项目一直流稳压电源

项目一直流稳压电源在电子产品和设备中，通常都需要电压稳定的直流电。化学电池可作为一种直流电源，但大多数情况下化学电池都没法满足设备的需要，所以需要利用电网提供的交流电源经过转换而得到直流电源。直流稳压电源的功能是将交流电变换成电压稳定的直流电，一般由变压、整流电路、滤波电路和稳压电路等几部分组成。整流电路是将交流电压变换为单向脉动的直流电压；滤波电路的作用是滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压；稳压电路的作用是在输入交流电源电压波动、负载和温度发生变化时，维持输出直流电压的稳定。而三端集成稳压器因其成本低、体积小、简便可靠，稳压效果好等优点获得了广泛应用。下面我们以三端可调双电源稳压电路为例来学习直流稳压电源的相关知识。任务一三端可调双电源稳压电路的安装指引一、三端可调双电源稳压电路的原理图及元件清单1.三端可调双电源稳压电路的原理图如图1-1指引二、三端可调双电源稳压电路的元器件检测通过对三端可调双电源稳压电路的元器件进行检测，进一步掌握常用元器件的检测方法和加强对万用表的使用。1.所需工具利用现有的仪表、仪器和各种设备，对三端可调双电源稳压电路的元器件进行引脚判别和质量检测以及参数测量。重点掌握电阻阻值的测量方法和交、直流电压的测量方法。2.测量结果将各元器件的测量结果填入表1-2中工作步骤：步骤一、采用YL-290创新模块进行组装三端可调双电源稳压电路1）所需材料及工具①YL-290创新模块电容模块：BX10、C03（2个）、C07（2个）二极管模块：VD1（2个）电阻模块：R10（2个）可调电阻模块：RP5（2个）三端集成稳压器模块：BX04、BX09模块底座②连接线③YL-135实训台稳压电源④螺丝刀2）连接步骤①从YL-290创新模块中找出搭建三端可调双电源稳压电路所需的相应模块，并在底座上布局好，如图1-2所示，模块分别为：BX10、C03（2个）、C07（2个）；VD1（2个）；R10（2个）；RP5（2个）；BX04、BX09；模块底座。步骤二、用万用板进行安装三端可调双电源稳压电路1）所需材料及工具①用万用板安装三端可调双电源稳压电路所需材料如表1-3所示。表1-3用万用板安装三端可调双电源稳压电路所需元器件材料表序号标称名称规格序号标称名称规格1C1电解电容器1000μF13D7二极管40072C2电解电容器1000μF14D8二极管40073C3电容器10415R1电阻200Ω4C4电容器10416R2电阻200Ω5C5电解电容器100μF17RP1微调电阻4.7kΩ6C6电解电容器100μF18RP2微调电阻4.7kΩ7D1二极管400719IC1集成芯片LM3178D2二极管400720IC2集成芯片LM3379D3二极管400721J1-7接线端10D4二极管400722TP1-4测试点11D5二极管400723万用板9×1212D6二极管40072）安装步骤①先将集成芯片的座子安装固定在万用板规划好的位置上②根据电路将集成芯片的其他外围元件安装在万用板上（元件的摆放采取就近的原则）如图1-5所示。④引出电源线和测试点如图1-7所示，“▲”表示电源；“●”表示输出；“◎”表示测试点。步骤三、用印制好的PCB板进行安装三端可调双电源稳压电路1）所需材料及工具①用印制好的PCB板安装三端可调双电源稳压电路所需元器件材料和用万用板焊接所需材料的不同之处是将万用板换成印制电路板。②用印制好的PCB板安装三端可调双电源稳压电路所需工具和用万用板安装所需的工具相同。