任务二、串联型稳压电源的装配与调试
任务描述：
随着人们生活水平的日益提高，通信技术不断的发展，同学们天天使用手机，手机的充电器就是一个稳压电源。在我们电子生产实习中，经常需要用到稳压电源，为后一级电路提供稳定的直流电压，图2-2-1 为串联型稳压电源的原理图。
图2-2-1 串联型稳压电源原理图
活动1 识读电路元件，实施元件检测
技能目标
1、能够识读和检测常用电子元器件
2、能够识读和检测稳压二极管
3、能够用MF-47型万用表检测各元器件
知识储备
一、稳压二极管
（一）简介
稳压二极管，英文名称Zener diode，又叫齐纳二极管。利用pn结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象，制成的起稳压作用的二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更高的稳定电压。其图形符号和封装形式如图2-2-2。
图2-2-2 稳压二极管的图形符号及其封装形式（二）原理
稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多如图2-2-3，反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时，反向电阻很大，反向漏电流极小。但是，当反向电压临近反向电压的临界值时，反向电流骤然增大，称为击穿，在这一临界击穿点上，反向电阻骤然降至很小值。尽管电流在很大的范围内变化，而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近，从而实现了二极管的稳压功能。
图2-2-3 稳压二极管特性曲线
（三）主要参数
1、Uz—稳定电压
指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别，同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。例如，2CW51型稳压管的Vzmin为3.0V, Vzmax则为3.6V。
2、Iz—额定电流
指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时，稳压管虽并非不能稳压，但稳压效果会变差;高于此值时，只要不超过额定功率损耗，也是允许的，而且稳压性能会好一些，但要多消耗电能。
3、Rz—动态电阻
指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变，一般是工作电流愈大，动态电阻则愈小。例如，2CW7C稳压管的工作电流为
5mA时，Rz为18Ω;工作电流为1OmA时，Rz为8Ω;为20mA时，Rz为2Ω; > 20mA 则基本维持此数值。
4、Pz—额定功耗
由芯片允许温升决定，其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm的乘积。例如2CW51稳压管的Vz为3V，Izm为20mA，则该管的Pz为60mWo
5、α---温度系数
如果稳压管的温度变化，它的稳定电压也会发生微小变化，温度变化1℃所引起管子两端电压的相对变化量即是温度系数（单位：﹪/℃）。一般说来稳压值低于6V属于齐纳击穿，温度系数是负的；高于6V的属雪崩击穿，温度系数是正的。温度升高时，耗尽层减小，耗尽层中，原子的价电子上升到较高的能量，较小的电场强度就可以把价电子从原子中激发出来产生齐纳击穿，因此它的温度系数是负的。雪崩击穿发生在耗尽层较宽电场强度较低时，温度增加使晶格原子振动幅度加大，阻碍了载流子的运动。这种情况下，只有增加反向电压，才能发生雪崩击穿，因此雪崩击穿的电压温度系数是正的。这就是为什么稳压值为15V 的稳压管其稳压值随温度逐渐增大的，而稳压值为5V的稳压管其稳压值随温度逐渐减小的原因。例如2CW58稳压管的温度系数是+0.07%/°C，即温度每升高1°C，其稳压值将升高0.07%。
对电源要求比较高的场合，可以用两个温度系数相反的稳压管串联起来作为补偿。由于相互补偿，温度系数大大减小，可使温度系数达到0.0005%/℃。
6、IR—反向漏电流
指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。例如2CW58稳压管的VR=1V时，IR=O.1uA;在VR=6V时，IR=10uA。
（四）识别判断
1、正负极识别
从外形上看，金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形，负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极，另一端为正极。对标志不清楚的稳压二极管，也可以用万用表判别其极性，测量的方法与普通二极管相同，即用万用表R×1k档，将两表笔分别接稳压二极管的两个电极，测出一个结果后，再对调两表笔进行测量。在两次测量结果中，阻值较小那一次，黑表笔接的是稳压二极管的正极，红表笔接的是稳压二极管的负极。这里指的是指针式万用表。
2、色环稳压二极管识别
色环稳压二极管国内产品很少见，大多数来自国外，尤其以日本产品居多。一般色环稳压二极管都标有型号及参数，详细资料可在元件手册上查到。而色环稳压二极管体积小、功率小、稳压值大多在10V以内，极易击穿损坏。色环稳压二极管的外观与色环电阻十分相似，因而很容易弄错。色环稳压二极管上的色环代表两个含义：一是代表数字，二是代表小数点位数（通常色环稳压二极管都是取一位小数，用棕色表示。也可理解为倍率即：×10（的－1次方），具体颜色对应的数字同色环电阻）
由于小功率稳压二极管体积小，在管子上标注型号较困难，所以一些国外产品采用色环来表示它的标称稳定电压值。如同色环电阻一样，环的颜色有棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、黑，它们分别用来表示数值1、2、3、4、5、6、7、8、9、0。
有的稳压二极管上仅有2道色环，而有的却有3道。最靠近负极的为第1
环，后面依次为第2环和第3环。
仅有2道色环的。标称稳定电压为两位数，即“×× V”（几十几伏）。第1环表示电压十位上的数值，第2环表示个位上的数值。如：第1、2环颜色依次为红、黄，则为24V。
有3道色环，且第2、3两道色环颜色相同的。标称稳定电压为一位整数且带有一位小数，即“×.× V”（几点几伏）。第1环表示电压个位上的数值。第2、3两道色环（颜色相同）共同表示十分位（小数点后第一位）的数值。如：第1、2、3环颜色依次为灰、红、红，则为8.2V。
有3道色环，且第2、3两道色环颜色不同的。标称稳定电压为两位整数并带有一位小数，即“××.× V”（几十几点几伏）。第1环表示电压十位上的数值。第2环表示个位上的数值。第3环表示十分位（小数点后第一位）的数值。不过这种情况较少见，如：棕、黑、黄（10.4V）和棕、黑、灰（10.8V）常用稳压二极管的型号对照表（注：后面的二极管型号是以1开头的，如1N4728,1N4729等）
3、与普通整流二极管的区分
首先利用万用表R×1K挡，按把被测管的正、负电极判断出来。然后将万用表拨至R×10K挡上，黑表笔接被测管的负极，红表笔接被测管的正极，若此时测得的反向电阻值比用R×1K挡测量的反向电阻小很多，说明被测管为稳压管；反之，如果测得的反向电阻值仍很大，说明该管为整流二极管或检波二极管。这种识别方法的道理是，万用表R×1K挡内部使用的电池电压为1.5V，一般不会将被测管反向击穿，使测得的电阻值比较大。而R×10K挡测量时，万用表内部电池的电压一般都在9V以上，当被测管为稳压管，切稳压值低于电池电压值时，即被反向击穿，使测得的电阻值大为减小。但如果被测管是一般整流或检波二极管时，则无论用R×1K挡测量还是用R×10K挡测量，所得阻值将不会相差很悬殊。注意，当被测稳压二极管的稳压值高于万用表R×10K挡的电压值时，用这种方法是无法进行区分鉴别的。
二、电位器
电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。常见电位器如图2-2-4所示。
图2-2-4 常见的电位器
作用：电位器在电路中的主要作用有以下几个方面
1、用作分压器
电位器是一个连续可调的电阻器，当调节电位器的转柄或滑柄时，动触点在电阻体上滑动。此时在电位器的输出端可获得与电位器外加电压和可动臂转角或行程成一定关系的输出电压。
2、用作变阻器
电位器用作变阻器时，应把它接成两端器件，这样花电位器的行程范围内，便可获得一个平滑连续变化的电阻值。
3、用作电流控制器
当电位器作为电流控制器使用时，其中一个选定的电流输出端必须是滑动触点引出端。
实训操作
一、电阻器的识读与测量
利用万用表相应档位测量教师给出的若干电阻，确认电阻阻值大小，并从中选出本任务所需的电阻。
序号识读值实测值序号识读值实测值
1
2
3
4
5
二、电容器的识别与检测
根据所学知识挑选本任务中所需电容，利用万用表判断挑选电容是否可以正常使用。并将电容的信息列入下表中。
