可调稳压电源实习报告.docx
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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:
①了解电路板图得来的方法,掌握电路板图的打印技巧;
②会使用热转印机将电路图转印到覆铜板上;
③掌握电路板的腐蚀过程及注意事项;
④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。
综合实训报告
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DC2.5~24V之间可调。
实训报告:
一、实验名称
MOS大功率可调稳压电源
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DC2.5~24V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
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
名称
规格型号
数量
备注
R1
2W电阻
2KΩ/2W
1
R2
6W电阻
0.1Ω/6W
1
R3
1/8W电阻
510Ω
1
R4、R5
1/8W电阻
10KΩ
2
RP1
电位器
10KΩ
1
C1、C2
电解电容
10uF/100V
2
有极性
C3
电解电容
3300uF/35V
1
有极性
C4
电解电容
4.7uF/100V
1
有极性
C5
电解电容
470uF/50V
1
有极性
VT1
MOS管
IRF640
1
注意引脚顺序
VT2
精密电压基准
TL431
1
注意引脚顺序
VT3
三极管
9013NPN
1
注意引脚顺序
D1、D2、BR1
二级管
IN4007
6
有极性
T1
变压器
220V~24VAC
1
散热片
1
输出接口
1
注意方向
螺丝(带螺帽)
Φ3
5
支脚和固定作用
四、实验原理
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,UO↑→UR(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,UR2≥0.6V,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、0.18Ω、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2.5V~36V连续可调,工作电流范围宽达100mA,动态电阻典型值为0.22欧。
下图中,输出电压Vo=2.5(R2十R3)V/R3。
注意:
1mA<(VIN-VOUT)/R1<500mA
2、倍压电路原理
倍压整流电路原理
二极管倍压整流电路(Voltagedoublerrectifer)如图所示。
1.工作原理
设电源变压器二次电压u2=U2sinωt,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.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.适用场合
倍压整流电路仅适用于负载电流很小的场合。
4.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τd=RLC≥(3~5)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:
e2正半周(上正下负)时,二极管D1导通,D2截止,电流经过D1对C1充电,将电容Cl上的电压充到接近e2的峰值
,并基本保持不变。
e2为负半周(上负下正)时,二极管D2导通,Dl截止。
此时,Cl上的电压Uc1=
与电源电压e2串联相加,电流经D2对电容C2充电,充电电压Uc2=e2峰值+1.2E2≈
。
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D1和D2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Usc=Uc1i+Uc3≈
+
=3√2E。
,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Ufz≈3x1.2E2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2DL2/0.2,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1.5x
,在使用上才安全可靠。
五、实验步骤与记录
1、用Proter99SE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
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DC2.5~26V之间可调。
7、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DC2.5~9.4V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。
更换变压器后,输出电压正常,一切良好!
原因是变压器本身故障。
2、在实际中所测得的数据为什么跟理论值有偏差?
答:
理论不代表实际,只是一个近似,在实际中应考虑各方面的原因如温度、电压、元件特性等带来的负面影响。
8、实习心得
经过这次实习,使我学会PCB板的制作过程以及自己检修问题,更加提高了自己的焊接能力,同时通过学习和请教,也学会了一些绘图软件PROTEI99SE的使用方法,为了大二更好的学习单片机打下了基础。
进一步加深了自己对电子专业的爱好,以后会更加努力学习!
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