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文档简介
1、任务二、 串联型稳压电源的装配与调试任务描述:随着人们生活水平的日益提高,通信技术不断的发展,同学们天天使用手机,手机的充电器就是一个稳压电源。在我们电子生产实习中,经常需要用到稳压电源,为后一级电路提供稳定的直流电压,图2-2-1 为串联型稳压电源的原理图。图2-2-1 串联型稳压电源原理图活动1 识读电路元件,实施元件检测技能目标1、能够识读和检测常用电子元器件2、能够识读和检测稳压二极管3、能够用MF-47型万用表检测各元器件知识储备一、稳压二极管(一)简介稳压二极管,英文名称Zener diode,又叫齐纳二极管。利用pn结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象,制
2、成的起稳压作用的二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上,反向电阻降低到一个很小的数值,在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定,稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种特性,稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更高的稳定电压。其图形符号和封装形式如图2-2-2。图2-2-2 稳压二极管的图形符号及其封装形式 (二)原理稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多如图2-2-3,反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时,反向电阻很大,反向漏电流极小。但是,当反向电压临近反向
3、电压的临界值时,反向电流骤然增大,称为击穿,在这一临界击穿点上,反向电阻骤然降至很小值。尽管电流在很大的范围内变化,而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近,从而实现了二极管的稳压功能。图2-2-3 稳压二极管特性曲线(三)主要参数1、Uz 稳定电压指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别,同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。例如,2CW51型稳压管的Vzmin为3.0V, Vzmax则为3.6V。2、Iz 额定电流指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时,稳压管虽并非不能稳压,但稳压效果会变差;高于此值时,只要不超过额
4、定功率损耗,也是允许的,而且稳压性能会好一些,但要多消耗电能。3、Rz 动态电阻指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变,一般是工作电流愈大,动态电阻则愈小。例如,2CW7C稳压管的工作电流为 5mA时,Rz为18;工作电流为1OmA时,Rz为8;为20mA时,Rz为2 ; > 20mA则基本维持此数值。4、Pz 额定功耗由芯片允许温升决定,其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm的乘积。例如2CW51稳压管的Vz为3V,Izm为20mA,则该管的Pz为60mWo5、-温度系数如果稳压管的温度变化,它的稳定电压也会发生微小变化,温度变化1所引起管子两端电压的相对
5、变化量即是温度系数(单位:/)。一般说来稳压值低于6V属于齐纳击穿,温度系数是负的;高于6V的属雪崩击穿,温度系数是正的。温度升高时,耗尽层减小,耗尽层中,原子的价电子上升到较高的能量,较小的电场强度就可以把价电子从原子中激发出来产生齐纳击穿,因此它的温度系数是负的。雪崩击穿发生在耗尽层较宽电场强度较低时,温度增加使晶格原子振动幅度加大,阻碍了载流子的运动。这种情况下,只有增加反向电压,才能发生雪崩击穿,因此雪崩击穿的电压温度系数是正的。这就是为什么稳压值为15V的稳压管其稳压值随温度逐渐增大的,而稳压值为5V的稳压管其稳压值随温度逐渐减小的原因。例如2CW58稳压管的温度系数是+0.07%/
