交通燈控制器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 一、實(shí)習(xí)目的： 1. 通過(guò)實(shí)習(xí)讓學(xué)生掌握開(kāi)關(guān)電源整機(jī)電路； 2. 能夠根據(jù)印制電路板畫(huà)出整機(jī)電路圖； 3. 能夠識(shí)別檢測(cè)開(kāi)關(guān)電源的元器件； 4. 能夠正確拆卸和焊接元器件； 5. 會(huì)測(cè)試主要工作點(diǎn)的阻值、電壓和波形； 6. 能夠根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障部位； 7. 能夠進(jìn)行實(shí)際故障維修。 二、實(shí)訓(xùn)器材： 萬(wàn)用表、開(kāi)關(guān)電源套件、電烙鐵、焊錫、吸錫器。 三、實(shí)習(xí)原理與步驟：1. 認(rèn)識(shí)拆卸、檢測(cè)元器件。 電阻：5.6，270k，5.1k，270，2.7k，10k，15k。四個(gè)色環(huán)電阻的識(shí)別：第一、二環(huán) 分別代表兩位有效數(shù)的阻值；第三環(huán)代表倍率；第四環(huán)代表誤差。五個(gè)色環(huán)電阻的識(shí)別：第一、二、三環(huán)分別代表

2、三位有效數(shù)的阻值；第四環(huán)代表倍率；第五環(huán)代表誤差。然后用萬(wàn)用表將兩表筆（不分正負(fù)）分別與電阻的兩端引腳相接測(cè)出實(shí)際電阻值進(jìn)行比對(duì)。 為了提高測(cè)量精度，應(yīng)根據(jù)被測(cè)電阻標(biāo)稱值的大小來(lái)選擇量程。 電容：100uf/400wv，100uf/50，10uf/350，100uf/160，22uf/50v，57pf，47000pf。用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量，只能定性的檢查其是否有漏電，內(nèi)部短路或擊穿現(xiàn)象。測(cè)量時(shí)，可選用萬(wàn)用表r10k擋，用兩表筆分別任意接電容的兩個(gè)引腳，阻值應(yīng)為無(wú)窮大。若測(cè)出阻值(指針向右擺動(dòng))為零，則說(shuō)明電容漏電損壞或內(nèi)部擊穿。 二極管：1n4007，rg2，fr107。測(cè)試前先把萬(wàn)用表的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)

3、撥到歐姆檔的rx1k檔位（注意不要使用rx1檔，以免電流過(guò)大燒壞二極管），再將紅、黑兩根表筆短路，進(jìn)行歐姆調(diào)零。正向特性測(cè)試，把萬(wàn)用表的黑表筆（表內(nèi)正極）搭觸二極管的正極，紅表筆（表內(nèi)負(fù)極）搭觸二極管的負(fù)極。若表針不擺到0值而是停在標(biāo)度盤(pán)的中間，這時(shí)的阻值就是二極管的正向電阻，一般正向電阻越小越好。若正向電阻為0值，說(shuō)明管芯短路損壞，若正向電阻接近無(wú)窮大值，說(shuō)明管芯斷路。短路和斷路的管子都不能使用。 反向特性測(cè)試，把萬(wàn)且表的紅表筆搭觸二極管的正極，黑表筆搭觸二極管的負(fù)極，若表針指在無(wú)窮大值或接近無(wú)窮大值，管子就是合格的。反之則不合格。 三極管：j9817，c1815(npn)，a1015(pn

4、p)。(a)判定基極。用萬(wàn)用表r100或r1k擋測(cè)量三極管三個(gè)電極中每?jī)蓚€(gè)極之間的正、反向電阻值。當(dāng)用第一根表筆接某一電極，而第二表筆先后接觸另外兩個(gè)電極均測(cè)得低阻值時(shí)，則第一根表筆所接的那個(gè)電極即為基極b。這時(shí)，要注意萬(wàn)用表表筆的極性，如果紅表筆接的是基極b。黑表筆分別接在其他兩極時(shí)，測(cè)得的阻值都較小，則可判定被測(cè)三極管為pnp型管；如果黑表筆接的是基極b，紅表筆分別接觸其他兩極時(shí)，測(cè)得的阻值較小，則被測(cè)三極管為npn型管。(b)判定集電極c和發(fā)射極e。(以pnp為例)將萬(wàn)用表置于r100或r1k擋，紅表筆基極b，用黑表筆分別接觸另外兩個(gè)管腳時(shí)，所測(cè)得的兩個(gè)電阻值會(huì)是一個(gè)大一些，一個(gè)小一些。

