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直流稳压电源分析与调试.doc
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直流稳压电源分析与调试.doc
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← 项目 1 直流稳压电源分析与调试
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教
知识重点
1.直流稳压电源的组成与工作原理; 2.整流电路组成与工作原理;
3.三端集成稳压器;4.二极管的构成与应用
知识难点
1.整流电路组成与工作原理;
2.三端集成稳压器的选择与使用
推荐教学方式
将直流稳压电路分解为不同模块的电路,通过制作与测试,让学生掌
握仪器设备的使用和元器件的识别,并通过测试结果引入理论分析,然后
通过理论学习指导学生调试电路中出现的问题,加深对理论的认识。
建议学时 16 学时
学
推荐学习方法
从简单任务入手,通过器件的检测与识别、直流稳压电源各组成电路的制
作、测试与调试,逐步掌握直流稳压电源各局部的工作原理,最终学会直
流稳压电源的相关知识,并能根据输出电压要求选择适宜的器件。
必须掌握的理论知识
1.直流稳压电源电路的组成与工作原理;2.二极管的特性与应用;
3.三端集成稳压器
必须掌握的技能
1.万用表、示波器等仪器的使用;2.二极管、变压器、电解电容和集
成稳压器的识别与检测;3.直流稳压电路各局部电路的分析与调试
项目描述
一般电子设备都采用直流供电,将交流电转变为直流电的设备称为直流稳压电源。本
项目制作一个输出电压为+12V 的直流稳压电源,原理图如图 1-所示,制作完成的电路如
图 1-所示。
图 1- 直流稳压电源电路图
图 1-直流稳压电源实物图
项目所用的元件清单如表 1-所示。
表 1- 直流稳压电源元件清单
序号 元件代号 名称 型号与参数 功能
1 CT
电源输入线
5A/250V
220V 交流电输入
2 T
变压器
220V/12V
变压:220V 变为 12V 交流电
3
VD
1
、VD
2
、
VD
3
、VD
4
二极管
1N4007
构成桥式整流电路:将 12V 交流电变
换为脉动直流电
4 C
1
电解电容
2200μF/50V
滤波:滤除脉动直流电中高频交流成分
5 IC
三端集成稳压器
L7812CV
稳压:将平滑直流电变换为稳定直流电
6 C
2
瓷介电容
0.33μF
滤波:滤除脉动直流电中高频交流成分
7 C
3
瓷介电容
0.1μF
滤波:减小输出端电压波动
8 C
4
电解电容
100μF/25V
滤波:减小输出端电压波动
9 R
电阻
1kΩ
负载。限流:保护发光二极管
10 VD
5
二极管
1N4007
保护:防止过压,导致稳压器损坏
11 VD
6
发光二极管
LED-Φ3
状态指示
12
S
1
、S
2
、S
3
单刀单掷开关 控制电路的通、断,便于调试
13
排针、
排母、杜邦
线
引出作为测试点,
便于替换元器件
项目分析
本教程后续各个项目的电路中都需要直流稳压电源供电,而发电厂、变电站输送的是
交流电,这就需要将交流电变成直流电。本项目制作的是一种单相小功率直流稳压电源,
能够将交流电转换成直流电。该直流稳压电源由变压电路、整流电路、滤波电路、稳压电
路四局部构成,在制作和调试过程中按照信号流向,从二极管的识别与检测、整流电路制
作与分析、滤波电路制作与分析,到稳压电路制作与分析,逐步完成直流稳压电源的制作。
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变压电路
整流电路 滤波电路
稳压电路
在此过程中,对直流稳压电源电路各局部的工作原理、参数计算、元件选取与识别、电路
调试等方面进展讲解和介绍。
知识目标
1.理解直流稳压电源的根本组成、工作原理和电路中各元器件的作用;
2.掌握二极管的结构、符号、分类和作用;
3.理解单相整流电路的组成与工作原理;
4.理解滤波电路的组成与工作原理;
5.熟悉常见集成稳压器特性与应用电路。
能力目标
1.能使用万用表检测变压器、二极管、电解电容、整流桥堆等元器件;
2.会查阅二极管、稳压器等器件用户手册资料,并根据要求选取适当的器件;
3.能按电路图安装、制作和调试直流稳压电源;
4.能对电源参数进展测量;
5.能对直流稳压电路典型故障进展分析、判断和处理。
直流稳压电源简介