6、°C,即温度每升高1°C,其稳压值将升高0.07%。对电源要求比较高的场合,可以用两个温度系数相反的稳压管串联起来作为补偿。由于相互补偿,温度系数大大减小,可使温度系数达到0.0005%/。6、IR 反向漏电流指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。例如2CW58稳压管的VR=1V时,IR=O.1uA;在VR=6V时,IR=10uA。(四)识别判断1、正负极识别从外形上看,金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形,负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极,另一端为正极。对标志不清楚的稳压二极管,也可以用万用表判别其极性,测量的方法与普通二极管相同
7、,即用万用表R×1k档,将两表笔分别接稳压二极管的两个电极,测出一个结果后,再对调两表笔进行测量。在两次测量结果中,阻值较小那一次,黑表笔接的是稳压二极管的正极,红表笔接的是稳压二极管的负极。这里指的是指针式万用表。2、色环稳压二极管识别色环稳压二极管国内产品很少见,大多数来自国外,尤其以日本产品居多。一般色环稳压二极管都标有型号及参数,详细资料可在元件手册上查到。而色环稳压二极管体积小、功率小、稳压值大多在10V以内,极易击穿损坏。色环稳压二极管的外观与色环电阻十分相似,因而很容易弄错。色环稳压二极管上的色环代表两个含义:一是代表数字,二是代表小数点位数(通常色环稳压二极管都是取一
8、位小数,用棕色表示。也可理解为倍率即:×10(的1次方),具体颜色对应的数字同色环电阻)由于小功率稳压二极管体积小,在管子上标注型号较困难,所以一些国外产品采用色环来表示它的标称稳定电压值。如同色环电阻一样,环的颜色有棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、黑,它们分别用来表示数值1、2、3、4、5、6、7、8、9、0。有的稳压二极管上仅有2道色环,而有的却有3道。最靠近负极的为第1环,后面依次为第2环和第3环。仅有2道色环的。标称稳定电压为两位数,即“×× V”(几十几伏)。第1环表示电压十位上的数值,第2环表示个位上的数值。如:第1、2环颜色依次为红、黄,则为24
9、V。有3道色环,且第2、3两道色环颜色相同的。标称稳定电压为一位整数且带有一位小数,即“×.× V”(几点几伏)。第1环表示电压个位上的数值。第2、3两道色环(颜色相同)共同表示十分位(小数点后第一位)的数值。如:第1、2、3环颜色依次为灰、红、红,则为8.2V。有3道色环,且第2、3两道色环颜色不同的。标称稳定电压为两位整数并带有一位小数,即“××.× V”(几十几点几伏)。第1环表示电压十位上的数值。第2环表示个位上的数值。第3环表示十分位(小数点后第一位)的数值。不过这种情况较少见,如:棕、黑、黄(10.4V)和棕、黑、灰(10.8V)常
10、用稳压二极管的型号对照表(注:后面的二极管型号是以1开头的,如1N4728,1N4729等)3、与普通整流二极管的区分首先利用万用表R×1K挡,按把被测管的正、负电极判断出来。然后将万用表拨至R×10K挡上,黑表笔接被测管的负极,红表笔接被测管的正极,若此时测得的反向电阻值比用R×1K挡测量的反向电阻小很多,说明被测管为稳压管;反之,如果测得的反向电阻值仍很大,说明该管为整流二极管或检波二极管。这种识别方法的道理是,万用表R×1K挡内部使用的电池电压为1.5V,一般不会将被测管反向击穿,使测得的电阻值比较大。而R×10K挡测量时,万用表内部电池
