专业实习课件

电子工艺与管理专业实习直流稳压电源的设计与制作实训实施安排1.实训分组：

共分21组，分两批实施2.具体要求：

（1）听从安排，注意安全（2）严格执行实训室管理规定（3）未实训的同学完成相关作业

主要内容一、电源变压器的设计与选择

二、整流电路设计三、滤波电路设计四、稳压芯片的选择五、电路焊接与测试六、稳压电源的安装课程目标1、掌握直流稳压电源的工作原理及各部分功能；2、熟练掌握PCB电路板的装接技术，提高装接质量和速度；3、能够对直流稳压电源电路各环节进行调试、检修和故障排除；4、应用电子设备组装工艺的相关知识。一、电源变压器的设计与选型一、电源变压器的设计与选型1、变压器的工作原理

由原线圈(初级绕组)、副线圈(次级绕组)和铁心组成。初级绕组用来输入电源交流电压，次级绕组输出所需要的交流电压。

变压器是一种电→磁→电转换器件。初级的交流电转化成铁心的闭合交变磁场，磁场的磁力线切割次级线圈产生交变电动势。

直流电不能产生交变磁场，故变压器不能用于变换直流电压。一、电源变压器的设计与选型2、电源变压器的结构（由初、次级绕组和铁心构成）①绕组结构形式

电源变压器绕组大多采用密绕多层式结构。在一个线圈框架上，既可以绕制一个绕组，也可以绕制多个绕组。②铁心的结构形式

用不同形状的硅钢片叠制成一定的厚度，片间绝缘，厚度越小越好。铁心起导磁作用，因是一个闭合导磁体。铁心有心式(绕组外露)和壳式(铁心包绕组)两种。心式铁心适合于初、次级分开的两框架式，壳式铁心适合于初、次级在一起的单框架式。一、电源变压器的设计与选型设计一个电源变压器，是根据所需功率、电压、电流确定铁心的用量(截面积)和各个绕组的匝数、导线直径等参数。功率在1000W以下的电源变压器，常采用计算法和图表法。前者计算麻烦但较为精确，后者简便但误差较大。3、电源变压器的设计方法①计算变压器的功率P1根据次级负载的大小确定次级功率P2，再根据η=100%xP2/P1确定P1,η的取值范围65%--90%。②确定铁心截面积S(单位：平方厘米)铁心截面积指绕组所包裹的那个矩形铁心柱的横截面积。

据经验公式ln(S)=0.498*ln(P)+0.228算出S。③求每伏匝数N经验公式ln(N)=-0.494*ln(P)-0.317*ln(B)+6.439

近似为NO=45/S(匝/伏)，初级匝数N1=N*U1，次级匝数N2=N*U2。④导线直径d的计算(单位：毫米)ln(D)=0.503*ln(I)-0.221

根据各个绕组在应用中通过的最大电流确定。⑤校核铁心窗口是否能容纳所有绕组绕组的总厚度要≤窗口的宽度绕组的总高度要≤窗口的高度。

一、电源变压器的设计与选型4、电源变压器的参数设计一、电源变压器的设计与选型5、变压器的绕制和装配工艺

①制作木芯②制作线圈框架：其内径尺寸略大于铁心截面，高度略小于铁心窗口高度。③选择绝缘材料：蜡纸④选择漆包线：可用千分卡测量漆包线的直径⑤绕线要求：线圈要绕得紧密整齐，匝间无空隙。⑥绕线方法：使用绕线机，注意起头、绕线、抽头、结尾和屏蔽。⑦绕组的检查：用兆欧表检查各绕组间的绝缘电阻，应在100-500MΩ之间。⑧烘干和浸漆：把整个绕组(线包)放在烘干箱中，保持60-80℃温度烘烤3-5小时，取出后立即放入绝缘漆中浸渍1小时，之后风干备用。⑨装配铁心完毕后，整体浸绝缘清漆一次，风干后放入烘干箱中，保持80℃温度烘烤巧15-20小时即可使用了。一、电源变压器的设计与选型6、变压器的检验

