧面2电源盒子底部盒子侧面1：AHFGDCBE2行5列各孔需要放入的元器件：负电压输出端口中的负电位输出口（-0.5V -18V），红色，4号钻负电压输出端口中的地电位输出口，黑色，4号钻正电压输出端口中的正电位输出口（+0.5V +18V），红色，4号钻正电压输出端口中的地电位输出口，黑色，4号钻绿色发光二极管，3号钻红色发光二极管，3号钻自恢复保险按钮，5号钻双刀双掷开关，4号钻电位器，4号钻电位器，4号钻配置BCDEFG值的原则是各元器件都能放得进去，没有互相碰触，还要留一点空隙方便后面的接线和焊接，另外一个原则是分布均匀、美观。A：盒子内侧大小（内侧的长，内侧的宽），长度不要把盒子侧面厚度算进去了，宽度不要把盒子底部厚度、盒子顶的边缘算进去了，盒子顶边缘（锯齿边）是要盖盒盖的距离，不能算作打孔的距离。内侧宽度约在4CM上下。B：上一行孔的中心点距离盒子顶部的距离。根据盒子高度、D值、元器件共同确定。C：下一行孔的中心点距离盒子底部的距离。根据盒子高度、D值、元器件共同确定。从美观上考虑要求B=C，但根据电位器的型号，可以微调整B、C、D的值，用以确保各元器件能放进去、互相不碰触（还要留点缝接线）、不挨着盒子底部（底部也要留点缝走线）、不顶着盒子顶部。D：两排孔中心的间距。参考值1.7cm。E：每一行中，孔与孔的中心间隔的距离。可以将H平均一下计算，但原则是保证各个元器件都能放进去且不能接触。F：约3.5cmG：约3.5cmH：约占8cm，各孔均匀排开。方法：1）找一块硬纸片（如下图），将它切割成盒子内侧面的大小（A的大小，注意是内侧面，不是外侧面）。硬纸片，长和宽与电源盒子内侧相等2）在纸片上画一些辅助线。3）找出各个孔的中心点，在纸片上标注出来。4）将各元器件摆放在纸片上，看合适不合适，如果不合适，进行调整孔的中心点5）用笔把模板上的孔中心点戳穿。6）将设计好的模板贴在电源盒侧面，在侧面上做中心点的标记，就是要打钻的地方。7）先将所有中心点钻成3号钻孔的大小，然后将大于3号钻的用4号钻钻成4号大小，再将大于4号的孔用5号钻钻成5号大小，比5号还大的孔，用戳子将孔慢慢磨大。盒子侧面2：ABA：线圈宽度B：保证保险丝能放入，且不接触盒子底部，不接触电源开关即可。电源线的进口，4号钻电源开关，4