11、的电压一般都在9V以上,当被测管为稳压管,切稳压值低于电池电压值时,即被反向击穿,使测得的电阻值大为减小。但如果被测管是一般整流或检波二极管时,则无论用R×1K挡测量还是用R×10K挡测量,所得阻值将不会相差很悬殊。注意,当被测稳压二极管的稳压值高于万用表R×10K挡的电压值时,用这种方法是无法进行区分鉴别的。二、电位器电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时,在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。常见电位器如图2-2-4所示。图2-2-4 常见的电位器作用:电位器在电路中的主
12、要作用有以下几个方面1、用作分压器电位器是一个连续可调的电阻器,当调节电位器的转柄或滑柄时,动触点在电阻体上滑动。此时在电位器的输出端可获得与电位器外加电压和可动臂转角或行程成一定关系的输出电压。2、用作变阻器电位器用作变阻器时,应把它接成两端器件,这样花电位器的行程范围内,便可获得一个平滑连续变化的电阻值。3、用作电流控制器当电位器作为电流控制器使用时,其中一个选定的电流输出端必须是滑动触点引出端。实训操作一、电阻器的识读与测量利用万用表相应档位测量教师给出的若干电阻,确认电阻阻值大小,并从中选出本任务所需的电阻。序号识读值实测值序号识读值实测值12345二、电容器的识别与检测 根据所学知识
13、挑选本任务中所需电容,利用万用表判断挑选电容是否可以正常使用。并将电容的信息列入下表中。序号识读值是否正常序号识读值是否正常三、二极管的识别与检测 利用所学知识判断二极管正负,并测量它的正反向电阻序号正向电阻反向电阻序号正向电阻反向电阻四、三极管的识别与检测 利用所学知识判断三极管的型号及管脚序号型号序号型号五、电位器的识别与检测正确判断引脚,测量电位器的标称值序号1-2脚电阻1-3脚电阻2-3脚电阻展示评价评价项目评价内容评价标准评价方式自我评价小组评价教师评价职业素养安全意识、责任意识A作风严谨、自觉遵章守纪、出色地完成工作任务B能够遵守规章制度、较好地完成工作任务C遵守规章制度、没完成工
14、作任务,或虽完成工作任务但未严格遵守规章制度D不遵守规章制度、没完成工作任务团队合作意识强A与同学协作融洽、团队合作意识强B与同学能沟通、协同工作能力较强C与同学能沟通、协同工作能力一般D与同学沟通困难、协同工作能力较差专业能力活动1职业感知A按时、高质量完成调研及工作,积极参与课活动,表现突出B按时、较好地完成工作,积极参与课堂活动C没按时完成工作,不积极参与课堂活动D没完成工作,未参与课堂活动活动2安全用电A按时、完整地完成工作,问题回答正确B按时、完整地完成工作,问题回答基本正确C未能按时完成工作,或内容遗漏、错误较多D未完成工作活动3触电急救A学习活动评价成绩为90 100分B学习活动
15、评价成绩为75 89分2学习活动评价成绩为60 74分D学习活动评价成绩为059分创新能力学习过程中提出具有创新性、可行性的建议加分奖励:综合评价等级活动2 分析工作原理,实施电路仿真技能目标:1、掌握串联型稳压电源控制电路各部分电路的功能及电路转换过程。2、掌握模拟软件proteus的画图方法3、掌握模拟软件proteus的仿真方法4、能够对照工作原理,实现模拟仿真,并运用虚拟仪器进行测量。知识储备:一、电路分析(一)整流电路12V交流电压通过整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压。其整流部分采用了由四只1N4007组成的桥式整流器。虽然桥式整流器需要用四只整流二极管,但是,桥式整
16、流电路具有整流效率较高、脉动成份较少、变压器次级无需中心抽头的特点。1、分类方式(1)按组成器件可分为不可控电路、半控电路、全控电路三种1)不可控整流电路完全由不可控二极管组成,电路结构一定之后其直流整流电压和交流电源电压值的比是固定不变的。2)半控整流电路由可控元件和二极管混合组成,在这种电路中,负载电源极性不能改变,但平均值可以调节。3)在全控整流电路中,所有的整流元件都是可控的(SCR、GTR、GTO等),其输出直流电压的平均值及极性可以通过控制元件的导通状况而得到调节,在这种电路中,功率既可以由电源向负载传送,也可以由负载反馈给电源,即所谓的有源逆变。(2)按电路结构可分为零式电路和桥