单相小功率直流稳压电源一般由变压、整流、滤波、稳压四局部组成,如 图 1-所示。
220V/50Hz 的交流电经过变压器降压到一定的大小后,通过整流电路将其输出的交流电
转变为脉动的直流电,然后通过滤波电路将脉动的直流电转变为较平滑的直流电,最后通
过稳压电路,将平滑的直流电转变为稳定的直流电输出。
图 1-直流稳压电源组成框图
1. 变压电路
将 220V/50Hz 的交流电转换为适当大小的交流电,一般采用降压变压器电路。
2. 整流电路
将极性变化的交流电转变为极性单一的脉动直流电,常采用二极管整流电路。
3. 滤波电路
滤除整流后脉动电压中的交流成分,将脉动的直流电转变为平滑的直流电,常采用电
容、电感与其组合电路。
4. 稳压电路
将平滑的直流电转变为稳定的直流电,使其根本不受电网电压波动和负载电阻变化的
影响,小功率稳压电源常采用集成三端稳压器电路。
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1.1 二极管识别与检测
在直流稳压电源的整流电路中,实现整流功能的器件是二极管。在分析和测试整流电
路之前,先学习二极管相关的知识。
器件认知与测试
1.二极管器件认知
半导体二极管又称晶体二极管,简称二极管。根据功能和结构分为不同的类型,常用
二极管器件的外形与封装形式如图 1-4 所示。
图 1-常见的二极管
由于功能不同,二极管外形各异,但部结构根本一样,二极管结构示意图如 图 1-
〔a〕所示。将 PN 结用外壳封装起来,并在两端加上电极引线就构成了半导体二级管。其
中,从 P 区引出的电极称为阳极〔或正极〕,用“a〞表示〔或用“+〞表示〕,从 N 区引出
的电极称为阴极〔或负极〕,用“k〞表示〔或用“—〞表示〕。电路符号如图 1-〔b〕所示。
〔a〕二极管结构示意图 〔b〕二极管电路符号
图 1-二极管结构与电路符号
2.二极管极性识别与质量检测
二极管极性的识别可通过以下三种方法来判断:
1) 通过标记来识别极性。
如果外壳上有二极管的符号标记,那么标有三角形箭头的一端为正极,另一端为负极.。
如果二极管有色环或色点标志,那么色环或色点的一端为阴极,另一端为阳极,如图 1-所
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整流二极管
稳压二极管
开关二极管
变容二极管
发光二极管
光电二极管
示。该方法简单,但是无法判断二极管的质量好坏。
图 1- 二极管识别
2) 用数字万用表判断极性与好坏。
将数字万用表测量档位选择“二极管〞档〔万用表的使用方法可以参照本章附录〕,将
红、黑表笔分别接二极管的两个引脚。假设显示为“| .〞或“0L〞〔溢出〕,如图 1-〔b〕
所示,说明测得是反向特性。交换测试笔再次测试,那么应出现数值,此数值是以小数表
示的二极管正向压降值,如图 1-〔a〕所示。由此,可判断二极管的极性和二极管的材料。
显示正向压降值时红表笔所接引脚为二极管的阳极,黑表笔所接引脚为二极管的阴极,正
向压降为 0.2V 左右为锗二极管,0.7V 左右为硅二极管。假设正、反向测量所得压降值均
显示“0V〞,说明二极管部短路;假设正、反向测量所得压降值均显示“|.〞,说明二极管
开路失效。测试你当前所用的二极管相关值并填入表 1-中。
〔a〕正向测量 〔b〕反向测量
图 1- 数字万用表判别二极管极性与质量
表 1- 二极管检测数据
电压
型号
正向压降 反向压降
材料判断〔硅/
锗〕
质量判断
1N4007
3〕用指针式万用表判断极性与好坏
将指针式万用表置于电阻档的 R100 或者 R1k 档位〔指针式万用表的使用方法可以
参照本章附录〕,两表笔交换测量二极管的电阻值。如果二极管性能良好,那么两次测量
电阻值必然出现一大一小的显著区别,且大的一次趋于无穷大,小的为正向电阻,大的为
反向电阻。由此可断定二极管两端的极性,即当测得阻值较小时,黑表笔接的那一端为二
极管的正极〔注意:指针式万用表电阻档的红表笔接电池的负极,黑表笔接电池的正极〕,
如图 1-所示。如果测得的二极管正、反向电阻都很小,说明二极管已经失去了单向导电作
用。如果正、反向电阻都很大,那么说明二极管部已经断路。
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二极管档位二极管档位
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beibeidzh
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