可调集成直流稳压电源装配与测量

电子装配工艺与测量课程案例1：可调集成直流稳压电源装配与测量制作老师：姚勇全国职业教育电子与信息技术专业数字化资源共建共享陕西省电子信息学校SHAANXISHENG

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SCHOOL案例1：可调集成直流稳压电源安装一、教学目标知识目标：选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。能力目标：能够正确合理的选择元器件，包括电阻电容等器件；会使用电烙铁来焊接电路；掌握直流稳压电源的调试以及指标测试；能够判断直流稳压电源常见故障，并能进行排除故障。素质目标：组装电路过程中严格遵守安全操作规程，时刻注意安全用电。培养学生质量第一的理念，懂得使用质量管理中5S管理法进行操作，培养团队合作、互利互惠的精神。二、教学重点：元器件的正确选择；直流稳压电源的调试与指标测试；故障的排除。三、教学难点：直流稳压电源的调试与指标测试；故障的排除。四、教学过程教学活动一：明确工作任务图２－２2.电路元器件明细表安全教育：第一，是人身安全，比如使用到220V交流电时防止触电，电烙铁防止烫伤等。第二，设备安全，防止损坏设备，一定按操作步骤实施操作等。第三，操作安全，比如电路安装好后进行电路调试前，要进行电路检查，检查无误后再通电测试；第四，关于变压器的装接，要区分输入输出端，防止误接，触电。图，填写以下表格。序号名称型号规格数量备注根据任务单内容中电路元器件及材料清单教学活动二：分析电路原理1.学习过程：识读电路原理图，分析电子钟的工作原理。2.电路原理直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，见图2-1:图２－１电源变压器电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。整流电路整流电路：是利用整流二极管的导通特性将交流电压转换为单一方向的半波电压。根据整流二极管连接形式的不同，又可半波整流电路和桥式整流电路。图２－２（3）滤波电路滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。本设计选用一个2200μF的大容量电解电容C1和一个0.1μF的小电容量涤纶CL11型电容C2并联滤波。图２－３（4）稳压电路稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。一个LM317来实现稳压。我们的该电路中，是用电阻R2-R7六个电阻串联，在不同的位置，输出所接电阻不同，电压也就不同。串入电阻的个数由拨动开关位置而定。问答题1你能看懂直流稳压电路原理图吗？试写出其工作原理。2

LM317是什么？它在电路中的作用是什么？教学活动三：元器件的认知及工作准备学习过程：根据可调集成直流稳压电源电路原理图，领取完成这项工作所需的工具、仪器仪表、元器件和材料，学习查阅原器件手册的方法；学习正确识别、筛选、检测元器件的方法，为工作原理的分析奠定基础。知识链接（1）电阻器电阻器阻值的识别。电阻器阻值的表示方法有字标标注法和色环表示法两种。使用字标标注法标注的电阻器比较直观，但在电阻器的生产、装配和电子设备维修时，都不太方便，特别是维修时的识别很不清晰。色环表示法的电阻器，无论是生产，还是装配与维修中的识别都很方便，所以使用比较普遍。直接表示法的金属膜电阻器，其外形颜色一般为绿色；直接表示法的碳膜电阻器，其外形颜色一般为米色；色环表示法的金属膜电阻器，其外形颜色一般为淡蓝色。（2）电位器合成碳膜电位器：是目前使用最多的一种电位器。其电阻体是用碳黑、石墨、石英粉、有机粘合剂等配制的混合物，涂在胶木板或玻璃纤维板上制成的。（3）电解电容有极性铝电解电容器分别用两层铝箔作为电容器的正、负极板，在正、负极板上分别引出引脚，在两铝箔之间用绝缘纸隔开，使电容器的两极板绝缘，将整个铝箔紧紧地卷起来，浸渍电解质，装入外壳中；为了保持电解质溶液不泄漏、不干涸，在铝外壳的口部用橡胶塞进行密封，如图所示。电解电容器在电路图中的图形符号（4）变压器变压器是变换电压、电流和阻抗的器件，它在电源和负载之间进行直流隔离，以最大限度地传输能量。一般变压器主要由铁芯和线圈（也称绕组）两部分构成。线圈有两个或多个绕组，接交流电源（信号源）的线圈为初级线圈，与负载相连的线圈为次级线圈。（5）二极管二极管(diode)又称晶体二极管,简称二极管。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加的电压方向，具备单向导电性。以整流电流的大小（100mA）作为界线通常把输出电流大于100mA的叫整流。面结型，最高反向电压从25伏至3000伏分A～X共22档。分类如下：①硅半导体整流二极管2CZ型、②硅桥式整流器QL型、③用于电视机高压工作频率近100KHz的2CLG型。（6）晶体管三极管又称“晶体三极管”或“半导体三极管”或“晶体管”，在电路中常用英文缩写“Q”、“T”或“VT”来表示。三极管由两个PN结组成，有三个电极，分别为基极（B）、发射极（E）和集电极（C），结构图和符号如下图为NPN型管。（7）运算放大器运算放大器简称集成运放，是具有高放大倍数的集成电路。它的内部是直接耦合的多级放大器，整个电路可分为输入级、中间级、输出级三部分。输入级采用差分放大电路以消除零点漂移和抑制干扰；中间级一般采用共发射极电路，以获得足够高的电压增益；输出级一般采用互补对称功放电路，以输出足够大的电压和电流，其输出电阻小，负载能力强。通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使用。例mA741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。（8）稳压器集成稳压器又叫集成稳压电路，将不稳定的直流电压转换成稳定的直流电压的集成电路，用分立元件组成的稳压电源，固有输出功率大，适应性较广的优点，但因体积大焊点多可靠性差而使其应用范围受到限制，近年来，集成稳压电源已得到广泛应用，其中小功率的稳压电源以三端式串联型稳压器应用最为普遍。三端可调式集成稳压器只需外接两只电阻即可获得各种输出电压。代表产品有LM317/LM337等。接下来的时间，同学们需要完成以下内容。