17、式电路1)零式电路指带零点或中性点的电路,又称半波电路。它的特点所有整流元件的阴极(或阳极)都接到一个公共接点向直流负载供电负载的另一根线接到交流电源的零点。2)桥式电路实际上是由两个半波电路串联而成,故又称全波电路。(3)按电网交流输入相数分为单相电路、三相电路和多相电路1)对于小功率整流器常采用单相供电;单相整流电路分为半波整流,全波整流,桥式整2)三相整流电路是交流测由三相电源供电,负载容量较大,或要求直流电压脉动较小,容易滤波。三相可控整流电路有三相半波可控整流电路,三相半控桥式整流电路,三相全控桥式整流电路。因为三相整流装置三相是平衡的输出的直流电压和电流脉动小,对电网影响小,且控制
18、滞后时间短,采用三相全控桥式整流电路时,输出电压交变分量的最低频率是电网频率的6倍,交流分量与直流分量之比也较小,因此滤波器的电感量比同容量的单相或三相半波电路小得多。另外,晶闸管的额定电压值也较低。因此,这种电路适用于大功率变流装置。3)多相整流电路 随著整流电路的功率进一步增大(如轧钢电动机,功率达数兆瓦),为了减轻对电网的干扰特别是减轻整流电路高次谐波对电网的影响,可采用十二相十八相二十四相,乃至三十六相的多相整流电路。采用多相整流电路能改善功率因数,提高脉动频率,使变压器初级电流的波形更接近正弦波,从而显著减少谐波的影响。理论上,随着相数的增加,可进一步削弱谐波的影响。多相整流常用在大
19、功率整流领域,最常用的有双反星中性点带平衡电抗器接法和三相桥式接法。(4)按电流方向方向是单向或双向,又分为单拍电路和双拍电路。其中所有半波整流电路都是单拍电路,所有全波整流电路都是双拍电路。(5)按控制方式可分为相控式电路和斩波式电路(斩波器);1)通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式,简称相控方式。2)斩波器就是利用晶闸管和自关断器件来实现通断控制,将直流电源电压断续加到负载上,通过通、断的时间变化来改变负载电压平均值,亦称直流-直流变换器。它具有效率高、体积小、重量轻、成本低等优点,广泛应用于直流牵引的变速拖动中,如城市电车、地铁、蓄点池车等。斩波器一般分降
20、压斩波器,升压斩波器和复合斩波器三种。(6)按引出方式分中点引出整流电路,桥式整流电路,带平衡电抗器整流电路,环形整流电路,十二相整流电路1)中点引出整流电路分:单脉波(单相半波),两脉波(单相全波),三脉波(三相半波),六脉波(六相半波)2)桥式整流电路分:两脉波(单相)桥式,六脉波(三相)桥式3)带平衡电抗器整流电路分:一次星形联结的六脉波带平衡电抗器电路(即双反星带平衡电抗器电路),一次角形联结的六脉波带平衡电抗器电路4)十二相整流电路分:二次星、三角联结,桥式并联(带6f平衡电抗器)单机组十二脉波整流电路;二次星、三角联结,桥式串联十二脉波整流电路;桥式并联等值十二脉波整流电路;双反星
21、形带平衡电抗器等值十二脉波整流电路。2、工作原理本电路使用的是桥式整流电路,如图2-2-5所示,E2是一个频率为50HZ的正弦交流电,E2为正半周时,对D1、D3加正向电压,D1、D3导通;对D2、D4加反向电压,D2、D4截止。电路中构成E2、D1、Rfz 、D3通电回路,在Rfz 上形成上正下负的半波整流电压,E2为负半周时,对D2、D4加正向电压,D2、D4导通;对D1、D3加反向电压,D1、D3截止。电路中构成E2、D2、Rfz 、D4通电回路,同样在Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。如此重复下去,结果在Rfz 上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图中还
22、不难看出,桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于输入电压的最大值,比全波整流电路小一半。图2-2-5 整流电路(二)滤波电路由于桥式整流后在负载上得到的是脉动的直流电压,其频率为100Hz,峰值为1.4e17V,所以,还必须经过平滑滤波后才可供实际应用。电容滤波器是一种简单实用的平滑滤波器,C5就是滤波电容器,利用电容器的充、放电作用,可以将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。由于C5容量足够大,充入的电荷多,放掉的电荷少,最终使整流出来的脉动电压成为直流电压,空载时输出值1.4e17V。(三)稳压电路本电路是典型的串联型直流稳压电路,调整元件串接在输入电压Ui(12V左右)与输出电压Uo(9V
