中职电子技术一体化教程项目十教学课件

1、正版可修改PPT课件(中职）电子技术一体化教程项目十教学课件项目十 串联稳压电源1233任务一 串联稳压电源的工作原理任务二 串联稳压电源的制作任务三 串联稳压电源的调试返回任务一 串联稳压电源的工作原理【学习目标】 掌握串联稳压电源的构成。 学习整流、滤波原理。 学习串联稳压电源的工作原理。 了解 三端稳压集成块和稳压管的工作原理及特点。图 是本项目要制作的由分立元件和 三端稳压集成块构成的电路原理图。下一页返回任务一 串联稳压电源的工作原理【串联稳压电源的构成】串联稳压电源方框图如图 所示。电源电路公共部分分别由变压、整流、滤波电路组成， 利用两个短路帽、 的连接使电源输出只有一组， 其余

2、部分由两组相互独立的稳压电源构成。 分别是: 由分立元件组成的电压输出可调的串联稳压电源及由 稳压三端集成块组成的单一电压输出的稳压电源。上一页下一页返回任务一 串联稳压电源的工作原理【由分立元件组成串联稳压电源原理】本次制作的串联稳压电源是单相小功率电源， 它将频率为 、电压有效值为 的交流电源转换成幅值稳定， 输出电流在 以下的直流电源。 直流稳压电源一般由降压变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成。 整流电路将交流电变成脉动的直流电， 滤波电路可以减少脉动成分， 稳压电路可以使输出电压基本保持稳定。 图 是分立元件构成的电源方框图。一、变压通过电源变压器将 交流电变为电路所需的

3、 交流电。上一页下一页返回任务一 串联稳压电源的工作原理变压器可将一种电压的交流电变换为同频率的另一种电压的交流电， 变压器的主要部件是一个铁芯和套在铁芯上的两个绕组。 图是变压器文字符号和电路图形。变压器有两个线圈绕组， 其中与电源相连的线圈， 接收交流电能，称为一次绕组也叫初级线圈； 与负载相连的线圈， 送出交流电能， 称为二次绕组也叫次级线圈。变压器的变压关系公式为:上一页下一页返回任务一 串联稳压电源的工作原理其中: 是变压器初级的输入交流电压， 是变压器次级的输出交流电压； 是变压器初级绕组的线圈匝数， 是变压器次级绕组的线圈匝数。二、整流电路利用二极管的单向导电特性将交流电变换成直

4、流电的电路称为整流电路。 单相整流电路一般可分为半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路。() 如图 ()、()、() 分别为单相半波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路。() 半波、全波和桥式整流电路的比较见表。上一页下一页返回任务一 串联稳压电源的工作原理三、滤波电路脉动直流电虽然其方向不变， 但电压幅度仍有较大变化， 仅适用于对直流电压要求不高的场合， 而在很多设备中， 要求电源电压平滑， 此时可采用滤波电路来滤除脉动直流电压中的交流成分。 常见的电路形式有: 电容滤波电路、电感滤波电路和复式滤波电路等。. 电容滤波电路的组成及基本工作原理在全波整流电路和桥式整流电路中接入电容器后进行滤

5、波与半波整流电路工作原理是一样的， 不同点是在 全周期内， 电路中总有二极管导通， 图 为桥式整流滤波原理图。上一页下一页返回任务一 串联稳压电源的工作原理图 为桥式整流后的直流电压波形。 在桥式整流中前半个周期， 变压器输出的电压为上正下负， 如图 所示。 这时电流经过 对负载供电， 再经 回到变压器。后半个周期， 变压器上的电压上负下正， 如图 所示， 这时电流经过 对负载供电， 再经 回到变压器。所以 在一个周期中对电容器 有两次充电， 电容器 向负载放电时间缩短， 输出电压更加平滑， 平均电压值也自然升高， 如图 所示。上一页下一页返回任务一 串联稳压电源的工作原理. 电容滤波电路负载

6、两端直流电压的近似计算半波整流电容滤波电路: (.)全波、桥式整流电容滤波电路: .四、串联型可调直流稳压电路整流滤波电路将交流电源变换成较为平滑的直流电源， 但输出电压会随着电网电压波动而波动， 或随着负载电阻的变化而变化。 为了获得稳定的直流电压， 必须采取稳压措施。 常见的稳压电路有稳压管稳压电路、串联型稳压电路， 集成稳压电路和开关型稳压电路等。上一页下一页返回任务一 串联稳压电源的工作原理串联型稳压电路， 是利用输出电压微小变化量， 通过一级直流放大器将 放大，用放大的电压变化量去控制电压调整管发射结电压， 使电压调整管的有明显的变化，就可以使稳压效果大为改善。串联型直流稳压电路由取