1.电阻的阻值的识别按发放的电阻识别板，识别板上的电阻阻值并且写记录纸中。2.电容识别按发放的电容识别板，识别板上的电容容值并且写记录纸中。请你写出所领取的元器件名称，画出所对应的元器件符号。教学活动四：电路的安装1.学习过程按电路图所示，制作好电路板。安装时，先安装比较小的原件，所以先安装整流电路，在安装稳压电路，最后再装上电路（电容）。安装时要注意，二极管和电解电容的极性不要接反。2.知识链接１）．手工焊接操作的基本步骤下面介绍的五步操作法．２）．元器件引脚成形元器件在印刷板上的排列和安装方式有两种，一种是立式，另一种是卧式。元器件引脚成形步骤：①、用镊子将元器件引脚铆直；②、用镊子或尖嘴钳夹住引脚根部，将引脚弯曲成需要形状；③、根据整形的整体效果，对折弯方向不一致的引脚进行修整。成型后的元器件，在焊接时，尽量保持其排列整齐，同类元件要保持高度一致。各元器件的符号标志向上（卧式）或向外（立式），以便于检查。1.练习焊接五步法。（2课时）2.填写印制板装配工艺卡片。（同学们自己先讨论）3.安装记录教学活动五：电路的调试与检测1.知识链接（一）万用表的实用直流电压的测量将万用表的一个转换开关置于交、直流电压档，另一个转换开关置于直流电压的合适量程上，且“+”表笔（红表笔）接到高电位处，“*”表笔（黑表笔）接到低电位处，即让电流从“+”表笔流入，从“-”表笔流出。若表笔接反，表头指针会反方向偏转，容易撞弯指针。测电流测量直流电流时，将万用表的一个转换开关置于直流电流档，另一个转换开关置于50uA到500mA的合适量程上，电流的量程选择和读数方法与电压一样。测量时必须先断开电路，然后按照电流从“+”到“-”的方向，将万用表串联到被测电路中，即电流从红表笔流入，从黑表笔流出。如果误将万用表与负载并联，则因表头的内阻很小，会造成短路烧毁仪表。其读数方法如下：实际值=指示值×量程/满偏（二）模拟示波器的使用接上电源，打开电源开关，电源指示灯。注意：在正式测量之前，示波器需预热约5分钟。调节光迹，宽度和亮度适中，基本在中间位置处于水平状态。调节方法：分别调节聚焦、灰度、垂直位置控制、水平位置控制和光迹倾斜调整旋钮。选择信号输入通道（CH1或CH2）方法：调输入通道选择开关接上信号输入线将信号输入线接探头接在标准信号输出端子上输入耦合方式选择交流(AC)触发极性(Slope)选择“+”，扩展开关弹出，不扩展8)扫描方式(SweepMode)选择自动(Auto)垂直偏转因数选择(VOLTS/DIV)选择0.5V/DIV,此时垂直方向显示应为4格， 否则调微调旋钮，使其显示4格。时基选择(TIME/DIV)选择.0.5ms/div，此时在水平位置应显示2格，否则调微调旋钮，使其显示2格。完成校准后，微调旋钮不可再进行调节。将示波器探头接在待测信号端。选择合适的档位，通过调节触发电平(Level)旋钮，使测试波形稳定。读数读数=格数*档位2.调试记录（一）初测稳压器输出端负载开路，测量整流电路输入电压U2，滤波电路输出电压Ur（稳压器输入电压）及输出电压Uo。调节电位器Rw，观察Uo的大小和变化情况，如果Uo能跟随Rw线形变化，这说明稳压电路各反馈环路工作基本正常。否则，说明稳压电路有故障，因为稳压器是一个深负反馈的闭环系统，只要环路中任一个环节出现故障（某管截止或饱和），稳压器就会失去自动调节作用。此时可分别检查基准电压Uz，输入电压Ur，输出电压Uo，以及比较放大器和调整管各电极的电位（主要是Ube和Uce），分析它们的工作状态是否都在线形区，从而找出不能正常工作的原因。排除故障以后就可以进行下一步测试。(二)性能指标测量1）使用万用表，调整拨动开关，测试输出电压值。2）负载电流测试在输出端与接地端接入负载电阻，在负载回路中串入万用表测量负载电流，当负载阻值为75Ω是，此时输出电流为0.2A。3）测量输出纹波电压在输入220V输入电压下，输出满载，用示波器观察波形，记录观察到的纹波电压信号。教学活动六：交付验收、总结评价1.学习内容问题1：请你简要叙述在“可调集成直流稳压电源安装”工作中学到了什么知识?问题2：请回顾