23、)之间。如果输出电压Uo由于某种原因发生变化,调整元件就作相反的变化来抵消输出电压的变化,从而保持输出电压Uo的稳定。1、稳压原理 假设某种原因(如果电网电压波动或负载电阻的变化等),使输出电压Uo上升,由取样电路将这一变化趋势送到比较放大管Q3的基极,而Q3的发射极电压由于稳压管D5的作用而保持恒定,所以,Q3的基极电压Ube将增大,管子的集电极电流随之增大,则在负载电阻R1、R2上的压降也增大,结果使复合管9013、8050的基极电位下降,管子内阻增大,Q1的UCE6增大,由于Uo24-UCE6,所以,将造成Uo下降,因而保持了Uo的稳定。其电路的稳压过程是:若输出电压降低,则上述过程相反
24、,这时稳压电路使Uo上升,则有如下稳压过程:2、稳压电路的功能稳压电路包括基准电压、比较放大器、调整元件等基本电路。图示电路当中,R5与D5组成基准电压电路,稳压二极管D5可提供7.5V的稳定的基准电压,R5(560)是限流电阻。电阻R6、R7、RP组成取样电路,取样比为(R7+RP)/( R6+R7+RP)(注:RP表示电位器RP中心滑臂与R7触点之间的电阻值),稳压电压Uo由取样比和基准电压UVD决定,即:输出电压Uo为式中UBE8是晶体管Q3(9013)的b-e结间的压降,约为0.7V。调节RP可以改变稳压电源的输出电压。调整元件采用了复合管(Q1+Q2),其中调整管Q1(8050)为大
25、功率晶体管。由于整个稳压电源的输出电流全部要经过调整管,所以,Q1应有足够的功耗和集电极电流指标(对于12V、1A的稳压电源,Q1集电极电流应不小于2A,功耗不小于10W)。(四)保护电路为了防止输出端不慎短路过载而造成调整管损坏,在设计直流稳压电源电路时,通常都有过流自动保护电路。本电路中,FU熔断丝的极限电流值为2A,当短路或过载时,输出电流增大至2A时。熔断丝会自动断开,起到自动保护电路的作用。二、实训操作:(一)将所需元器件加入到对象选择器窗口。单击对象选择器按钮,如图2-2-6所示。弹出“Pick Devices”页面,在“Keywords”中输入1N4007,系统在对象库中进行搜索
26、查找,并将搜索结果显示在“Results”中,如图2-2-7所示。在“Results”栏中的列表项中双击“1N4007”,则可将“1N4007”添加至对象选择器窗口。图2-2-6 选择元器件图2-2-7 选择二极管接着在“Keywords”栏中重新输入CAP-ELEC,如图2-2-8所示。双击“CAP-ELEC”,则可将“CAP-ELEC”添加至对象选择器窗口。图2-2-8 选择电容接着在“Keywords”栏中重新输入RES,如图2-2-9所示。双击“RES”,则可将“RES”添加至对象选择器窗口。图2-2-9 选择电阻接着在“Keywords”栏中重新输入“NPN”,如图2-2-10所示。
27、双击“NPN”,则可将“NPN”型三极管添加至对象选择器窗口。图2-2-10 选择NPN型三极管接着在“Keywords”栏中重新输入“FUSE”,如图2-2-11所示。双击“FUSE”,则可将“FUSE”添加至对象选择器窗口。图2-2-11 选择保险丝接着在“Keywords”栏中重新输入“P0T-”,如图2-2-12所示。双击“POT-HG”,则可将“POT-HG”添加至对象选择器窗口。图2-2-12 选择滑动变阻器接着在“Keywords”栏中重新输入“CAP”,如图2-2-13所示。双击“CAP”,则可将“CAP”添加至对象选择器窗口。图2-2-13 选择瓷片电容接着在“Keyword
28、s”栏中重新输入“ZENER DIODE”,如图2-2-14所示。双击“1N4729A”,则可将“1N4729A”添加至对象选择器窗口。图2-2-14选择1N4729A稳压二极管接着在“Keywords”栏中重新输入“ALTERANTOR”,如图2-2-15所示。双击“ALTERANTOR”,则可将“ALTERANTOR”添加至对象选择器窗口。图2-2-15选择电源经过以上操作,在对象选择器窗口中,已有了1N4007、CAP-ELEC、NPN型三极管、CAP、RES、POT-HG、FUSE、DIODE-SC和ALTERANTOR九个元器件对象。然后按照任务一摆放元件的流程放置好元件,如图2-2