2）安装步骤三端可调双电源稳压电路PCB图如图1-8所示为了美观和达到工艺的要求，焊接时可以从最低的元器件开始焊接，先焊接最低的元器件再焊接较高的元器件，最后焊接最高的元器件，故焊接时可以按以下顺序焊接：①先将所有的电阻按照参数要求焊接好②焊接二极管③焊接电容器④焊接微调电阻器⑤焊接三端集成稳压器LM317和LM337（注意：在焊接LM317和LM337之前应该先将其固定在散热片上）⑥焊接电源输入线和输出线任务二三端可调双电源稳压电路的调试及测量步骤一、万用表的使用方法万用表又叫多用表、三用表、复用表，是一种多功能、多量程的测量仪表，一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻和音频电平等，有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数，万用表可分为指针式和数字式两种，如图1-9所示。1．指针式万用表的结构万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。（1）表头它是一只高灵敏度的磁电式直流电流表，万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值，这个值越小，表头的灵敏度愈高。测电压时的内阻越大，其性能就越好。表头上有四条刻度线，它们的具体功能如下：a、标有R或Ω，指示的是电阻值，转换开关在欧姆挡时，即读此条刻度线。b、标有∽和VA，指示的是交、直流电压和直流电流值，当转换开关在交、直流电压或直流电流挡，量程在除交流10V以外的其它位置时，即读此条刻度线。c、标有10V，指示的是10V的交流电压值，当转换开关在交、直流电压挡，量程在交流10V时，即读此条刻度线。d、标有dB，指示的是音频电平。（2）测量线路测量线路是用来把各种被测量转换到适合表头测量的微小直流电流的电路，它由电阻、半导体元件及电池等组成，它能将各种不同的被测物理量（如电流、电压、电阻等）、不同的量程，经过一系列的处理（如整流、分流、分压等）统一变成一定量限的微小直流电流送入表头进行指示。（3）转换开关其作用是用来选择各种不同的测量线路，以满足不同种类和不同量程的测量要求。2．符号含义（1）“DCV－”表示交流；“ACV∽”表示交流。（2）“Ω”表示电阻。（3）“DCmA”表示直流电流。3．指针式万用表的使用（1）进行机械调零。（2）熟悉表盘上各符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用。（3）选择表笔插孔的位置。（4）根据被测量的种类及大小，选择转换开关的挡位及量程，找出对应的刻度线。（5）测量电压：测量电压（或电流）时要选择好量程，如果用小量程去测量大电压，则会有烧表的危险；如果用大量程去测量小电压，那么指针偏转太小，无法读数。（6）测电流：测量直流电流时，将万用表的转换开关置于合适量程的直流电流挡，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。需要注意的是测量电压时万用表应与被测负载并联；测量电流时万用表应与被测负载串联，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（7）测电阻：用万用表测量电阻时，应按下列方法操作：a、选择合适的倍率挡。万用表欧姆挡的刻度线是不均匀的，所以倍率挡的选择应使指针停留在刻度线较稀的部分为宜，且指针越接近刻度尺的中间，读数越准确。一般情况下，应使指针指在刻度尺的1/3－2/3间。b、欧姆调零。测量电阻之前，应将2个表笔短接，同时调节“欧姆调零旋钮”，使指针刚好指在欧姆刻度线右边的零位。如果指针不能调到零位，说明电池电压不足或仪表内部有问题。并且每换一次倍率挡，都要进行一次欧姆调零，以保证测量准确。c、读数。表头的读数乘以倍率，就是所测电阻的电阻值。4．数字万用表随着电子技术的发展，数字式测量仪表已成为主流，有取代模拟式仪表的趋势。与模拟式仪表相比，数字式仪表灵敏度高，准确度高，显示清晰，过载能力强，便于携带，使用更简单。下面简单介绍其使用方法和注意事项。（1）使用方法a、使用前，应认真阅读有关的使用说明书，熟悉电源开关、量程开关、插孔、特殊插口的作用。b、将电源开关置于ON位置。c、交直流电压的测量：根据需要将量程开关拨至DCV（直流）或ACV（交流）的合适量程，红表笔插入V／Ω孔，黑表笔插入COM孔，并将表笔与被测线路并联，读数即显示。