序号识读值是否正常序号识读值是否正常
三、二极管的识别与检测
利用所学知识判断二极管正负，并测量它的正反向电阻
序号正向电阻反向电阻序号正向电阻反向电阻
四、三极管的识别与检测
利用所学知识判断三极管的型号及管脚
序号型号序号型号
五、电位器的识别与检测
正确判断引脚，测量电位器的标称值
序号1-2脚电阻1-3脚电阻2-3脚电阻展示评价
评价项目评价内容评价标准
评价方式
自我
评价
小组
评价
教师
评价
职业素养安全意
识、责任
意识
A作风严谨、自觉遵章守纪、出色地完成
工作任务
B能够遵守规章制度、较好地完成工作任
务
C遵守规章制度、没完成工作任务，或虽
完成工作任务但未严格遵守规章制度
D不遵守规章制度、没完成工作任务
团队合作
意识强
A与同学协作融洽、团队合作意识强
B与同学能沟通、协同工作能力较强
C与同学能沟通、协同工作能力一般
D与同学沟通困难、协同工作能力较差
专业能力活动1
职业感知
A按时、高质量完成调研及工作，积极参
与课活动，表现突出
B按时、较好地完成工作，积极参与课堂
活动
C没按时完成工作，不积极参与课堂活动
D没完成工作，未参与课堂活动
活动2
安全用电
A按时、完整地完成工作，问题回答正确
B按时、完整地完成工作，问题回答基本
正确
C未能按时完成工作，或内容遗漏、错误
较多
D未完成工作
活动3
触电急救
A学习活动评价成绩为90 ~100分
B学习活动评价成绩为75 ~89分
2学习活动评价成绩为60 ~74分
D学习活动评价成绩为0~59分
创新能力学习过程中提出具有创新性、可行性的
建议
加分奖励：
综合评价等级
活动2 分析工作原理，实施电路仿真
技能目标：
1、掌握串联型稳压电源控制电路各部分电路的功能及电路转换过程。
2、掌握模拟软件proteus的画图方法
3、掌握模拟软件proteus的仿真方法
4、能够对照工作原理，实现模拟仿真，并运用虚拟仪器进行测量。
知识储备：
一、电路分析
（一）整流电路
12V交流电压通过整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压。其整流部分采用了由四只1N4007组成的桥式整流器。虽然桥式整流器需要用四只整流二极管，但是，桥式整流电路具有整流效率较高、脉动成份较少、变压器次级无需中心抽头的特点。
1、分类方式
（1）按组成器件
可分为不可控电路、半控电路、全控电路三种
1）不可控整流电路完全由不可控二极管组成，电路结构一定之后其直流整流电压和交流电源电压值的比是固定不变的。
2）半控整流电路由可控元件和二极管混合组成，在这种电路中，负载电源极性不能改变，但平均值可以调节。
3）在全控整流电路中，所有的整流元件都是可控的（SCR、GTR、GTO等），其输出直流电压的平均值及极性可以通过控制元件的导通状况而得到调节，在这种电路中，功率既可以由电源向负载传送，也可以由负载反馈给电源，即所谓的有源逆变。
（2）按电路结构
可分为零式电路和桥式电路
1）零式电路指带零点或中性点的电路，又称半波电路。它的特点所有整流元件的阴极(或阳极)都接到一个公共接点﹐向直流负载供电﹐负载的另一根线接到交流电源的零点。
2）桥式电路实际上是由两个半波电路串联而成，故又称全波电路。
（3）按电网交流输入相数分为单相电路、三相电路和多相电路
1）对于小功率整流器常采用单相供电；单相整流电路分为半波整流，全波整流，桥式整
2）三相整流电路是交流测由三相电源供电，负载容量较大,或要求直流电压脉动较小，容易滤波。三相可控整流电路有三相半波可控整流电路，三相半控桥式整流电路，三相全控桥式整流电路。因为三相整流装置三相是平衡的﹐输出的直流电压和电流脉动小，对电网影响小，且控制滞后时间短，采用三相全控桥式整流电路时，输出电压交变分量的最低频率是电网频率的6倍，交流分量与直流分量之比也较小，因此滤波器的电感量比同容量的单相或三相半波电路小得多。另外，晶闸管的额定电压值也较低。因此，这种电路适用于大功率变流装置。
3）多相整流电路随著整流电路的功率进一步增大(如轧钢电动机，功率达数兆瓦)，为了减轻对电网的干扰﹐特别是减轻整流电路高次谐波对电网的影响，可采用十二相﹑十八相﹑二十四相，乃至三十六相的多相整流电路。采用多相整流电路能改善功率因数，提高脉动频率，使变压器初级电流的波形更接近正弦波，从而显著减少谐波的影响。理论上，随着相数的增加，可进一步削弱谐波的影响。多相整流常用在大功率整流领域，最常用的有双反星中性点带平衡电抗器接法和三相桥式接法。
（4）按电流方向
方向是单向或双向，又分为单拍电路和双拍电路。其中所有半波整流电路都是单拍电路，所有全波整流电路都是双拍电路。
（5）按控制方式
可分为相控式电路和斩波式电路（斩波器）；
1）通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，简称相控方式。
2）斩波器就是利用晶闸管和自关断器件来实现通断控制，将直流电源电压断续加到负载上，通过通、断的时间变化来改变负载电压平均值，亦称直流-直流变换器。它具有效率高、体积小、重量轻、成本低等优点，广泛应用于直流牵引的变速拖动中，如城市电车、地铁、蓄点池车等。斩波器一般分降压斩波器，升压斩波器和复合斩波器三种。
（6）按引出方式
分中点引出整流电路，桥式整流电路，带平衡电抗器整流电路，环形整流电路，十二相整流电路
1）中点引出整流电路分：单脉波（单相半波），两脉波（单相全波），三脉波（三相半波），六脉波（六相半波）
2）桥式整流电路分：两脉波（单相）桥式，六脉波（三相）桥式
3）带平衡电抗器整流电路分：一次星形联结的六脉波带平衡电抗器电路（即双反星带平衡电抗器电路），一次角形联结的六脉波带平衡电抗器电路4）十二相整流电路分：二次星、三角联结，桥式并联（带6f平衡电抗器）单机组十二脉波整流电路；二次星、三角联结，桥式串联十二脉波整流电路；桥式并联等值十二脉波整流电路；双反星形带平衡电抗器等值十二脉波整流电路。
2、工作原理
本电路使用的是桥式整流电路，如图2-2-5所示，E2是一个频率为50HZ的正弦交流电，E2为正半周时，对D1、D3加正向电压，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流电压，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、D2、Rfz 、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。如此重复下去，结果在Rfz 上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于输入电压的最大值，比全波整流电路小一半。
图2-2-5 整流电路
（二）滤波电路
由于桥式整流后在负载上得到的是脉动的直流电压，其频率为100Hz ，峰值为1.4e ≈17V ，所以，还必须经过平滑滤波后才可供实际应用。电容滤波器是一种简单实用的平滑滤波器，C5就是滤波电容器，利用电容器的充、放电作用，可以将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。由于C5容量足够大，充入的电荷多，放掉的电荷少，最终使整流出来的脉动电压成为直流电压，空载时输出值＝
1.4e ≈17V 。
（三）稳压电路
本电路是典型的串联型直流稳压电路，调整元件串接在输入电压Ui （12V 左右）与输出电压Uo （9V ）之间。如果输出电压Uo 由于某种原因发生变化，调整元件就作相反的变化来抵消输出电压的变化，从而保持输出电压Uo 的稳定。
1、稳压原理
假设某种原因（如果电网电压波动或负载电阻的变化等），使输出电压Uo 上升，由取样电路将这一变化趋势送到比较放大管Q3的基极，而Q3的发射极电压由于稳压管D5的作用而保持恒定，所以，Q3的基极电压Ube 将增大，管子的集电极电流随之增大，则在负载电阻R1、R2上的压降也增大，结果使复合管9013、8050的基极电位下降，管子内阻增大，Q1的UCE6增大，由于Uo ＝24-UCE6，所以，将造成Uo 下降，因而保持了Uo 的稳定。其电路的稳压过程是：
若输出电压降低，则上述过程相反，这时稳压电路使Uo 上升，则有如下稳压过程：
2、稳压电路的功能
稳压电路包括基准电压、比较放大器、调整元件等基本电路。
图示电路当中，R5与D5组成基准电压电路，稳压二极管D5可提供7.5V 的稳定的基准电压，R5（560Ω）是限流电阻。
↓↓↓→↑→↑→↑→↑→O O B5C8C8BE8B8U
U )U (U I U U Uo ↑↑↑→↓→↓→↓→↓→O O B5C8C8BE8B8U
U )U (U I U U Uo
电阻R6、R7、RP 组成取样电路，取样比为（R7+RP ’）/（ R6+R7+RP ’）（注：RP ’表示电位器RP 中心滑臂与R7触点之间的电阻值），稳压电压Uo 由取样比和基准电压UVD 决定，即：输出电压Uo 为
)('