29、-16所示。图2-2-16 放置元器件(二)元器件之间的连线。在Proteus ISIS中画连接线时,系统会自动检测。当鼠标的指针靠近元器件引脚时,跟着鼠标的指针就会出现一个“×”号,表明找到了元器件的连接点,单击鼠标左键,移动鼠标(不用拖动鼠标),屏幕上将出现成90º折线的粉红色连接线(Proteus的线路自动路径功能),将鼠标的指针靠近预连接的目标元器件引脚,跟着鼠标的指针就会出现一个“×”号,表明找到了目标元器件引脚的连接点,同时单击鼠标左键,粉红色的连接线变成深绿色。Proteus具有线路自动路径功能(简称WAR),当选中两个连接点后,WAR将选择一个合适
30、的路径连线。WAR可通过使用工具栏中的“WAR”命令按钮来关闭或打开,也可以在菜单栏的“Tools”下找到这个图标。同理,我们可以完成其他连线,如图2-2-17所示,在此过程的任何时刻都可以按Esc键或者单击鼠标的右键来放弃画线。图2-2-17 画连接线(三)电路仿真图点击运行按钮。调节电阻器RP观察到仿真图现象,如图2-2-18(a)(b)所示。可以看出,在我们调节电阻器RP后,输出端电压发生了明显的变化。图2-2-18(a) 仿真图图2-2-18(b) 仿真图展示评价评价项目评价内容评价标准评价方式自我评价小组评价教师评价职业素养安全意识、责任意识A作风严谨、自觉遵章守纪、出色地完成工作任
31、务B能够遵守规章制度、较好地完成工作任务C遵守规章制度、没完成工作任务,或虽完成工作任务但未严格遵守规章制度D不遵守规章制度、没完成工作任务团队合作意识强A与同学协作融洽、团队合作意识强B与同学能沟通、协同工作能力较强C与同学能沟通、协同工作能力一般D与同学沟通困难、协同工作能力较差专业能力活动1职业感知A按时、高质量完成调研及工作,积极参与课活动,表现突出B按时、较好地完成工作,积极参与课堂活动C没按时完成工作,不积极参与课堂活动D没完成工作,未参与课堂活动活动2安全用电A按时、完整地完成工作,问题回答正确B按时、完整地完成工作,问题回答基本正确C未能按时完成工作,或内容遗漏、错误较多D未完
32、成工作活动3触电急救A学习活动评价成绩为90 100分B学习活动评价成绩为75 89分2学习活动评价成绩为60 74分D学习活动评价成绩为059分创新能力学习过程中提出具有创新性、可行性的建议加分奖励:综合评价等级活动3清点元件配件,实施电路装配技能目标1、掌握根据原理图列出元件清单。2、能够合理设计元件分布,熟练安装操作。3、能能够对串联型直流稳压电源电路进行调试、检修。4、熟悉手工焊接工艺及方法,了解常见焊点缺陷。知识储备一、选择印制板印制板有单面印制板、双面印制板和多层印制板。所谓单面印制板,是指在厚度为1-2mm的绝缘基板上,一个表面敷有铜箔,通过印制和腐蚀的方法,在覆铜的一面制成印制
33、电路。实际中具体要使用哪一种印制电路板,可根据原理线路的复杂程度选择。二、合理布线印制电路板上元器件的安置与布线是否合理,对电路性能的影响非常大。安置与布线不合理,可能会引起电路中各处的信号相互耦合(电的、磁的、热的),使电路工作不稳定,轻则噪声明显增大,严重时会引起振荡,使电路不能正常工作。所以一定要重视元器件的安置与布线工作,其一般原则如下:(一)根据电原理图中所有元器件的形状与电路板的面积,合理布置元器件的密度,相邻元器件原则上应就近安置,并应注意以下几个问题: 1、发热元器件靠边安置在散热条件好的地方,受热源影响较大,电器性能容易改变的器件尽量远离发热的元器件,如电解电容、二极管等。