7、样、基准电压、比较放大、电压调整等电路组成， 方框图如图 所示。其原理图如图 所示。上一页下一页返回任务一 串联稳压电源的工作原理. 元件作用、 为滤波电容。 在电路中起稳定电压的作用。 是电源调整管， 是电流放大管。 、 组成复合管， 用作电压调整。 如图 所示由 型管和 型管组成复合 型管或复合 型管， 复合管的电流放大倍数 ， 其中 是 的电流放大倍数， 是 的电流放大倍数。上一页下一页返回任务一 串联稳压电源的工作原理 是比较放大管， 既是 的集电极负载电阻， 又是 的基极偏置电阻。、 提供比较放大管 发射极的基准电压。、 组成取样电路， 当输出电压变化时， 取样电路将其变化量的一部分

8、取出送到比较放大管 的基极。. 基本工作原理 调整管在电路中实际上相当于一个“电位器”， 如图 所示， 当外部输入的电压升高， 为了稳定输出的电压， “电位器” 阻值变大， 使输入的电压能够减少一部分电压给输出负载，稳定输出的电压； 上一页下一页返回任务一 串联稳压电源的工作原理同样， 当外部输入的电压下降， 为了稳定输出的电压， “电位器” 阻值变小， 使输入的电压能够增加一部分电压给输出负载， 稳定输出的电压。 当负载变化， 引起输出电压上升， “电位器” 阻值增加， 使输入的电压能够减少一部分电压给输出负载， 稳定输出的电压； 同样， 当负载变化， 引起输出电压下降时， “电位器” 阻值

9、减少， 使输入的电压能够增加一部分电压给输出负载， 稳定输出的电压。上一页下一页返回任务一 串联稳压电源的工作原理【 构成的电源】 三端集成稳压器是将功率调整管、误差放大器、取样电路等元件做在一块硅片内， 构成一个由不稳定输入端、稳定输出端和公共端组成的集成芯片。 其稳压性能优越而售价不贵， 使用安装十分方便。 它还设有过流和短路保护、调整管安全工作区保护以及过热保护电路， 以确保稳压器可靠工作。 其方框图如图 所示。 实际上可以看作前面介绍的串联稳压电路的集成化元件。 分立元件的稳压电源有电位器， 输出的电压可调， 只能固定输出 电压。上一页返回任务二串联稳压电源的制作【学习目标】 学习电子

10、产品制作工艺流程。 学习 印刷电路板的制作工艺。 掌握电路的测量、装配、焊接的技能。【制作工艺流程】一、制作的工艺流程准备熟悉工艺要求绘制装配草图核对元件数量、规格、型号元件检测元器件预加工电路板装配、焊接总装加工检验。下一页返回任务二串联稳压电源的制作二、准备将工作台整理有序， 工具摆放合理， 准备好必要的物品。三、熟悉工艺要求认真阅读电气原理图和工艺要求。四、清点元件按配套明细表核对元件的数量和规格， 应符合工艺要求， 如有短缺、差错应及时补缺和更换。五、元件的检测用万用表的电阻挡对元器件进行逐一检测， 对不符合质量要求的元器件剔除并更换。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作【 的制作

11、】一、制作材料() 覆铜板。主要是选择基板的绝缘材质， 对于简单电路， 可以选择比较便宜的酚醛纸质层压板或环氧玻璃布层压板。() 质量良好的油性笔。() 蚀刻液。一份三氯化铁和两份水的重量配制三氯化铁溶液蚀刻液， 注意保管， 防止污染环境。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作( ) 容器。由于蚀刻液有腐蚀作用， 只能用塑料、搪瓷、陶瓷等容器。() 夹子。夹覆铜板的工具用塑料或竹制品， 不能使用金属材料的夹子。二、底图的设计原则设计印制电路底图方法: 先要根据元件的尺寸、重量、电气上的连接关系及散热效果等确定电路中各元器件的排列， 元器件必须安排在同一面上， 同类元件尽可能朝同一方向排列。上