5、在阻值小的一次測(cè)量中，黑表筆所接管腳為集電極；在阻值較大的一次測(cè)量中，黑表筆所接管腳為發(fā)射極。2. 整機(jī)方框圖（框圖簡(jiǎn)介）市電經(jīng)抗干擾、整流后由串聯(lián)的c1 與c2 濾波后得到+310v 直流電壓，在c1 與c2 上各形成對(duì)稱的、約+155v的電壓。輔助電源電路得到+310v電壓后，開(kāi)始工作產(chǎn)生輔助電壓，并加到pwm脈沖產(chǎn)生電路。在開(kāi)機(jī)電路控制下，pwm電路產(chǎn)生相位相反的兩個(gè)脈沖，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)脈沖驅(qū)動(dòng)變壓器t3，在l1與l2中分別產(chǎn)生相位相反的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖，分別驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管1和開(kāi)關(guān)管2輪流工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)。開(kāi)關(guān)管1導(dǎo)通時(shí)，開(kāi)關(guān)管2截止。c1上的+155v電壓通過(guò)開(kāi)關(guān)管1、t4初級(jí)繞組、c3回到c1

6、負(fù)極構(gòu)成回路，在t4初級(jí)產(chǎn)生由上而下的電流。開(kāi)關(guān)管2導(dǎo)通時(shí)，開(kāi)關(guān)管1截止。c2上的+155v電壓通過(guò)c3、t4初級(jí)繞組、開(kāi)關(guān)管2、經(jīng)地回到c2負(fù)極構(gòu)成回路，在t4初級(jí)產(chǎn)生由下而上的電流。t4為功率變換變壓器，是開(kāi)關(guān)電源中體積最大的元件。t4初級(jí)中流過(guò)的相反方向的電流，由次級(jí)各繞組經(jīng)整流得到不同的輸出電壓，為負(fù)載提供電源。穩(wěn)壓控制電路從輸出電壓中取出樣品電壓，與基準(zhǔn)電壓相比較，產(chǎn)生誤差電壓，經(jīng)穩(wěn)壓控制電路送到pwm 脈沖產(chǎn)生電路，調(diào)整輸出脈沖的寬度或頻率；再經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路調(diào)整兩只開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間或頻率，使流過(guò)t4初級(jí)的電流改變，從而調(diào)整輸出電壓3. 整機(jī)電路原理圖 整流濾波后的+310v電壓，通過(guò)啟

7、動(dòng)電阻1r1加到開(kāi)關(guān)管（場(chǎng)效應(yīng)管）g12的柵極（控制極），使開(kāi)關(guān)管微導(dǎo)通，產(chǎn)生一個(gè)微弱的漏極電流i d，這一電流是由整流濾波后的+310v通過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)56繞組和開(kāi)關(guān)管源極、漏極產(chǎn)生的。這個(gè)電流雖然很弱，但它是一個(gè)突變?cè)龃蟮碾娏鳎?6繞組兩端必然產(chǎn)生5正6負(fù)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而使反饋繞組78上也產(chǎn)生7正8負(fù)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這一感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通過(guò)1r7、1c3、1d4反饋電路，加至開(kāi)關(guān)管的柵極，使柵極電壓進(jìn)一步增大，又引起場(chǎng)效應(yīng)管更大的漏極電流，又使78 繞組產(chǎn)生更大的反饋電壓，并對(duì)1c3 進(jìn)行充電，使1c3 產(chǎn)生左負(fù)右正的電壓。這是一個(gè)正反饋過(guò)程。如此反復(fù)，很快會(huì)使開(kāi)關(guān)管g12 由截止?fàn)顟B(tài)越過(guò)放