34、2、元器件排列不要形成头尾相连的环路,不要将不同级的元器件混置在一起,以避免前、后级之间产生寄生耦合。 3、能通过磁场相互耦合的元器件,应进行自身的屏蔽,并尽可能相互离得远一点,输入变压器与输出变压器之间应互相垂直安置(指铁芯的方向)。 4、高频电路中元件引线要短,电阻器采用卧式安装。 5、体积大、重量重的元器件安放在电路板的下方;各种可调元件安置在电路工作时便于调整的位置;所有元器件的标志一律向外。 6、如果相邻元器件无法就近安置,或需要离得较远时,应利用隔直电容、共射-共基电路、射极输出电路等对前、后影响较小的位置进行分割。 (二)根据元器件安排的位置合理布线。在布线过程中,可适当转动元器
35、件,使元器件引出脚的落点便于走线,布线原则如下: 1、布线时首先应考虑电器性能上的合理性,然后再考虑外观的美观性。 2、导线之间应有足够的间距,导线要有一定的宽度。一般情况下,建议导线间距等于导线宽度,但不小于1mm。同一印制板上的导线宽度(除地线外)最好一样。焊点要留有圆弧形铜箔,一般要求,弧形铜箔的外径为线宽的1.53倍,为安装孔直径的23倍。 3、走线尽可能要短,信号线不要迂回,走线复杂的可使用双面印制板布线。 4、印制导线不应有急剧的弯曲和尖角,所有弯曲与过渡部分均须用圆弧连接,其半径不得小于2mm。 5、印制导线应尽可能避免有分支,如必须分支,分支应尽量圆滑。 6、地线可以迂回,所以
36、地线可后定型。地线在走线过程中,还可以把一些输入线与输出线分隔开来,或把一些输入端、高输入阻抗端等对干扰敏感的区域包围起来,作为屏蔽措施(高阻抗端与地之间距离可适当增大)。 7、晶体管、运算放大器等的输入端不要与电源线靠得太近,以防测量过程中不小心短路。 8、信号线之间或信号线与电源线之间不要平行布线,输入线与输出线之间要离得远一点,地线安排要适当(见后面接地问题)。三、焊接技术要领 在制作电子仪器时,焊接质量好不好对整机的质量有着非常密切的关系。焊接不良不仅会给调试带来很大的困难,而且会严重影响整机的技术性能与可靠性。虚焊是一种最令人伤脑筋的故障,一定要在焊接时尽可能防止它。 (一)焊接次序
37、 先焊小型元件和细导线,后焊中型、大型元件与晶体管、集成电路。有源器件相对来说比较娇、贵,后焊可防止因焊接其他元件时不小心使之损坏。 (二)焊接的安全问题1、在焊接MOS器件时,其栅级的绝缘电阻非常高,栅级如感应上电荷就很难泄漏,会产生较高的电压而造成击穿。所以烙铁外壳要接地。在带有MOS器件的电路板上焊接少数几个焊点时,为了安全,一般先将烙铁的电源插头拔下,利用烙铁的余热进行焊接。 2、焊接时要注意人身安全,工作中要防止触电、烫伤。不要任意乱甩焊锡。工作场所布置要整齐,要备有烙铁架,不要将烙铁放在木板或桌面上。 特别是离开工作场所时一定要拔下烙铁的电源插头,切断烙铁的电源。四、接地问题 这里
38、将实验电路板布线中的接地问题单独列出来,因为公共地线是所有信号共同使用的通路,如果安排得不好,有可能通过地线将输出信号、感应信号、纹波信号等耦合到前级放大电路中,使电路性能变差,甚至产生寄生振荡。因而如何安排地线有一定的讲究。 1、在印刷电路板的排线过程中,唯有地线是允许迂回的,所以地线一般很长,往往绕线路板一周,有一定的阻抗,具有信号通过公共阻抗耦合的可能性。所以首先要求地线的线条宽一些,以减小它的阻抗。 2、地线能起屏蔽作用,可以用它将后级与前级隔离开,以减小前、后级电路之间的电耦合。 3、在高频、高输入阻抗、高放大倍数等电路中,印刷电路板的表面漏电流足以使各种感应信号耦合到输入电路中去,
39、所以在这些地方,印刷电路板上焊点与导线周围的空地方应将铜皮保留下来接地,作屏蔽隔离用,以确保电路工作的稳定性。特别是确保实验过程中测量的可靠性。 4、在排线过程中,后级的信号不要通过前级的地线,特别是电源滤波电容器的地线要单独走线,不要与信号地线共用。放大器中各放大级的接地元件的接地点,排线过程中应考虑一点接地的原则,如加粗地线宽度,另辟地线迂回到最低电位点等措施。高频还要就近接地。 5、在数字电路与模拟电路共存的电路中,数字地线与模拟地线要分开使用,脉冲信号线与其他信号线不能平行布线。实训操作一、根据原理图列出元件清单 序号元件名称标号规格型号数量备注二、工具及仪器电子焊接工具一套;矩阵电路