12、一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作根据通过的电流大小确定印制板的连线宽度， 可按 宽的连线允许 电流计算。在板面允许的条件下， 要尽量取得宽些， 以保证电气和机械方面的质量。 电源线和地线要尽可能取得宽些， 以减少线上的压降， 提高可靠性。相邻两条连线之间的间距不小于线宽， 如相邻两条线之间有较高的电压， 可按. 的间距， 其容许电压为 的计算确定其间距。印制板的四周要空出 的边框。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作三、印制板草图设计印制板草图就是绘图在坐标图纸上的印制板图， 一般用铅笔绘制， 便于绘制过程中随时调整和涂改。 它是黑白图的依据， 是产品设计中的正规资料。 草图要求将印

13、制板的外形尺寸、安装结构、焊盘孔位置、导线走向均按一定比例绘制出来。 黑白图是将设计好的草图过渡到铜板纸上绘制而成。草图的具体绘制步骤如下:() 按设计尺寸画方格纸或使用坐标纸。() 画出板面轮廓尺寸， 留出板面各工艺孔的空间， 而且还要留出图纸技术要求说明空间。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作( ) 用铅笔画出元器件外形轮廓， 小型元件可不画出轮廓， 但要做到心中有数。() 标出焊盘位置， 勾勒印制导线。() 复核无误后， 擦掉外形轮廓， 用铅笔重描焊点和印制导线。() 标明焊盘尺寸、线宽， 注明印制板技术要求。四、焊盘与铜膜导线.焊盘在电路板中， 焊盘的作用是放置焊锡、连接导线和元

14、件引脚。 它由安装孔及周围的铜箔组成。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作( ) 焊盘的尺寸。焊盘的尺寸取决于安装孔的尺寸， 安装孔在焊盘的中心， 用于固定元器件引线。 显然，安装孔的直径应稍大于元器件引线的直径， 一般安装孔的直径最小应比元器件引线直径大. ， 但最大不能超过元器件引线直径的. 倍， 否则在焊接时， 不仅用锡量多， 并且会因为元器件的活动造成虚焊， 使焊接的机械强度变差。() 焊盘的形状。焊盘的形状和尺寸要有助于增强焊盘和印制导线与绝缘基板的粘贴强度， 而且也应考虑焊盘的工艺性和美观。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作 常见的焊盘有以下几种:圆形焊盘。如图 所示，

15、焊盘与安装孔是同心圆， 焊盘的外径一般为孔径的 倍。 同时， 如果印制电路板的密度允许， 焊盘不宜过小， 否则焊接中容易脱落； 同一块印制电路板上， 除个别大元件需要大孔以外， 一般焊盘的外径应取为一致， 这样不仅美观，而且容易绘制。岛形焊盘。如图 所示， 焊盘与焊盘之间结合为一体， 犹如水上小岛， 故称为岛形焊盘。 它常用于不规则排列， 特别是当元器件采用立式不规则固定时更为普遍， 收录机、电视机等家用电器都采用这种焊盘。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作 岛形焊盘可大量减少印制导线的长度和根数， 并能在一定程度上抑制分布参数对电路造成的影响。 此外， 焊盘与印制导线合为一体后， 铜箔

16、面积加大， 使焊盘和印制导线的抗剥强度增加。. 铜膜导线铜膜导线也称铜膜走线， 简称导线， 用于连接各个焊盘， 是印制电路板最重要的部分，印制电路板设计都是围绕如何布置导线来进行的。() 印制导线的宽度。由于印制导线具有一定的电阻， 当有电流通过时， 一方面会产生电压降， 造成信号电压的损失或造成电流经地线产生寄生耦合； 另一方面会产生热量， 当导线流过电流较大时， 产生的热量多， 造成印制导线的粘贴强度降低而剥落。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作 因此， 在设计时应考虑印制导线的宽度， 一般印制导线的宽度可在. ， 实验证明若印制导线的铜箔厚度为. ， 宽度为 ， 允许通过 的电流；

17、 宽度为 的导线允许通过. 的电流， 因此， 可以近似认为导线的宽度等于载流量的安培数。 所以， 导线的宽度可选在 ， 就可以满足一般电路的要求。 对于集成电路的信号线， 导线宽度可以选在 以下， 但为了保证导线在板上抗剥强度和工作可靠性， 线条不宜太细。 只要板上的面积及线条密度允许， 应尽可能采用较宽的导线， 特别是电源线、地线及大电流的信号线， 更要适当加大宽度。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作() 导线的间距。在正常情况下， 导线间距的确定应考虑导线之间击穿电压在最坏条件下的要求。 在高频电路中还应考虑导线的间距将影响分布电容、电感的大小， 从而影响电路的损耗和稳定性，一般情况