776o 8BE VD U U RP R R RP R U ++++= 式中UBE8是晶体管Q3（9013）的b-e 结间的压降，约为0.7V 。调节RP 可以改变稳压电源的输出电压。
调整元件采用了复合管（Q1+Q2），其中调整管Q1(8050)为大功率晶体管。由于整个稳压电源的输出电流全部要经过调整管，所以，Q1应有足够的功耗和集电极电流指标（对于12V 、1A 的稳压电源，Q1集电极电流应不小于2A ，功耗不小于10W ）。
（四）保护电路
为了防止输出端不慎短路过载而造成调整管损坏，在设计直流稳压电源电路时，通常都有过流自动保护电路。本电路中，FU 熔断丝的极限电流值为2A ，当短路或过载时，输出电流增大至2A 时。熔断丝会自动断开，起到自动保护电路的作用。
二、实训操作：
(一)将所需元器件加入到对象选择器窗口。
单击对象选择器按钮，如图2-2-6所示。弹出“Pick Devices”页面，在“Keywords”中输入1N4007，系统在对象库中进行搜索查找，并将搜索结果显示在“Results”中，如图2-2-7所示。在“Results”栏中的列表项中双击“1N4007”，则可将“1N4007”添加至对象选择器窗口。
图2-2-6 选择元器件
图2-2-7 选择二极管
接着在“Keywords”栏中重新输入CAP-ELEC，如图2-2-8所示。双击
“CAP-ELEC”，则可将“CAP-ELEC”添加至对象选择器窗口。
图2-2-8 选择电容
接着在“Keywords”栏中重新输入RES，如图2-2-9所示。双击“RES”，
则可将“RES”添加至对象选择器窗口。
图2-2-9 选择电阻
接着在“Keywords”栏中重新输入“NPN”，如图2-2-10所示。双击
“NPN”，则可将“NPN”型三极管添加至对象选择器窗口。
图2-2-10 选择NPN型三极管
接着在“Keywords”栏中重新输入“FUSE”，如图2-2-11所示。双击
“FUSE”，则可将“FUSE”添加至对象选择器窗口。
图2-2-11 选择保险丝
接着在“Keywords”栏中重新输入“P0T-”，如图2-2-12所示。双击
“POT-HG”，则可将“POT-HG”添加至对象选择器窗口。
图2-2-12 选择滑动变阻器
接着在“Keywords”栏中重新输入“CAP”，如图2-2-13所示。双击
“CAP”，则可将“CAP”添加至对象选择器窗口。
图2-2-13 选择瓷片电容
接着在“Keywords”栏中重新输入“ZENER DIODE”，如图2-2-14所示。双
击“1N4729A”，则可将“1N4729A”添加至对象选择器窗口。
图2-2-14选择1N4729A稳压二极管
接着在“Keywords”栏中重新输入“ALTERANTOR”，如图2-2-15所示。双
击“ALTERANTOR”，则可将“ALTERANTOR”添加至对象选择器窗口。
图2-2-15选择电源
经过以上操作，在对象选择器窗口中，已有了1N4007、CAP-ELEC、NPN型三极管、CAP、RES、POT-HG、FUSE、DIODE-SC和ALTERANTOR九个元器件对象。然
后按照任务一摆放元件的流程放置好元件，如图2-2-16所示。
图2-2-16 放置元器件
（二）元器件之间的连线。在Proteus ISIS中画连接线时，系统会自动检
测。当鼠标的指针靠近元器件引脚时，跟着鼠标的指针就会出现一个“×”号，
表明找到了元器件的连接点，单击鼠标左键，移动鼠标(不用拖动鼠标)，屏幕上
将出现成90o折线的粉红色连接线(Proteus的线路自动路径功能)，将鼠标的指
针靠近预连接的目标元器件引脚，跟着鼠标的指针就会出现一个“×”号，表明
找到了目标元器件引脚的连接点，同时单击鼠标左键，粉红色的连接线变成深绿
色。
Proteus具有线路自动路径功能(简称WAR)，当选中两个连接点后，WAR将
选择一个合适的路径连线。WAR可通过使用工具栏中的“WAR”命令按钮
来关闭或打开，也可以在菜单栏的“Tools”下找到这个图标。
同理，我们可以完成其他连线，如图2-2-17所示，在此过程的任何时刻都可以按Esc键或者单击鼠标的右键来放弃画线。
图2-2-17 画连接线
（三）电路仿真图
点击运行按钮。调节电阻器RP观察到仿真图现象，如图2-2-18（a）（b）所示。可以看出，在我们调节电阻器RP后，输出端电压发生了明显的变化。
图2-2-18（a）仿真图
图2-2-18（b）仿真图展示评价
评价项目评价内容评价标准
评价方式
自我
评价
小组
评价
教师
评价
职业素养安全意识、
责任意识
A作风严谨、自觉遵章守纪、出色地完成工作
任务
B能够遵守规章制度、较好地完成工作任务
C遵守规章制度、没完成工作任务，或虽完成
工作任务但未严格遵守规章制度
D不遵守规章制度、没完成工作任务
团队合作
意识强
A与同学协作融洽、团队合作意识强
B与同学能沟通、协同工作能力较强
C与同学能沟通、协同工作能力一般
D与同学沟通困难、协同工作能力较差
专业能力
活动1
职业感知
A按时、高质量完成调研及工作，积极参与课
活动，表现突出
B按时、较好地完成工作，积极参与课堂活动
C没按时完成工作，不积极参与课堂活动
D没完成工作，未参与课堂活动
活动2
安全用电
A按时、完整地完成工作，问题回答正确
B按时、完整地完成工作，问题回答基本正确
C未能按时完成工作，或内容遗漏、错误较多
D未完成工作
活动3
触电急救
A学习活动评价成绩为90 ~100分
B学习活动评价成绩为75 ~89分
2学习活动评价成绩为60 ~74分
D学习活动评价成绩为0~59分
创新能力学习过程中提出具有创新性、可行性的建议加分奖励：
综合评价等级
活动3清点元件配件，实施电路装配
技能目标
1、掌握根据原理图列出元件清单。
2、能够合理设计元件分布，熟练安装操作。
3、能能够对串联型直流稳压电源电路进行调试、检修。
4、熟悉手工焊接工艺及方法，了解常见焊点缺陷。
知识储备
一、选择印制板
印制板有单面印制板、双面印制板和多层印制板。所谓单面印制板，是指在厚度为1-2mm的绝缘基板上，一个表面敷有铜箔，通过印制和腐蚀的方法，在覆铜的一面制成印制电路。实际中具体要使用哪一种印制电路板，可根据原理线路的复杂程度选择。
二、合理布线
印制电路板上元器件的安置与布线是否合理，对电路性能的影响非常大。安置与布线不合理，可能会引起电路中各处的信号相互耦合(电的、磁的、热的)，使电路工作不稳定，轻则噪声明显增大，严重时会引起振荡，使电路不能正常工作。所以一定要重视元器件的安置与布线工作，其一般原则如下: （一）根据电原理图中所有元器件的形状与电路板的面积，合理布置元器件的密度，相邻元器件原则上应就近安置，并应注意以下几个问题:
1、发热元器件靠边安置在散热条件好的地方，受热源影响较大，电器性能容易改变的器件尽量远离发热的元器件，如电解电容、二极管等。
2、元器件排列不要形成头尾相连的环路，不要将不同级的元器件混置在一起，以避免前、后级之间产生寄生耦合。
3、能通过磁场相互耦合的元器件，应进行自身的屏蔽，并尽可能相互离得远一点，输入变压器与输出变压器之间应互相垂直安置（指铁芯的方向）。
4、高频电路中元件引线要短，电阻器采用卧式安装。
5、体积大、重量重的元器件安放在电路板的下方；各种可调元件安置在电路工作时便于调整的位置；所有元器件的标志一律向外。
6、如果相邻元器件无法就近安置，或需要离得较远时，应利用隔直电容、共射-共基电路、射极输出电路等对前、后影响较小的位置进行分割。
（二）根据元器件安排的位置合理布线。在布线过程中，可适当转动元器件，使元器件引出脚的落点便于走线，布线原则如下:
1、布线时首先应考虑电器性能上的合理性，然后再考虑外观的美观性。
2、导线之间应有足够的间距，导线要有一定的宽度。一般情况下，建议导线间距等于导线宽度，但不小于1mm。同一印制板上的导线宽度(除地线外)最好一样。焊点要留有圆弧形铜箔，一般要求，弧形铜箔的外径为线宽的1.5~3倍，为安装孔直径的2~3倍。
3、走线尽可能要短，信号线不要迂回，走线复杂的可使用双面印制板布线。
4、印制导线不应有急剧的弯曲和尖角，所有弯曲与过渡部分均须用圆弧连接，其半径不得小于2mm。
5、印制导线应尽可能避免有分支，如必须分支，分支应尽量圆滑。
6、地线可以迂回，所以地线可后定型。地线在走线过程中,还可以把一些输入线与输出线分隔开来，或把一些输入端、高输入阻抗端等对干扰敏感的区域包围起来，作为屏蔽措施(高阻抗端与地之间距离可适当增大)。
7、晶体管、运算放大器等的输入端不要与电源线靠得太近，以防测量过程中不小心短路。
8、信号线之间或信号线与电源线之间不要平行布线，输入线与输出线之间要离得远一点，地线安排要适当(见后面接地问题)。
三、焊接技术要领
在制作电子仪器时，焊接质量好不好对整机的质量有着非常密切的关系。焊接不良不仅会给调试带来很大的困难，而且会严重影响整机的技术性能与可靠性。虚焊是一种最令人伤脑筋的故障,一定要在焊接时尽可能防止它。
（一）焊接次序
先焊小型元件和细导线，后焊中型、大型元件与晶体管、集成电路。有源器件相对来说比较娇、贵，后焊可防止因焊接其他元件时不小心使之损坏。
（二）焊接的安全问题