8、大狀態(tài)進(jìn)入飽和狀態(tài)。開(kāi)關(guān)管飽和導(dǎo)通之后，由于初級(jí)56繞組（儲(chǔ)能繞組）的電感量很大，因此，開(kāi)關(guān)管漏極和源極的電流仍將增長(zhǎng)一段時(shí)間，開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)56繞組中的電流緩慢增大。當(dāng)56繞組中的電流不再增加時(shí)，反饋繞組78繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，1c3由原來(lái)左負(fù)右正的充電狀態(tài)通過(guò)1d4放電，為下一次充電做準(zhǔn)備。這個(gè)放電過(guò)程將使開(kāi)關(guān)管的柵極電壓下降，引起開(kāi)關(guān)管退出飽和狀態(tài)，漏極電流開(kāi)始減小，56繞組中就產(chǎn)生反向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)5負(fù)6正，反饋繞組78間也將產(chǎn)生反向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)7 負(fù)8 正，并通過(guò)1r7、1c3、1d4 加到開(kāi)關(guān)管的柵極，使柵極電壓進(jìn)一步減小。減小的柵極電壓使開(kāi)關(guān)管源極電流變得更小，又使反饋繞組78產(chǎn)生

9、更大的反向反饋電壓，并變?yōu)樨?fù)電位（這正是當(dāng)開(kāi)關(guān)管進(jìn)入振蕩狀態(tài)時(shí)，測(cè)控制極電位總有-0.3v的原因）。這個(gè)過(guò)程也是一個(gè)正反饋過(guò)程。如此反復(fù)，很快會(huì)使開(kāi)關(guān)管g12由飽和狀態(tài)越過(guò)放大狀態(tài)進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。開(kāi)關(guān)管截止之后，各繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零，電路變回到初始狀態(tài)。+310v 直流電經(jīng)1r1加到開(kāi)關(guān)管控制極，使開(kāi)關(guān)管控制極電位再次升高后再一次微導(dǎo)通，進(jìn)入下一次飽和與截止過(guò)程。就這樣，開(kāi)關(guān)管周而復(fù)始地重復(fù)上述過(guò)程，反復(fù)導(dǎo)通與截止，形成自激振蕩進(jìn)行工作。這里特別說(shuō)明一點(diǎn)，在開(kāi)關(guān)管突然導(dǎo)通后，在開(kāi)關(guān)變壓器56 繞組中的電流不是突然增大的，因?yàn)?6 繞組是一個(gè)電感量很大的線圈，在突然增大的電流作用下能產(chǎn)生較大的反

10、向感應(yīng)電流（略比原電流小），這個(gè)電流與原電流互相抵消，使從56繞組中流過(guò)的電流不能突然增長(zhǎng)。隨著導(dǎo)通時(shí)間加長(zhǎng)，56繞組中流過(guò)的電流將越來(lái)越大。當(dāng)然這是一個(gè)瞬間的過(guò)程。在上圖中開(kāi)關(guān)管g12在導(dǎo)通期間，電流流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器56繞組，根據(jù)變壓器原理可知,在次級(jí)21和24中也產(chǎn)生2正1負(fù)與2正4負(fù)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，二極管d13和d19因反偏而截止，不向負(fù)載供電，56 繞組中流過(guò)的電流（電能）以磁場(chǎng)能的形式儲(chǔ)存在開(kāi)關(guān)變壓器中。當(dāng)開(kāi)關(guān)管截止時(shí)，在次級(jí)21 和24 中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反向，d13、d19 因正偏而導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)56 繞組儲(chǔ)存的磁能轉(zhuǎn)換為電能泄放，經(jīng)d13 和d19 高頻整流，電容1c5 和1

