《開關(guān)電源技術(shù)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書--2016.4.8

1、開關(guān)電源技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書電子工程系龍巖學(xué)院-14-目錄實(shí)驗(yàn)一 MOS管的測(cè)量及驅(qū)動(dòng)3實(shí)驗(yàn)二 UC3842輸出引腳的測(cè)量5實(shí)驗(yàn)三 12V/3A開關(guān)電源裸板的測(cè)試8實(shí)驗(yàn)四 高頻變壓器的制作及測(cè)試9實(shí)驗(yàn)五 24W反激式開關(guān)電源的原理圖設(shè)計(jì)11實(shí)驗(yàn)六 24W反激式開關(guān)電源的調(diào)試14 實(shí)驗(yàn)一 MOS管的測(cè)量及驅(qū)動(dòng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?識(shí)別MOSFET的極性（源極、漏極、門極）。2學(xué)習(xí)焊接技術(shù)。3. 驗(yàn)證MOSFET導(dǎo)通和不完全導(dǎo)通的條件及特點(diǎn)。4. 學(xué)會(huì)用萬用表來測(cè)量MOSFET是否正常。5. 理解MOS管的上升時(shí)間和下降時(shí)間。二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料1. 直流電源 1臺(tái) 2. 萬用表 1個(gè)（自備）3. 電烙鐵 1把

2、（自備） 4. 焊錫絲 5. 信號(hào)發(fā)生器 6.示波器 1臺(tái)7元器件 MOS管TP6N60 1片 47 ohm、47K、20K電阻 各1個(gè) 快恢復(fù)二極管FR107 1個(gè) 萬用板 1片 排針 4個(gè) 芯片底座 1個(gè) 導(dǎo)線 若干三、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)MOSFET（場(chǎng)效應(yīng)管）的結(jié)構(gòu)。2了解如何用萬用表來測(cè)量 MOSFET是否正常。 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 識(shí)別MOSFET的極性（門極、漏極、源極）。根據(jù)圖1.1在萬能板上焊接電路。2. 用萬用表測(cè)量漏極和源極是否正常。 （檔位調(diào)到二極管檔位）3. 把直流電源分別調(diào)到 V和V，用萬用表測(cè)量直流電源的輸出電壓是否在設(shè)定范圍之類。4. 按電路圖把直流電源分別接在門極、源

3、極和漏極、源極之間。5. 關(guān)斷直流電源20V，接通直流電源12V，把萬用表的檔位調(diào)到二極管的檔位，測(cè)量漏極和源極是否導(dǎo)通；關(guān)斷直流電源12V，用萬用表測(cè)量漏極和源極是否截止。6. 接通直流電源12V和20V，用萬用表測(cè)量D點(diǎn)的電壓；關(guān)斷直流電源12V，用萬用表測(cè)量a點(diǎn)的電壓。7. 把直流電源V1 12V調(diào)到零，逐漸增加V1到2V，測(cè)量D點(diǎn)電壓和DS之間的電阻（Ron，DS=UDS/IDS）；然后，增加V1到5V，測(cè)量D點(diǎn)電壓和DS之間的電阻(Ron，DS=UDS/IDS)。問，VTH=？。8. 用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生方波(Vpulse,p-p=12V，f=50Hz/500Hz/1kHz/5kHz/8

4、kHz/10kHz/50kHz)，驅(qū)動(dòng)MOS管，用示波器測(cè)量Vds及驅(qū)動(dòng)波形，并測(cè)出MOS管的上升時(shí)間和下降時(shí)間。五、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)根據(jù)上面的測(cè)試內(nèi)容，自擬表格記錄測(cè)量結(jié)果。六、思考題 閱讀的英文手冊(cè)。掌握MOS管的最大直流工作電壓，最大直流電流，工作電流與溫度之間的關(guān)系，以及MOS管的其它參數(shù)，如：功率損耗、，結(jié)溫，門極驅(qū)動(dòng)電壓等等。圖1.1 MOS管的測(cè)量電路實(shí)驗(yàn)二 UC3842輸出引腳的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握PWM控制芯片UC3842的工作原理；2理解PWM輸出與引腳之間的關(guān)系；3. 理解振蕩頻率與開關(guān)頻率之間的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料1直流電源 1臺(tái)2. UC3842芯片 1塊 3. 數(shù)