1、在焊接MOS器件时，其栅级的绝缘电阻非常高，栅级如感应上电荷就很难泄漏，会产生较高的电压而造成击穿。所以烙铁外壳要接地。
在带有MOS器件的电路板上焊接少数几个焊点时，为了安全，一般先将烙铁的电源插头拔下，利用烙铁的余热进行焊接。
2、焊接时要注意人身安全，工作中要防止触电、烫伤。不要任意乱甩焊锡。工作场所布置要整齐，要备有烙铁架，不要将烙铁放在木板或桌面上。
特别是离开工作场所时一定要拔下烙铁的电源插头，切断烙铁的电源。四、接地问题
这里将实验电路板布线中的接地问题单独列出来，因为公共地线是所有信号共同使用的通路，如果安排得不好，有可能通过地线将输出信号、感应信号、纹波信号等耦合到前级放大电路中，使电路性能变差，甚至产生寄生振荡。因而如何安排地线有一定的讲究。
1、在印刷电路板的排线过程中，唯有地线是允许迂回的，所以地线一般很长，往往绕线路板一周，有一定的阻抗，具有信号通过公共阻抗耦合的可能性。所以首先要求地线的线条宽一些，以减小它的阻抗。
2、地线能起屏蔽作用，可以用它将后级与前级隔离开，以减小前、后级电路之间的电耦合。
3、在高频、高输入阻抗、高放大倍数等电路中，印刷电路板的表面漏电流足以使各种感应信号耦合到输入电路中去，所以在这些地方，印刷电路板上焊点与导线周围的空地方应将铜皮保留下来接地，作屏蔽隔离用，以确保电路工作的稳定性。特别是确保实验过程中测量的可靠性。
4、在排线过程中,后级的信号不要通过前级的地线,特别是电源滤波电容器的地线要单独走线,不要与信号地线共用。放大器中各放大级的接地元件的接地点，排线过程中应考虑一点接地的原则，如加粗地线宽度，另辟地线迂回到最低电位点等措施。高频还要就近接地。
5、在数字电路与模拟电路共存的电路中，数字地线与模拟地线要分开使用，脉冲信号线与其他信号线不能平行布线。
实训操作
一、根据原理图列出元件清单
序号元件名称标号规格型号数量备注
二、工具及仪器
电子焊接工具一套；矩阵电路板一块；万用表一块；示波器一台
三、电路装接
1、元件处理
元件安装前，应对使用的元件进行清点和处理，元件、工具、仪器要摆放有序，对要使用的元件要进行检查确认，进行请污，镀锡和成型处理，特别是在元件整型中，要轻拿轻放，用力不要放过大，不要反复弯折元件管教，以免折断报废。
2、元件布局及插装。
本电路的元件及走线图如图所示安装电路前，首先考虑主要元件的位置，电源变压器和电子电路要隔一定的距离，
展示评价
评价项目评价内容评价标准
评价方式
自我
评价
小组
评价
教师
评价
职业素养安全意识、
责任意识
A作风严谨、自觉遵章守纪、出色地完成工作
任务
电表的改装与校准 班级：2011级物理四班姓名：何小东学号：201172010442 摘要： 本实验用半偏法与替代法对微安表内阻进行测量，将100微安500微安的微安表分别改装成量程为15毫安30毫安电流表与1.5伏3伏7.5 伏电压表。分别用标准表测量法与电势差计测量法对改装表进行校准。电位差计不需要从待测电路中取出电流，不会干扰到待测电路的工作状态，因而可以进行精密测量。由于在结构上采用了高精密度的电阻元件、标准电池和灵敏的检流计，因而测量结果具有很高的精度。由于学生式电位差计准确度等级为0.1级,而通常所用的电流表只有0.5级,从精度上来说完全可以用电位差计来校准电表。 此实验是一个简单的设计性实验，也是电位差计应用实验。重点要求学生能根据实验原理和实验环境设计出校准电流表的电路；并学习写出描述实验方案的论证、电路设计、操作步骤、数据处理、校准结论等内容的设计性报告。 An abstract of Potential difference meter does not need to be tested out from the current in the circuit, does not interfere with the tested circuit working state, so it can be for precision measurement. Because the structure of the high precision resistor, standard cell and sensitive galvanometer, the measurement results with high accuracy. Because the student type potential difference meter accuracy grade was 0.1, and the current table has only 0.5 levels, from the accuracy is entirely possible to calibrate the meter with potential difference meter. This experiment is a simple experimental design, is also a potential difference meter application experiment. Key requirements students can according to the experimental principle and experimental environment design circuit calibration current meter; design report and learning to write a description of the experimental scheme is demonstrated, circuit design, operation procedures, data processing, calibration results etc.. 实验仪器： 直流稳压电源微安表表头一个滑线变阻器一个电阻箱两个 标准电流表一块标准电压表一块单刀双掷开关一个导线 若干箱式电势差计一台 引言： 本实验的目的是掌握将电流计改装成较大量程的电流表与电压表的方法与原理并学会用标准表与箱式电势差计校准改装表的方法。掌握运用串并联电路的欧姆定律将电表进行改装的原理和方法；学会校准电流表和电压表；测量表头内
串联反馈型晶体管稳压电路解析分析方法的研究 时间：2009-02-24 15:45:23 来源：ednchina 作者： 1 串联反馈型晶体管稳压电路的计算模型 串联反馈型晶体管稳压电路中含有的元器件种类繁多，把他作为我们研究问题的对象，使得研究结果具有普遍性。串联反馈型晶体管稳压电路如图1所示。图中，Ui为电网电压经变压、整流、滤波后的输出电压值；VT1为调整管，VT2为放大管，VD为稳压管，内阻为r。假设，VT1的参数为rbe1，β1；VT2的参数为rbe2，β2。 根据电路图可知电路有5个独立节点，输入为节点1，输出为节点5，其余节点按顺序标于图中。 根据放大电路导纳矩阵的建立方法，可以对此电路建立计算模型。 (1)首先去掉晶体管VT1和VT2，写出剩余部分电路的导纳矩阵。 (2)按电路中的实际编号，写出晶体管VT1和VT2的节点导纳矩阵。 (3)将YVT1，YVT2按他的元素所在的行、列位置"对号入座"地补入Y0中，得到串联反馈型晶体管稳压电路的节点导纳矩阵：
此导纳矩阵即是用来描述串联反馈型晶体管稳压电路的数学模型。对于稳压电源而言，我们所关心的是稳压电源的输出电压是否恒定、输出电阻是否很小、稳压系数是否很小。有了稳压电源的数学模型，下一步的问题就是如何对数学模型进行求解。 2串联反馈型晶体管稳压电路性能指标的求解 2.1 串联反馈型晶体管稳压电路性能指标的求解 对于直流稳压电路来说，可以假设有两个外加恒流源电流，分别记为Iω1和Iωn，方向以从外节点流入为正。这样整个电路的方程组包括反映信号源和负载的方程各一个。由于对外只有两个节点，可以用两个方程来描述，再考虑外加恒流源和支路电流关系的两个方程，总共6个方程来描述。利用直流稳压电源的节点导纳矩阵，可以得到端口方程： 由于稳压电路有公共点，所以可以求得节点电压列向量： 式中，△为稳压电路节点导纳矩阵的行列式；△11为此导纳矩阵中位于第1行第1列的元素所对应的代数余子式；△n1为此导纳矩阵中位于第n行第1列的元素所对应的代
电子技术课程设计 电气与电子工程系电气工程及其自动化专业 题目：串联型直流稳压电源 学生姓名：班号：学号： 指导教师; 时间：年月日 ~ 年月日
指导教师评语：成绩：
串联型直流稳压电源设计报告 一、设计题目 题目：串联型直流稳压电源 二、设计任务：设计并制作用晶体管、集成运算放大器电阻、电阻器、电容组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输入电压： 2、输出电压：3- 6V、6-9V、9-12V三档直流电压； 3、输出电流：最大电流为1A； 4、保护电路：过流保护、短路保护。 三、理电路和程序设计： 一电路原理方框图： 二原理说明： （1）单相桥式整流电路可以将单相交流电变换为直流电； （2）整流后的电压脉动较大.需要滤波后变为交流分量较小的直流电压用来供电； （3）滤波后的输出电压容易随电网电压和负载的变化波动不利于设备的稳定运行； （4）将输出电压经过稳压电路后输出电压不会随电网和负载的变化而变化从而提高设备的稳定性和可靠性.保障设备的正常