40、板一块;万用表一块;示波器一台三、电路装接1、元件处理元件安装前,应对使用的元件进行清点和处理,元件、工具、仪器要摆放有序,对要使用的元件要进行检查确认,进行请污,镀锡和成型处理,特别是在元件整型中,要轻拿轻放,用力不要放过大,不要反复弯折元件管教,以免折断报废。2、元件布局及插装。本电路的元件及走线图如图所示安装电路前,首先考虑主要元件的位置,电源变压器和电子电路要隔一定的距离,展示评价评价项目评价内容评价标准评价方式自我评价小组评价教师评价职业素养安全意识、责任意识A作风严谨、自觉遵章守纪、出色地完成工作任务B能够遵守规章制度、较好地完成工作任务C遵守规章制度、没完成工作任务,或虽完成工作
41、任务但未严格遵守规章制度D不遵守规章制度、没完成工作任务团队合作意识强A与同学协作融洽、团队合作意识强B与同学能沟通、协同工作能力较强C与同学能沟通、协同工作能力一般D与同学沟通困难、协同工作能力较差专业能力活动1职业感知A按时、高质量完成调研及工作,积极参与课活动,表现突出B按时、较好地完成工作,积极参与课堂活动C没按时完成工作,不积极参与课堂活动D没完成工作,未参与课堂活动活动2安全用电A按时、完整地完成工作,问题回答正确B按时、完整地完成工作,问题回答基本正确C未能按时完成工作,或内容遗漏、错误较多D未完成工作活动3触电急救A学习活动评价成绩为90 100分B学习活动评价成绩为75 89
42、分2学习活动评价成绩为60 74分D学习活动评价成绩为059分创新能力学习过程中提出具有创新性、可行性的建议加分奖励:综合评价等级活动4检测电路参数,实施电路调试技能目标1、掌握稳压电源的使用方法2、掌握实用MF47万用表测电压的方法3、能够对照原理图与电路板元件及走线发现故障并排除 4、熟悉电路板的一般检测流程知识储备一、12V直流稳压电源调试流程装配质量检验接线通电测可调输出电压范围测空载输出电压Uo各级静态工作点检测调测Uo1(Io1=1A)测纹波电压U纹测电压调整率测电流调整率测最大输出电流。接线图参照图2-2-19和图2-2-20。变压器17V220VAC +12稳压电源电路板17V
43、 GND图2-2-19 稳压电源静态测试接线图变压器调压器+-RL交流毫伏表220V50HzAC +12稳压电源电路板17V GNDA17V220V±22V图2-2-20 稳压电源技术参数调试接线图二、注意事项(一)电源变换是将220V的工频交流电源变换成所需要的低压电源,由调压器来完成。调压器的输入端和输出端不能接反,否则要烧坏调压器。测量调压器输出电压时一定要将万用表调到交流档。整流后电压有多种方法测,除了测测试点8050的C极对地电压外,还可以测保险丝两端与地之间的电压。(二)加负载时,负载电阻应调在>12左右后再接通电源,然后根据电流表指示细调至1A,否则会烧保险丝。测
44、纹波电压时切勿忘记要将输入电压调到220V。 实训操作一、调试方法(一)调试所需仪器工具1、调压器 0250V/0.5KVA 1只2、电源变压器 1只3、数字万用表 1只4、万用表MF47 1只5、交流毫伏表 l只6、可变负载电阻RL 025 l只7、直流电流表、交流电压表 各1只二、调试步骤(一)调试前准备:装配质量检验按照电路原理图和元器件表认真检查元件的规格、型号有无装配错误,如有错误及时改正,为调试打好基础。(二)对照安装图,检查印制线路板的装配质量。重点检查有无短路、搭焊、漏焊、虚焊和假焊。阅读评分表上的调试要求及指标,阅读调试记录报告的项目及内容,明确调试的条件、方法、步
45、骤及要求,进一步对照原理图及印刷板实物,明确测量位置,作出测试点的选择。主要注意电解电容极性有无接反;整流二极管、稳压二极管有否接反。(三)调试空载输出电压:要求输出电压Uo为12.00V±0.02V;1、用×1K挡测7C1两端电阻,应大于200K(红表笔接负极,黑表笔接正极),测7BG6的C极对地电阻,即散热片对地电阻,应大于几十K(红表笔接负极,黑表笔接正极)。2、将变压器的次级引线一端接至电路中7BG1的负极或7BG4的正极,另一端接到7BG3的负极或7BG2的正极。3、将调压器退至“0”,接通电源。逐步升高调压器电压至220V记入表中“变压器输入电压”,用数字万用表交流电压档测量变压器次级的交流电压(约为17V),记入表中“变压器输出电压”,测7Cl两端电压(约为24V左右),记入表中“整
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