①检测绝缘电阻用500V兆欧表测量绕组与铁心之间、各绕组之间的绝缘电阻，应不小于500MΩ。②检测次级的空载电压初级加上额定电压之后，各次级的空载电压误差应在≤3%-5%。③空载电流的检测次级空载、初级加上额定电压后，流过初级中的电流叫空载电流。这个数值越小，说明变压器的质量越高。正常时，空载电流值应为满载电流值的10%一15%。④温升试验次级加上额定负载，连续工作6-8小时，绕组和铁心的温升不能超过50-60℃。业余条件下，只要上述检测都正常，那么这个电源变压器设计、制作就是成功的。一、电源变压器的设计与选型7、电源变压器的选型

输入交流电压输出交流电压功率二、整流电路设计整流就是把交流电变为直流电的过程。

利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。

常用的整流方式有：半波整流全波整流桥式整流二、整流电路设计1、半波整流电路

半波整流电路最简单的整流电路。由电源变压器B

、整流二极管D

和负载电阻Rfz

组成。变压器把市电变换为所需要的交变电压,D

再把交流电变换为脉动直流电。半波整以牺牲一半交流为代价而换取整流效果的,电流利用率很低，因此常用在高电压、小电流的场合,而在一般无线电装置中很少采用。二、整流电路设计2、全波整流电路

由两个半波整流电路组合而成。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的两个通电回路

。

全波整流不仅利用了正半周，而且还巧妙地利用了负半周，大大地提高了整流效率。二、整流电路设计3、桥式整流电路

桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路，只要增加两只二极管口连接成“桥”式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。

全波整滤电路,需要变压器有一个使两端对称的次级中心抽头，这给制作上带来很多的麻烦。另外，这种电路中，每只整流二极管承受的最大反向电压，是变压器次级电压最大值的两倍，,因此需用能承受较高电压的二极管。

二、整流电路设计4、桥式整流电路

工作原理e2为正半周时，对D1、D3加正方向电压，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洗电压,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、D2Rfz

、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。波形图和全波整流波形图是一样的。桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整洗电路小一半!二、整流电路设计5、整流元件的选择和运用要特别注意：二极管作为整流元件，要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。在高电压或大电流的情况下，如果手头没有承受高电压或整定大电滤的整流元件，可以把二极管串联或并联起来使用。并联时，由于各二极管特性不完全一致,不能均分所通过的电流，会使有的管子困负担过重而烧毁。因此需在每只二极管上串联一只阻值相同的小电阻器，使各并联二极管流过的电流接近一致。这种均流电阻R一般选用零点几欧至几十欧的电阻器。电流越大，R应选得越小。

串联时，每只二极管的反向电阻不尽相同,会造成电压分配不均。内阻大的二极管有可能由于电压过高而被击穿，并由此引起连锁反应，逐个把二极管击穿。在二极管上并联的电阻，可以使电压分配均匀。均压电阻要取阻值比二极管反向电阻值小的电阻，各个电阻器的阻值要相等。三、滤波电路设计

交流电经过二极管整流之后，方向单一了，但是大小（电流强度）还是处在不断地变化之中。要把脉动直流变成波形平滑的直流，还需要再做一番“填平取齐”的工作，这便是滤波。

滤波的任务，就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近恒稳的直流电。常用的滤波方式有：电容滤波、电感滤波、复试滤波。三、滤波电路设计1、电容滤波

三、滤波电路设计2、电感滤波

三、滤波电路设计3、复合滤波

四、稳压芯片的选择四、稳压芯片的选择常用稳压芯片LM3235V稳压器LM3171.2Vto37V三端正可调稳压器LM3501.2Vto32V稳压器三端可调78055V稳压器781212V稳压器781515V稳压器782424V稳压器7905-5V稳压器7912-12V稳压器7915-15V稳压器7924-24V稳压器四、稳压芯片的选择常用稳压电路78系列四、稳压芯片的选择常用稳压电路79系列常用稳压电路LM317四、稳压芯片的选择五、直流稳压电路六、电路焊接六、电路测试实训报告要求科目：直流稳压电源设计1、课程目标（1）掌握本电路各部分功能，能够分析集成可调稳压电源的工作过程；（2）熟练掌握PCB电路板的装接技术，提高装接质量和速度；（3）能够对集成可调稳压电路各环节进行调试、检修和故障排除；（4）应用电子设备组装工艺的相关知识。实训报告要求2、设计过程