使用； （5） 关于输出电压在不同档位之间的变换.可以将稳压电源的电 压设置为标准电压再对其进行变换.电压在档位间的调节可以通过调节电位器来进行调节.从而实现对输出电压的调节。 四：方案选择 一：变压、滤波电路 方案一和方案二的变压电路和滤波电路相同.二者的差别主要体现在稳压电路部分。 图1 变压和滤波电路 二：稳压电路 方案一：此方案以稳压管D1的电压作为三极管Q1的基准电压.电路 引入电压负反馈.当电网电压波动引起R 2两端电压的变化增大（减小）时.晶体管发射极电位将随着升高（降低）.而稳压管端的电压基本不变.故基极电位不变.所以由E B BE U U U -=可知 BE U 将减小（升高）导致基极电流和发射极电流的减小（增大）. 使得R 两端的电压降低（升高）.从而达到稳压的效果。负电源部分与正电源相对称.原理一样。
采用LM317的方案，刚好手头还有几个闲置的LM317T，“量身”设计的完整电路如图2所示。 （图2） 主要元气件参数资料： 尽管LM317我们已经非常熟识了，但还是翻阅一下LM317的PDF资料比较稳妥，其中几个比较重要的参数如下： 1、输入与输出端最高压差为：40V（很多人误认为是输入最高电压为40V）； 2、输入与输出端最小工作压差：3V； 3、输出电压范围：1.25V-37V范围内连续可调（其实只要保证前一项条件，其输出范围的上限 是可以扩展的）； 4、最大输出电流：1.5A（LM317T TO-220封装）； 5、输出最小负载电流：5mA； 6、基准电压V REF：1.25V； 7、工作温度范围为：0-70℃； 8、LM317T TO-220封装引脚排列如图3所示：
（图3） 为了让LM317T 输出0V 起调，该电路设计时增加了一个由TL431构成的-2.5V 基准电源，TL431相信大家也是非常熟识，它是三端可调并联型稳压IC ，详细资料可参考：安森美的《TL431中文手册》。 在本列电路应用中，我们比较关心的几个参数如下： 1. 参考电压 V REF ：2.5V ±0.4％（25℃）； 2. 最大阴极电流范围：-100mA 至+150mA ； 3. 最小阴极电流：0.5mA ； 4. 最大额定功耗：0.7W （TO-92封装）； 5. TL431内部结构和引脚排列如附图4所示； 6. TL431的典型应用电路如图5所示； （图4） （图5） 工作原理： 如图2所示，220V 市电通过S1和F1连接到变压器的输入端，经过变压后分别输出：18V 、8V 、10V 、3V （其中10V 和3V 绕组是自己以手工穿线的方式加绕的）四组电压，为了降低LM317T 的功耗提高电源效率，采用了2个继电器的3级换档电路，换档电路如图6所示，电源输出电压V+加在W2的两端，当W2的滑动触片上获得的分压低于U4的V REF （2.5V ）电压时，U4的K 、A 之间只有
卷号一稳压电源调试步骤、工作原理 一、仪器准备 1、调压器 2、变压器 3、指针万用表（2.5A插孔） 4、数字万用表 5、负载电阻12Ω/25W 6、电子电压表 二、调试步骤 1、调试空载输出电压 调节调压器，使变压器输入电压调至220V（数字万用表AC750V档）；测变压器输出电压（AC20V档）；整流后电压（DC200V档），测试点VT2C极即散热片对地电压；稳压电压（DC20V档），调整RP1使稳压电压12±0.2V。 2．测试电压调整率 按图连线，输入电压220V调节负载电阻当负载电流1A时稳压电压记VA；调输入电压242V时稳压电压记VA1；调输入电压198V时稳压电压记VA2，电压调整率：SV=（VA1-VA2）÷VA*100% 3．测试电流调整率 输入电压220V，空载时稳压电压记V0；负载电流1A时稳压电压记VA，电流调整率：SA=（V O-VA）÷V O×100% 4、测试输出纹波电压 输入电压220V，负载电流1A时，电子电压表接在负载两端，所测交流电压值为纹波电压。 二、问题解答 1、稳压工作原理 稳压电路是利用负反馈的原理，以输出电压的变化量ΔUL，经取样管VT3与基准电压 7.5V（VD5稳压管提供）比较放大后，去控制调整管VT2的基极电流Ib，当Ib增大，调整 管Uce将减小；当Ib减小，调整管Uce将增大；使输出电压UL基本保持不变。 当电网电压升高或输出电流减小时： Uo↑→Ub(VT3)↑→Ube(VT3)↑→Ic(VT3)↑→Uc(VT3)↓→Ub(VT1)↓→Ic(VT1)↓→ Ic(VT2)↓→Uce(VT2) ↑→Uo↓ 当电网电压下降或输出电流变大时： Uo↓→Ub(VT3) ↓→Ube(VT3) ↓→Ic(VT3) ↓→Uc(VT3) ↑→Ub(VT1) ↑→Ic(VT1) ↑→Ic(VT2) ↑→Uce(VT2) ↓→Uo↑ 2、说明各元件在电路中的作用 VD1、VD2、VD3、VD4桥式整流电路。C6、C7、C8、C9滤波电容、保护整流二极管。VT1、VT2组成复合管，增大等效β值改善稳压性能。C1、C2、C3、C4、C5为滤波电容。R5 为VD5限流电阻。R4给VT1的反向穿透电流提供一条通路，防止高温时，VT2出现失控。 R8、RP1、R7为VT3分压偏置电阻。R1、R3为VT2负载电阻。R2、R6、R9为VT1偏置、负载电阻。 卷号五脉宽调制控制器调试步骤、工作原理 一、仪器准备 1、双路稳压电源±12V 2、双踪示波器 3、数字万用表 二、调试步骤 1、三角波频率和波形 示波器：X、Y均在校准位置（微调旋钮顺时针到底），耦合：DC，Y：2V/DIV，X：0.2ms/DIV,
1课程设计的目的 通过课程设计，培养综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一实际问题的实际本领，加深对该课程知识的理解。 主要培养以下能力:查阅资料：搜集与本设计有关部门的资料(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力；方案的选择：树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意提高分析和解决实际问题的能力；迅速准确的进行工程计算的能力,计算机应用能力；用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。 为以后的毕业设计奠定了坚实的基础。 2课程设计的题目描述和要求 （1）设计要求 ①直流输出电压U O =20V，最大输出电流I Omax =200mA ②稳定程度：当电网电压变化±10％时，输出电压U O 的变化小于±0.5％；电源内阻RO≤0.5Ω（即I O由变到200mA时，输出电压的变化值△U O≤ 0.5Ω×200mA=0.1V，为输出电压U O=20V的0.5％） ③输出端纹波电压有效值小于5mV ④工作温度：-10℃～+40℃ （2）电路可以达到的技术指标 ①输出电压U O =20V，输出电流I O =0～200mA ②电网电压波动±10％，输出电压变化小于±0.1％ ③电源内阻R O ≤0.1Ω ④输出纹波电压有效值小于2mV 3课程设计报告内容 3.1设计方案的选用和说明 串联型稳压电路：串联型稳压电路是以稳压管稳压电路为基础，利用晶体管的电流放大作用，增大负载的电流；在电路中引入深度电压负反馈使输出电压稳定；并且，通过改变反馈网络参数使输出电压可调。 串联反馈型晶体管稳压电路：工作在放大区的晶体管，它的集-射极之间的
电压U ce 和集电极电流I c 随基极电流I b 的大小而变动。当基极电流I b 增加时，U ce 将减小，I c 将增大，这相当于晶体管集电极与发射极间的电阻减小；而当基极电 流I b 减小时，U ce 将增大，I c 将减小，这就相当于晶体管集电极与发射极之间所 呈现的电阻增大。由此可见，在线性放大区工作的晶体管，在基极电流的控制下，集-射极之间的电阻是可以改变的。所以，晶体管完全可以充当串联反馈型稳压电路的调整元件，称为调整管。用晶体管作调整管的串联反馈型稳压电路叫做反馈型晶体管稳压电路。 所以，可以选用串联型稳压电路来实现对串联反馈调整型稳压电路的设计。 3.2设计方案的各部分工作原理 单相交流电经过电源变压器，整流电路和稳压电路，滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压，其方框及各电路的输出电压波形如图3.2.1所示，下面就各部分的作用加以介绍。 图3.2.1 直流稳压电源方框图 直流电源的输入为220V的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的数值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。目前有些电路不用变压器，利用其他的方法升压或者降压。 变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换成直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压。半波整流电路和全波整流电路的波形如图中所画。可以看出，它们均含有较大的交流分量，会影响负载电路的正常工作；例如，交流分量会混入输入信号被放大电路放大，甚至在放大电路的输出端所混入的电源交流分量大于有用信号，因而不能直接作为电子电路的供电电源。应当指出，图中整流电路输出端所画波形是未接滤波电路时的波形，输入滤波电路后将有所变化。 为了减小电压的脉动，需要通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。理想