18、下， 建议导线的间距等于导线宽度， 但不小于 。 实验证明， 导线间距为 时， 工作电压可达 ， 击穿电压为 。 因此， 导线间距在 就可以满足一般电路的需求。() 导线的形状。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作导线的形状如图 所示， 由于印制电路板的铜箔粘贴强度有限， 印制导线的图形如设计不当， 往往会造成翘起和剥脱， 所以在设计印制导线的形状时应遵循以下原则:印制导线不应有急剧的弯曲和尖角， 最佳的拐弯形式是用平缓的过渡， 拐角的内、外角最好都是圆弧， 其半径不得小于 。导线与焊盘的连接处也要圆滑， 避免出现小尖角。导线应尽可能地避免分支， 如必须有分支， 分支处应圆滑。上一页下一页

19、返回任务二串联稳压电源的制作导线通过两个焊盘之间而不与之连通时， 应该使与它们的间距保持最大， 而且相等。同样， 导线之间的间距也应该均匀相等并且保持最大。五、利用 绘制的 图本项目中有一些元件需要绘制修改封装， 如变压器等， 按照项目八所学知识进行绘制和修改。由于稳压电源电流较大， 为了减少导线压降， 同时为了加强导线、焊盘的机械强度， 绘图时应该对导线加覆铜， 下面介绍加覆铜区的方法。() 在 工作区的工具栏中， 单击如图 所示的“放置铜区域” 图标。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作() 在 图中需要放置的区域， 如图 所示地线处。() 在需要覆盖的区域选择起始点， 如图 所示。

20、选择“” 后单击鼠标的“左键”， 然后移动到“” 单击鼠标的“左键”， 再继续选择“”， 需要结束时单击鼠标的“右键” 即可。() 完成覆盖后的情况如图 所示。() 双击鼠标“左键” 弹出的界面如图 所示。 选择“网络” 中被覆盖的电源线“网络”， 如图 所示选择“”。() 单击“确认” 按钮完成铜区域覆盖， 如图 所示。() 继续按照同样方法操作， 完成其他需要覆盖的区域。 完成的 参考图如图 所示。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作六、自制印制电路板的方法. 转印印制电路图根据设计的印制电路板的尺寸形状， 将覆铜板裁好， 用细砂纸或少量去污粉把铜箔表面的氧化物去掉， 用清水洗干净，

21、再用干净的布擦干或晾干， 将设计好的印刷电路板图通过打印机按 比例打印出来， 用复写纸垫在覆铜板上， 在复写之前， 注意检查电路的方向， 用胶带把电路图和覆铜板粘牢， 用圆珠笔或铅笔描好全图， 安装孔用圆点表示， 经仔细检查后再揭开复写纸。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作. 绘制印制电路板连线当用复写纸画好后， 覆铜板上会留下很清楚的蓝线条， 然后用油性笔顺着覆铜板上的蓝线条描绘， 如果不小心描错， 必须用小刀将油性笔迹刮掉， 保证描绘的线条与 图一致。这时， 设计的电源 图就印在覆铜板上了。. 蚀刻印刷电路板用一份三氯化铁和两份水的重量配制三氯化铁溶液蚀刻液， 把它倒入塑料盆中待用。

22、 把制作好的印制电路板放入三氯化铁蚀刻液进行浸泡蚀刻， 将线路板面朝上放， 便于观察。 水温在 ， 等到蚀刻好后用细砂纸轻轻打磨露出铜膜导线。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作. 修板将蚀刻好的印制电路板与原图对照， 用刀修整导电线条的边缘和焊盘， 使导电线条平滑无毛刺。.钻孔() 元件插孔。用电钻在焊盘处钻孔。 为了使焊锡易于填满元件引脚与焊盘间的空隙， 保证引脚和电路板之间接触良好， 对孔的尺寸要严格控制。 一般孔的直径只比穿过孔的元件引脚直径大. 。 对不同的元件， 焊盘孔选择不同尺寸的钻头。 钻完孔后， 应用刀片刮去毛刺，并用细砂纸打磨平， 在所有孔加工完成后， 涂几遍松香水以保