11、c0 平滑濾波后，得到輸出電壓，并向負(fù)載供電。由于21和24繞組匝數(shù)不同，整流濾波后輸出電壓也不同。輔助電源只有兩路輸出。一路是由d19、1c0 整流濾波輸出+b=+12v 的電壓，用作主開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生脈沖及驅(qū)動(dòng)電路的工作電壓；另一路是由d13、1c5整流濾波輸出sb=+5v的電壓，經(jīng)1c5、1l1 和1c6組成的“ 型”濾波器進(jìn)一步濾波后，通過(guò)插接線輸送到電腦主板上，作為電腦主板開(kāi)機(jī)電路使用。因sb=+5v是通過(guò)一根紫色線送到主板上的，所以也有人稱為“紫5v”，又稱“待機(jī)電源”.從變壓器的工作原理來(lái)講，輸出電壓的高低取決于開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)56 繞組中電流的大小和時(shí)間長(zhǎng)短。56 繞組中電流越大，電

12、流流過(guò)的時(shí)間越長(zhǎng)，次級(jí)繞組獲得的感應(yīng)電壓越高（參考圖2-7）。反之，次級(jí)繞組獲得的感應(yīng)電壓越低。因此，通過(guò)控制56繞組中電流流過(guò)的時(shí)間長(zhǎng)短，就可以控制輸出電壓的高低。g12 進(jìn)入飽和導(dǎo)通后，導(dǎo)通時(shí)間（即脈寬）的長(zhǎng)短由脈寬控制電路來(lái)控制。也就是說(shuō)，g12從導(dǎo)通轉(zhuǎn)入截止，是由控制電路實(shí)現(xiàn)的。控制電路由取樣電路、比較放大電路、基準(zhǔn)電壓、脈寬調(diào)整元件等組成。取樣比較電路根據(jù)輸出電壓的高低，與基準(zhǔn)電壓比較后輸出不同的誤差電壓去控制脈寬調(diào)整電路，由脈寬調(diào)整電路來(lái)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。電路上主要采用了光電耦合器pc817和精密穩(wěn)壓器g10及脈寬調(diào)制三極管g11組成。脈寬調(diào)制由一只三極管g

13、11 來(lái)完成。嚴(yán)格來(lái)講，脈寬調(diào)制電路是由整個(gè)穩(wěn)壓控制電路組成的。當(dāng)從誤差放大電路來(lái)的控制電流增大時(shí)，三極管g11 導(dǎo)通增強(qiáng)，對(duì)開(kāi)關(guān)管g12 控制極的反饋電壓分壓增強(qiáng)，g12提前截止，電流流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器56繞組的時(shí)間變短，從而使輸出電壓降低；當(dāng)從誤差放大電路來(lái)的控制電流減小時(shí)，三極管g11導(dǎo)通減弱，對(duì)開(kāi)關(guān)管g12控制極的反饋電壓分壓減弱，g12導(dǎo)通時(shí)間加長(zhǎng)，電流流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器56繞組的時(shí)間增長(zhǎng)，從而使輸出電壓升高。整個(gè)穩(wěn)壓控制過(guò)程可簡(jiǎn)述如下：當(dāng)某種原因使sb=+5v升高時(shí)，sbu rau kai ka光耦中發(fā)光二極管發(fā)光光敏管導(dǎo)通g11基極電流g11導(dǎo)通g12提前截止sb，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。當(dāng)某種原

14、因使sb=+5v降低時(shí)，其穩(wěn)壓過(guò)程與上述相反。電源中的保護(hù)電路主要包括浪涌電流限制電路、尖峰吸收電路、過(guò)流保護(hù)電路和過(guò)壓保護(hù)電路等4. 主要工作點(diǎn)的測(cè)試5. 故障檢修 故障現(xiàn)象：通電后沒(méi)有輸出電壓，但有輸入電壓。 故障部位：輸入到輸出這一段電路。 故障判斷：可能是元器件沒(méi)有焊接好或者有損壞，再有可能是元器件裝接有誤。 檢修方法和步驟：先看元器件外表是否有損壞，看電路連接是否有誤，然后用萬(wàn)用表一一測(cè)量元件是否能正常工作。 檢修結(jié)果：輸出端二極管有兩個(gè)接反了，水泥電阻內(nèi)部已被燒壞。經(jīng)過(guò)更換和改正后電路能正常工作。 四、實(shí)習(xí)收獲和體會(huì)：待添加的隱藏文字內(nèi)容2 經(jīng)歷了13周的焊接學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，我覺(jué)得自己學(xué)到了很多東西，雖然大1的時(shí)候也