课程设计 课程名称模拟电子技术基础 题目名称串联型直流稳压电源 学生学院物理与光电工程学院 专业班级09级电子科学与技术3班学号3109008668 学生姓名崔文锋 指导教师何榕礼 2010年12 月20 日
目录 一、设计任务与要求。。。。。。1 二、电路原理分析与方案设计。。。。。。1 1、方案比较。。。。。。1 2、电路的整体框图。。。。。。3 3、单元设计及参数计算、元器件选择。。。。。。3 4、电路总图。。。。。。7 5、元器件清。。。。。。7 6、电路仿真过程及结果。。。。。。8 三、电路调试过程及结果。。。。。。10 四、总结。。。。。。10 五、心得体会。。。。。。11 六、组装后的实物电路图。。。。。。12
串联型直流稳压电源设计报告 一、设计任务与要求 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输出电压6V 、9V 两档，同时具备正负极性输出； 2、输出电流：额定电流为150mA ，最大电流为500mA ； 3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲V op-p ≤5mv ； 任务：1、了解带有的组成和工作原理： 2、识别的电路图： 3、仿真电路并选取元器件： 4、安装调试带有放大环节串联型稳压电路： 5、用仪器仪表对电路调试和测量相关参数： 6、撰写设计报告、调试。 二、电路原理分析与方案设计 采用变压器、二极管、集成运放、电阻、稳压管、三极管等元器件。220V 的交流电经变压器变压后变成电压值较小的电流，再经桥式整流电路和滤波电路形成直流稳压部分采用串联型稳压电路。比例运算电路的输入电压为稳定电压，且比例系数可调，所以输出电压也可以调节：同时，为了扩大输出电流，集成运放输出端加晶体管，并保持射级输出形式就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。 1、方案比较 方案一： 先对输入电压进行降压，然后用单相桥式二极管对其进行整流，整流后利用电容的充放电效应，用电解电容对其进行滤波，将脉动的直流电压变为更加平滑的直流电压，稳压部分的单元电路由稳压管和三极管组成（如图1），以稳压管D1电压作为三极管Q1的基准电压，电路引入电压负反馈，当电网电压波动引起R 2两端电压的变化增大（减小）时，晶体管发射极电位将随着升高（降低），而稳压管端的电压基本不变，故基极电位不变，所以由E B BE U U U -=可知BE U 将
可调直流稳压电源 1、可调直流稳压电源的构成 可调直流稳压电源是由降压、整流、滤波、稳压、调整、滤波、电压指示构成的。 降压的作用是：将输入的220V交流电压降到24V。此时输出的还是交流电压。整流的作用是：将交流电压整流成直流电压。此时输出的是只有正半周的电压。加电指示的作用是：加电后红色指示灯亮。指示稳压电源已经加电。滤波的作用是：将正半周的电压过滤成纹波系数很小的接近直流的电压。稳压的作用是：将纹波系数很小的输出电压稳定在用户需要的直流电压上。输出电压调整：根据用户的需要，调节稳定输出电压值。二次滤波：为了在用电时需要突发大电流时，向负载提供瞬时电流。稳定输出电压。电压指示：将当前输出的电压值用表头显示出来，以便用户对输出电压调整和使用。 其原理框图如图1所示。 图1 稳压电源框图 2、所用的器件和电原理图 组成降压的元件是：变压器B1。组成整流的元件是：D1-D4这四只二极管组成滤波的元件是2200微法、耐压50V的电解电容C1（外形如图3所示）。组成加电指示的元件是：限流电阻R1和红色发光二极管。组成稳压的元件是：可调输出电压的集成三端稳压器LM317。组成输出电压调整元件是：电位器R P（外形图如图4所示）。组成二次滤波元件是：10uF、耐压50V的电解电容C2。组成电压指示元件是：0-24V指针式电压表头。电原理图如图2所示。 图2 可调稳压电路电原理图 图3 电解电容外形图图4 电位器外形
3、电路板布局以及安装 有关电路板上原器件的安装如图5所示。装元器件时应该先装矮的元件，后装高的元件。图（a）是总装配图。图（b）是电位器和发光二极管装配图。图（c）是三端稳压器引脚图。图（d）是表头和输出端子接线图。外形图如图6所示。 （a）（b）（c）（d） 图5装配图 图6 外形图 4、装配顺序及调试方法： 1）首先安装D1-D4构成的电桥。安装完毕后可以从输入端用电10KΩ阻挡正反向测量是否有短路。如果内阻很大则说明没有短路。在接入变压器、开关后插入交流电源。用万用表直流电压50V或数字表的200V档测量输出电压。应该大于30V。 2）上述正确后连接电容C1，连接好后，在用万用表电压档（同上）测试输出电压。注意，电容的极性不可接错，否则电容会爆炸。 3）上述测试无误后连接三端稳压器、发光二极管、电位器和电压指示表头。注意，三端稳压器的引脚不可接错。否则不能输出直流电压。接好后检查无误后可以加电观察输出电压的变化了。调整电位器的旋钮，输出电压就会从1.25V到24V之间发生变化。 做实验时，只要调整到你所需要的输出电压就可以正常使用了。
直流稳压电源使用攻略(一) 常见的直流稳压电源通常是将220V的交流市电转换成用电器所需要的低压直流电。在一些特殊的应用中，也有升压作用的高压输出稳压电源，不过在业余电台相关应用中非常罕见。根据不同的应用需要，按照电源的功能和特性，直流稳压电源通常分为固定输出电压型的系统供电电源、可调稳压电源、可编程电源、恒流源、电压校准参考源等。随着科技的发展，电源的结构形式和控制电路不断更新，高频开关电路和智能化数控成为电源的发展方向。直流稳压电源的应用与意义 直流稳压电源最基本的应用遍布于我们的生活中。笔记本电脑、MP3以及很多数码产品的电源充电器都属于稳压电源，大部分电子产品的外置电源也是稳压电源。业余电台爱好者必备的、为家中固定电台供电的13.8V电源更是典型的稳压电压。直流稳压电源为我们使用电台提供了一个稳定的低压直流源。 直流稳压电源是实验室和维修领域最常用的基础仪器。稳压电源为用电器和电路提供可靠的电源供应。在维修中，常常通过替代电器自身的供电单元（常称替代法）缩小故障范围，同时利用稳压电源监视用电设备的工作电流，与正常值做比较，以及时发现电路短路、断路等异常故障，对电路故障的判断很有帮助。例如，对于一台不能开机的手持对讲机，一般检修的第一步是卸下对讲机电池，通过维修电源为对讲机供电，然后看对讲机的电流变化。如果对讲机可以正常开机工作，则重点怀疑电池组供电和接触点的问题，如果对讲机开机没有反应，回路中没有电流，那么首先怀疑对讲机内部供电电路的问题，诸如内部保险丝是否烧毁等，然后再按顺序检查开关和稳压电路。在没有功率计的情况下，有经验的HAM可以通过发射时对讲机消耗电流的大小来大致判断输出功率的水平，以及射频功放电路是否工作正常。 在电子产品的研发和检测上，可调稳压电源应用广泛，它可以替代电池供电，并模拟各种供电状况，包括过压、欠压、标准电压等。有些高端的稳压电源还能模拟电池的内阻工作，为产品研发提供更接近实战的实验数据。例如，用户需要修改手持对讲机的低电压告警阀值，那就需要通过软件修改对讲机内部设定的工程参数，然后通过可调稳压电源模拟欠压状态，来确认低压告警的确切数值。例如，测量车载对讲机的发射功率，需要使用稳压电源来替代汽车电瓶供电，使供电电压稳定，以避免因为电瓶充电饱和程度及新旧程度不同而出现的电压高低变化，从而避免影响测试数据。 直流稳压电源的意义在于可以替代电池提供稳定、可控的直流电源，其输出的电压稳定程度要优于普通电池。稳压电源输出电压易于控制，可满足各种应用的需要。通常，用于实验和维修的稳压电源都安装有电压和电流表指示装置，以实时监控电源输出状态，使用起来比临时用万用表测量供电电压和电流方便实用得多。不少多功能的稳压电源还具备恒流源功能、电压跟踪功能、可调过流保护功能等，进一步扩展了稳压电源的应用。