d、交直流电流的测量：将量程开关拨至DCA（直流）或ACA（交流）的合适量程，红表笔插入mA孔或10A孔（＞200mA时）,黑表笔插入COM孔，并将万用表串联在被测电路中即可。测量直流量时，数字万用表能自动显示极性。（2）使用注意事项a、如果无法预先估计被测电压或电流的大小，则应先拨至最高量程挡测量一次，再视情况逐渐把量程减小到合适位置。测量完毕，应将量程开关拨到最高电压挡，并关闭电源。b、测量电压时，应将数字万用表与被测电路并联。测电流时应与被测电路串联，测直流量时不必考虑正、负极性。c、满量程时，仪表仅在最高位显示数字“1”，其它位均消失，这时应选择更高的量程。d、禁止在测量高电压（220V以上）或大电流（0.5A以上）时换量程，以防止产生电弧，烧毁开关触点。e、当误用交流电压挡去测量直流电压，或者误用直流电压挡去测量交流电压时，显示屏将显示“000”，或低位上的数字出现跳动。f、“BATT”或“LOWBAT”时，表示电池电压低于工作电压。步骤二、三端可调双电源稳压电路的调试1.电路调试的步骤1）根据电路元器件清单检查各元器件参数是否正确2）根据电路原理图检查电路的连接是否正确3）在输入端接入有中心抽头的变压器，输出为交流双24V电压4）万用表拨到直流电压50V档，红表笔接LM317的③脚，黑表笔接地，测试③脚电位，其值约为28.8V。5）万用表拨到直流电压10V档，红表笔接LM317的②脚，黑表笔接①脚，测试U21的大小，其值约为1.25V。6）万用表拨到直流电压50V档，红表笔接LM317的①脚，黑表笔接地。测试①脚电位变化情况。调节电位器RP的阻值，①脚电位应有一个变化范围。7）万用表拨到直流电压50V档，红表笔接LM317的②脚，黑表笔接地。测试②脚电位变化情况。调节电位器RP的阻值，②脚输出电压范围约为1.25V―25V。8）通过相同的方法，再测试电路负输出电压部分。步骤三、用万用表对三端可调双电源稳压电路各测试点的电压进行测量并记录数据表1-4三端可调双电源稳压电路波形测试表测试点指针式万用表数字式万用表误差挡位读数挡位读数TP1TP2TP3TP4表1-5三端可调双电源稳压电路电压测试表测试项目测试结果测试项目测试结果LM317的③脚电位LM337的②脚电位LM317的①脚电位变化情况LM337的①脚电位变化情况LM317的②脚电位变化范围LM337的③脚电位变化范围LM317的②脚和①脚之间电压LM337的③脚和①脚之间电压任务三直流稳压电源的相关知识直流稳压电源一般由交流电源变压器、整流、滤波和稳压电路等几部分组成。如图1-10所示，变压器将工频交流电压变为所需要的低压交流电；整流电路把交流电变为脉动直流电；滤波电路将滤除脉动直流电中的交流成分，获得较平滑的直流电；当电网电压波动或负载发生变化时，稳压电路能保持输出直流电压的稳定。图1-10直流稳压电源的组成框图一、单相整流电路1.单相半波整流电路1）电路结构电路由电源变压器T、整流二极管D和负载电阻RL组成，其电路图和波形图如图1-11所示。（a）电路（b）波形图1-11单相半波整流电路的电路图和波形图2）工作原理在交流电V2工作的整个周期内，RL上只有自上而下的单向电流，实现了整流。这种大小波动、方向不变的电压或电流，称为脉动直流。由图1-12（b）中VO的波形可见，该电路只利用了电源电压V2的半个波，故称为半波整流电路。3）参数计算由数学理论证明：①负载两端电压平均值为VO=0.45V2②流过负载的电流为IO=VO/RL=0.45V2/RL③整流二极管上流过的电流ID=IO=VO/RL=0.45V2/RL④二极管承受的反向峰值电压：VRM=2V2≈1.41V22.单相全波整流电路（一）变压器中心抽头式1）电路结构电路由电源变压器T、整流二极管D1、D2和负载电阻RL组成，其电路及波形图如图1-12所示。（a）电路（b）波形图1-12变压器中心抽头式全波整流电路电路图及波形图2）工作原理由图1-12（b）可见，在交流电的整个周期内，负载RL上都有单向脉动直流电输出，称为