23、护铜膜不被氧化， 增加元器件的可焊性。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作() 变压器固定孔。根据设计要求或直接用变压器实物打样， 在印制板描出固定孔， 如图 所示， 用合适的钻头打孔。() 电源线及稳压输出线的固定孔。为了使电源线固定和牢固， 在印制板上适当的位置打出如图 所示的电源输入及输出线孔。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作【元件的装配】一、元件加工工艺要求三极管、稳压三端的成形如图 所示。 三极管、 的引脚成三角形， 这样插入后比较稳定， 不易折断。二、变压器的安装和电源线的连接与固定印制板上有两个螺丝孔， 将变压器放置在印制板上， 对准变压器的安装孔， 如图所示， 将螺

24、丝装入， 用螺帽将变压器与线路板固定好。上一页下一页返回任务二串联稳压电源的制作三、电源线、稳压输出线的固定电源线从元件面的工艺孔穿入后再穿入元件面并打一个结， 注意线的长度不能太短， 然后再与变压器初级引线连接用锡焊好， 检查连接好的线是否太紧， 并穿上绝缘套管或用电工胶带包好， 如图 所示。 稳压输出线如图 安装。 通过这种方式， 线不容易被拉断。上一页返回任务三串联稳压电源的调试【学习目标】 学习稳压电源的调试方法。 学会用示波器测量整流、滤波波形， 理解其原理。 通过稳压电源的调试， 理解稳压原理。【电路的调试】一、目测检查对照原理图和装配图， 检查元件的选择和连接是否有误， 元件之间

25、有无短路等现象。 如有， 将错误纠正。下一页返回任务三串联稳压电源的调试二、通电后的检查将 的短路帽拔出， 用万用表测量整流后的电压是否正常， 正常值应有交流 ， 表明变压器的连线正确， 变压器正常。 关电， 拔出 的短路帽， 接上 的短路帽， 插上电源线， 这时整机指示发光管亮。 测量电压应为 左右， 接上、 短路帽， 不接 时测量稳压输出端， 应有 的电压， 表明分立元件组成的串联稳压输出电压基本正常。上一页下一页返回任务三串联稳压电源的调试【故障检修】电源的维修， 首先要了解电路的因果关系， 即了解电路的工作原理， 每个元件的作用，了解某个元件产生偏差或损坏时电路出现的故障现象。下面分析

26、 种不同的故障现象来说明故障的检修思路和方法。一、故障现象: 无指示灯.故障分析指示灯在本电路中接在整流滤波后， 灯没有亮， 说明有两个原因， 一是发光二极管损坏， 二是发光二极管没有电流流过。上一页下一页返回任务三串联稳压电源的调试.检查过程由于在线(指元件在电路板上未拆下) 测量元件不方便， 所以用电压法检查。 万用表拨到直流电压挡 (原因是整流滤波后的直流电压为 左右)， 测滤波电容 上的电压值， 如没有， 检查整流前的电路， 即变压器的次级电压(交流电压 )， 如还没有， 要拔下电源线， 用电阻挡测量变压器是否开路， 如开路， 变压器坏， 换上好的即可。 如测量变压器是好的， 可以采取

27、断开法， 将变压器的次级引线焊下， 通电， 测量次级线圈上有无交流电压( )， 如无， 变压器坏， 换掉； 如有电压， 接到电路上又无电压， 说明整流电路有短路现象， 短路使次级输出的电压为， 一般是整流二极管装反了(为什么会使交流电压短路， 可以自己分析原因)， 改正即可。 上一页下一页返回任务三串联稳压电源的调试如果测量 上有电压， 只要检查限流电阻 和发光二极管 是否连线正确， 发光二极管 是否装反， 可以用电压法检查， 也可以用电阻法检查。. 检修结果将最终的检查结果找出， 写出原因并记录。二、故障现象: 输出电压高并且不可调. 故障分析根据因果关系， 我们要了解电压输出为什么会高的原因。 从电路原理分析， 输出的电压由整流滤波后的电压经过调整管 的调整来提供。 现在电压高， 说明调整管处在导通状态或调整管击穿(通过电阻挡测量 极电阻可以判断)， 整流滤波的电压通过 未经调整全部加到了输出端。 上一页下一页返回任务三串联稳压电源的调试那么什么原因造成 导通呢? 我们学习了稳压调整的原理知道， 的 极电流过大， 原因是 的 电流大， 即 的 电流大； 的