第一章串联反馈型稳压电源整体简介制作串联反馈型稳压电源的目的要求 一、基本目的 此次工程训练选择使用分立式元器件构成串联反馈型直流稳压电源。学生通过实训了解相关分立式元器件的基本结构、工作原理、特性和参数以及由它们构成的串联型直流稳压电源的工作原理、原理图的设计和参数的计算、元器件的选用、计算机软件实现硬件的仿真、PCB板的设计、电路的安装和调试，最后完成达到技术指标要求的标准产品。 二、基本要求 1、依据性能指标和器件状况，设计稳压电源电子电路，并计算器件参数确定选择器件。（含散热设计）； 2、以本工程训练为实例先学习Protel99SE基本知识，并运用其绘制电源sch原理图和PCB图； 3、学习Proteus知识，对本电源电路进行仿真，最终确定sch和pcb图； 4、掌握电子电路板制作的全过程，实现电源的制作； 5、测量电源相关各项技术指标，完成系统调试。 基本知识介绍 一、电源变压器知识 1．初级(Primary Winding)：是指电源变压器的电源输入端。 2．次级(Secondary Winding)：是指电源变压器的输出端。
3．额定输入电压U：是指电源变压器的初级所接上的电压，也就是电源变压器的工作电压。对GS变压器来说，U＝230V；对BS变压器来说，U＝240V。 4．空载电流I：是指电源变压器的初级接上额定输入电压U而次级不带负载（即开路）时，流过初级的电流。I与变压器的设计有关，即使是两个不同厂家生产的相同规格的电源变压器，其I也可能不同。 5．空载电压U：是指变压器初级接受上额定输入电压U次级不带负载（即开路）时，次级两端的电压。U与变压器的设计有关，即使是两个不同厂家生产的相同规格的电源变压器，其U也可能不同。 6．负载电流I：是指变压器初级接上额定输入电压U，次级接上额定负载时，流过负载的电流。 7．负载电压U：是指变压器初级接上额定输入电压U，次级接上额定负载时，负载两端的电压。 8．定输出功率P：是指变压器在额定输入电压U时的输出功率，它表示变压器传送能量的大小。一般来说，在相同频率下，P越大，变压器的尺寸越大；P相同，即使输出电压U不同，变压器的尺寸也相同，即变压器的价格也应相差无几。 由公式P=U*I可知若输出功率P一定，若输出电压U越高，则输出电流I越低。举例来说，一个输出功率P=10VA的变压器，若输出电压U=24V，则输出电流I= P/U=10VA/24V ＝；若U=12V，则输出电流I=。 电源变压器：将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压，一般次级电压u2较小。 变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η，式中η是变压器的效率。 对于本次工程训练对电源变压器的要求主要为次级空载电压大小，额定输出功率，变压器的额定容量，所以在本次工程训练中选择的是小型单相式变压器，有四组输出线分别为7V、
任务二、串联型稳压电源的装配与调试 任务描述： 随着人们生活水平的日益提高，通信技术不断的发展，同学们天天使用手机，手机的充电器就是一个稳压电源。在我们电子生产实习中，经常需要用到稳压电源，为后一级电路提供稳定的直流电压，图2-2-1 为串联型稳压电源的原理图。 图2-2-1 串联型稳压电源原理图 活动1 识读电路元件，实施元件检测 技能目标 1、能够识读和检测常用电子元器件 2、能够识读和检测稳压二极管 3、能够用MF-47型万用表检测各元器件 知识储备 一、稳压二极管 （一）简介 稳压二极管，英文名称Zener diode，又叫齐纳二极管。利用pn结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象，制成的起稳压作用的二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更高的稳定电压。其图形符号和封装形式如图2-2-2。
图2-2-2 稳压二极管的图形符号及其封装形式（二）原理 稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多如图2-2-3，反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时，反向电阻很大，反向漏电流极小。但是，当反向电压临近反向电压的临界值时，反向电流骤然增大，称为击穿，在这一临界击穿点上，反向电阻骤然降至很小值。尽管电流在很大的范围内变化，而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近，从而实现了二极管的稳压功能。 图2-2-3 稳压二极管特性曲线 （三）主要参数 1、Uz—稳定电压 指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别，同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。例如，2CW51型稳压管的Vzmin为3.0V, Vzmax则为3.6V。 2、Iz—额定电流 指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时，稳压管虽并非不能稳压，但稳压效果会变差;高于此值时，只要不超过额定功率损耗，也是允许的，而且稳压性能会好一些，但要多消耗电能。 3、Rz—动态电阻 指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变，一般是工作电流愈大，动态电阻则愈小。例如，2CW7C稳压管的工作电流为
题目：串联型直流稳压电源的设计 校名：石河子大学 专业：电气工程及其自动化 年级班级：12级（3）班 姓名学号： 同组者： 指导老师：
目录 一、设计指导要求 (2) 二、直流稳压电源的方框图 (3) 三、串联型直流稳压电源部分电路图 (3) 四、串联型直流稳压电源电路图及工作原理 (4) 五、电路设计 (6) 六、安装调试及测试数据处理 (7) 七、结论 (9) 八、设计总电路图 (9) 九、心得体会 (10) 十、参考文献 (10) 一、设计指导要求 1、直流输出电压Uo=15V，可调15+5V。 2、最大输出电流Iomax=200mA 3、稳压系数r=0.05以下（当电网波动+10%时）
4、输出电阻r=0.5 5、输出纹波电压<=5mV 6、输出电流Io=300mA时启动过载保护 7、工作温度—20℃~~40℃ 二、直流稳压电源的方框图 三、串联型直流稳压电源部分电路图
四、串联型直流稳压电源电路图及工作原理 工作原理：单相桥式整流电路可以将单相交流电变换为直流电；整流后的电压脉动较大，需要滤波后变为交流分量较小的直流电压用来供 电；滤波后的输出电压容易随电网电压和负载的变化波动不利于设备的稳定运行；将输出电压经过稳压电路后输出电压不会随电网和负载的变化而变化，从而提高设备的稳定性和可靠性，保障设备的正常使用；关于输出电压在不同档位之间的变换，可以将稳压电源的电压设置为标准电压再对其进行变换，
电压在档位间的调节可以通过电位器来进行调节，从而实现对输出电压的调节。 五、电路设计 1、选择电源变压器 （1）确定副边电压U2:
实验 电表的改装和校准 1. 实验目的 (1) 掌握改装电流表和电压表的原理和方法； (2) 学会校准电流表和电压表。 2. 实验仪器 微安表(量程100μA)二个，毫安表(量程15mA)，伏特表(量程15V)，ZX21型旋转式电阻箱，滑线变阻器(0～100Ω)，直流稳压电源(0～15V)，单刀双掷开关各一个。 3. 实验原理 在实验工作中，我们往往要用不同量程的电流表或电压表来测量大小悬殊的电流或电压。例如从几微安到几十安，从几毫伏到几千伏。但电表厂一般只制造若干规格的微安表和毫安表(通常称为表头)，我们可以根据实际需要，用并联分流电阻或串联分压电阻的方法， 把它们改装成不同量程的电流表和电压表。 (1) 扩大微安表的量程 若要扩大微安表(或毫安表)的量程，只要在微安表两端并联一个低电阻R s ，(称为分流电阻)即可，如图16-1所示。由于并联了分流电阻R s ， 大部分电流将从R s 流过，这样由分流电阻R s 和表头组成的整体就可以测量较大的电流了。 图16-1 与表头并联的分流电阻R s 设微安表的量程I g ，内阻为R g ，若要把它的量程扩大为I 0 ，分流电阻R s 应当多大？ 当AB 间的电流为I 0时，流过微安表的电流为I g (这时微安表的指针刚好指到满刻度)，流过R s 的电流I s = I 0 - I g ，由于并联电路两端电压相等，故 0()g s g g I I R I R -= 0g g s g I R R I I ∴= - (1) 通常取I 0= 10I g ，100I g ，… ，故分流电阻R s 一般为R g / 9 ，R g / 99 ，… 。 即：要把表头的量程扩大m 倍，分流电阻应取 1 g s R R m = - (2) 把微安表改装成电压表 若要把微安表改装成电压表，只要用一个高电阻R m (称为分压电阻)与原微安表串联即可，如图16-2所示。由于串联了分压电阻R m ，总电压的大部分降在R m 上，这样由分压电阻R m 和表头组成的整体就可以测量较大的电压了。 设微安表的量程为I g ，内阻为R g ，若要把它改 图16-1 与表头串联的分压电阻R m 装成量程为V 0的电压表，分压电阻R m 应取多大?
串联反馈式稳压电路 图XX_01 图XX_01是串联反馈式稳压电路的一般结构图，图中V I 是整流滤波电路的输出电压，T为调整管，A为比较放 大电路，V REF 为基准电压，它由稳压管D Z 与限流电阻R串联所构成的简单稳压电路获得（见齐纳二极管一节），R 1 与R 2 组成反馈网络，是用来反映输出电压变化的取样环节。 这种稳压电路的主回路是起调整作用的BJT T与负载串联，故称为串联式稳压电路。输出电压的变化量由反馈 网络取样经放大电路（A）放大后去控制调整管T的c-e极间的电压降，从而达到稳定输出电压V O 的目的。稳压原 理可简述如下：当输入电压V I 增加（或负载电流I O 减小）时，导致输出电压V O 增加，随之反馈电压V F =R 2 V O /（R 1 +R 2 ） =F V V O也增加（F V为反馈系数）。V F与基准电压V REF相比较，其差值电压经比较放大电路放大后使V B和I C减小，调 整管T的c-e极间电压V CE 增大，使V O 下降，从而维持V O 基本恒定。 同理，当输入电压V I 减小（或负载电流I O 增加）时，亦将使输出电压基本保持不变。 从反馈放大电路的角度来看，这种电路属于电压串联负反馈电路。调整管T连接成电压跟随器。因而可得 或
式中A V是比较放大电路的电压增益，是考虑了所带负载的影响，与开环增益A VO 不同。在深度负反馈条件下， 时，可得 上式表明，输出电压V O 与基准电压V REF 近似成正比，与反馈系数F V成反比。当V REF 及F V已定时，V O 也就确定了， 因此它是设计稳压电路的基本关系式。 值得注意的是，调整管T的调整作用是依靠V F 和V REF 之间的偏差来实现的，必须有偏差才能调整。如果V O 绝对 不变，调整管的V CE 也绝对不变，那么电路也就不能起调整作用了。所以V O 不可能达到绝对稳定，只能是基本稳定。 因此，图10.2.1所示的系统是一个闭环有差调整系统。 由以上分析可知，当反馈越深时，调整作用越强，输出电压V O 也越稳定，电路的稳压系数g和输出电阻R o 也越 小。 基准电压V REF 是稳压电路的一个重要组成部分，它直接影响稳压电路的性能。为此要求基准电压输出电阻小，温度稳定性好，噪声低。目前用稳压管组成的基准电压源虽然电路简单，但它的输出电阻大。故常采用带隙基准电压源，其电路如图XX_01所示。由图可知，基准电压为 从原理上说，BJT T 3的发射结电压V BE3 可用作基准电压源，但它具 有较高的负温度系数（–2mV/℃），因而必须增加一个具有正温度系数的电压I C2R 2 来补偿。I C2 是由T 1 、T 2 和R e2 构成 的微电流源电路提代。其值为 故基准电压V REF 可表示为
串联型直流稳压电源 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。 指标：1、输出电压6V、9V两档，同时具备正负极性输出； 2、输出电流：额定电流为150mA，最大电流为500mA； 3、在最大输出电流的时候纹波电压峰值▲V op-p≤5mv； 一.原理电路和设计程序 小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图所示。220V的交流电经变压器后变成电压值比较小的交流，再经桥式整流电路和滤波电路形成直流，稳压部分采用串联型稳压电路。下图为其基本框架 1.方案比较确定 方案一：用晶体管和集成运放组成的基本串联型直流稳压电源 方案二：用晶体管和集成运放组成的具有保护环节的串联型直流稳压电路
上面两种方案中，方案一较简单，但功能较少，没有保护电路和比较放大电路，因而不够实用，故抛弃方案一。从简单、合理、可靠、经济而且便于购买 的前提出发，选择方案二位最终的设计方案。 2．变压电路 （1）电源变压器T 的作用是将电网220V 的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui 。变压器副边与原边的功率比为P2/ P1=η，式中η是变压 器的效率。变压器副边电压有效值决定于后面电路的需要。根据经验，稳压电 路的输出电压一般选取U i =（2～3）Uo 。所以选择15V10W 的变压器。 3.整流和滤波电路 整流电路在工作时，电路中的四只二极管都是作为开关运用，根据整流滤波电路工作原理图可知： 当正半周时，二极管D1、D2导通（D5、D4截止），在负载电阻上得到正弦波的正半周； 当负半周时，二极管D5、D4导通（D1、D2截止），在负载电阻上得到正弦波的负半周 滤波电路一般由电容组成，其作用是把脉动直流电压u 3中的大部分纹波加 以滤除，以得到较平滑的直流电压U I 。U I 与交流电压u 2的有效值U 2的关系为： 2)2.1~1.1(U U I = 在整流电路中，每只二极管所承受的最大反向电压为： 22U U RM = 流过每只二极管的平均电流为： R U I I R D 245.02== 4.稳压电路 交流电压经过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或负载变化时，其平均值也随机变化。稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网的电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得更高的稳定性。 由于成本、元件和仿真的条件限制，稳压电路只采取一个具有放大环节的基本串联型稳压电路和一个保护电路 由于简易串联稳压电源输出电压受稳压管稳压值得限制无法调节，造成电路
河南机电高等专科学校综合实训报告 系部： 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 2012年05月
实训任务书 1．时间：2012年5月2日～2012年5月25日 2. 实训单位：河南机电高等专科学校 3. 实训目的：熟悉电路板及电子产品的制作全过程 4. 实训任务： ①了解电路板图得来的方法，掌握电路板图的打印技巧； ②会使用热转印机将电路图转印到覆铜板上； ③掌握电路板的腐蚀过程及注意事项； ④会使用高速钻床给电路板打孔； ⑤认识电子元器件，熟悉常用元器件的特性； ⑥熟练掌握焊接方法和技巧，完成电路板的焊接； ⑦掌握电子产品通电调试的注意事项，会检修电子产品； ⑧作好实训笔记，对自己所发现的疑难问题及时请教解决； ⑨联系自己专业知识，体会电子产品制作过程，总结自己的心得体会； ○10参考相关的书籍、资料，认真完成实训报告。
综合实训报告 前言 当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都离不开一个共同的电路——电源电路。大到超级计算机、小到袖珍计算机，所有电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。超级计算机的电源电路本身就是一套复杂的电源系统。通过这套电源系统，超级计算机各部分都能够得到持续稳定、符合各种复杂规范的电源供应。在电子电路中，都需要压稳定的直流电源供电，小功率稳压他是由电源变压器,整流,滤波和稳压电路等四部分组成。电源变压器是将交流电网 220v 的电压变为所需要的电压值,然后通过整流电路将交流电压变为脉动的直流电压，由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波,必须通过滤波电路加以滤除,从而得到平滑的直流电压，但这样的电压还随电网电压波动,负载和温度的变化而变化。因而在整流,滤波电路之后还需接稳压电路，稳压电路的作用是当电网电压波动,负载和温度变化时,维持输出直流电压稳定。当负载要求功率较大,效率高时,常采用开关稳压电源。 实训报告: 一、实验名称 MOS大功率可调稳压电源 二、实验要求 1、利用TL431（精密电压基准）和IRF640（MOS管）设计一个大功率可调线 性稳压电源。 2、输入采用24V变压器，前级线圈接市电220V。 3、输出电压在DC2.5～24V之间可调，（最大电流6A，与变压器功率也有关 系。 4、对电路进行分析测试，完善电路的不足之处。 三、实验器材 1、实验仪器和工具 万用表、电烙铁、松香、焊锡、细纱布、锜子、剪刀、剥线钳。
可调数显稳压电源 一实验目的 1学习直流稳压电源方面的基础知识； 2完成可调数显稳压电源的方案选择； 3完成可调数显稳压电源的软硬件设计、开发及调试。 二实验仪器与设备 1.数字示波器 2数字万用表 3仿真软件Multisim 4模拟电子技术实验箱 5 数字电子技术实验箱 三实验原理与实现方案 1 小功率直流稳压电源的基本原理 稳压电源的输出电压，是相对稳定而并非绝对不变的，它只是变化很小，小到可以允许的范围之内。产生这些变化的原因：一是因电网输入电压不稳定所导致。二是因为供电对象而引起的，即出负载变化形成的。三是由稳压电源本身条件促成的。第四，元器件因受温度、湿度等环境影响而改变性能也会影响稳压电源输出不稳。一般地，稳压电源电路的设计首先要考虑前两种因素，并针对这两种因素设计稳压电源中放大器的放大倍数等。在选择元器件时，就要重点考虑第三个因素。在设计高精度稳压电源时，必须要高度重视第四个因素。因为在高稳定度电源中，温度系数和漂移这两个关键的技术指标的好坏都是由这个因素所决定的。 一般直流稳压电源是由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成如图1所示： 图1直流稳压电源的基本组成 电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的交流电压值。整流电路的作用是将交流电压变成单方向脉动的直流电压；滤波电路将脉动直流中的高次谐波成分滤除，减少谐波成分，增加直流成分；稳压电路采用负反馈技术，进一步稳定整流后的直流电压。 2 可调数显稳压电源的实现方案 （1）整体方案 经过系统地分析与比较，我们采用以下方案来实现可调数显稳压电源系统的设计：该系统主要由变压器、整流电路、滤波电路、可调稳压模块和数显模块等组成，其中在数显模块上分别采用由ADC0809与数字芯片搭建的数字电路来实现。对于各个模块的设计与分析，我们将在以下的报告中给出详细的说明。 （2）整流电路 整流电路利用二极管的单向导电作用将交流电压变成单方向脉动的直流电压，本实验采用单向桥式整流电路。单向桥式整流是四个二极管接成的电桥，其输出电压脉动较小，正负半周均有电流流过，电源利用率高，输出的直流电压比较高。所以桥式整流电路中变压器的效率较高，在同等功率容量条件下，体积可以小一些，其总体性能优于单相半波和单相全波