5、字示波器 1臺(tái) 4. 萬用板 1塊5. 150k，10k 、20k、1k、27的電阻 各1個(gè)6. 100p，0.0047uF，0.047uF，0.01uF瓷片電容 各1個(gè) 7. 芯片底座 1個(gè)8. 導(dǎo)線 若干9. 電烙鐵（自備） 1個(gè)10.萬用表（自備） 1個(gè)三、實(shí)驗(yàn)要求1. 測(cè)量UC3842在不同RTCT的PWM輸出脈沖波形并制表。2. 觀察UC3842在不同PIN腳輸入信號(hào)下的PWM脈沖輸出。 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. UC3842的VCC腳分別加18V和24V直流電壓，根據(jù)圖2.1制作電路板，測(cè)量表1中不同的RT、CT下的PWM輸出脈沖的工作頻率，并與理論計(jì)算值進(jìn)行比較。2.觀察不同條件下的PW

6、M輸出脈沖波形。（1）VCC=18V，2腳開路，3腳接地。觀察6腳的輸出波形。（1）VCC=18V，2腳開路，3腳接方波（f=1HZ、Vpulse=1.1V、D=0.5）。觀察6腳的輸出波形。（2）VCC=18V，3腳接地，2腳的連接如圖2.1所示，并在2腳接正弦波（f=50HZ，Vp-p=3V）。觀察6腳的輸出波形。圖2.1 五、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)根據(jù)上面的測(cè)試內(nèi)容，記錄測(cè)量結(jié)果。表2.1VCC(V)RT()CT(F)f(HZ)測(cè)量值f(HZ)理論值1810k0.0047uF2410k0.0047uF181k0.047uF241k 0.047uF六、 思考題 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)波形以及圖2.2所示UC3

7、842的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，分析UC38426腳的PWM脈沖與哪些信號(hào)有關(guān)系。 圖2.2實(shí)驗(yàn)三 12V/3A開關(guān)電源裸板的測(cè)量及原理圖繪制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉PCB與電路圖之間的關(guān)系；2. 加深鞏固所學(xué)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；3. 學(xué)會(huì)如何根據(jù)PCB畫出原理圖。二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料1. 36W開關(guān)電源裸板 1塊2. 示波器 1 臺(tái)3. 100大功率可調(diào)電阻 1臺(tái)4. 帶線電源插頭 1個(gè)5. 電烙鐵 （自備）6. 萬用表 （自備）7. 導(dǎo)線、焊錫等 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、將大功率可調(diào)電阻作為12V/3A開關(guān)電源裸板的負(fù)載，用萬用表或者示波器測(cè)量開關(guān)電源在輕載（100mA）、中載(1.5A)和重載時(shí)(3A)的輸出電壓及其紋

8、波。2、根據(jù)36W開關(guān)電源裸板的PCB電路板，畫出對(duì)應(yīng)的原理圖。四、記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)上面的測(cè)量記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算負(fù)載調(diào)整率，畫出開關(guān)電源的電路原理圖，描述電路工作原理，并給出電路圖中的元器件參數(shù)值。實(shí)驗(yàn)四 高頻變壓器的制作及測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握變壓器的工作原理；2掌握變壓器的繞法；3. 理解變壓器的電路符號(hào)與實(shí)物之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；4掌握變壓器參數(shù)的測(cè)試，如原邊電感、漏感和匝比等。二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料1. LCR電橋 1臺(tái)2. EI40 PC40材質(zhì)磁芯及骨架 1套 3. 數(shù)字示波器 1臺(tái) 4. 信號(hào)發(fā)生器 1 臺(tái)5. 繞線機(jī) 1臺(tái)6. 游標(biāo)卡尺 1個(gè)7. 0.49mm 漆包線（或其它線徑漆包線）

9、 若干8. 高溫膠帶 若干三、預(yù)習(xí)要求復(fù)習(xí)高頻變壓器的工作原理及理論知識(shí)。 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 根據(jù)已知的參數(shù)及變壓器引腳平面分布圖和結(jié)構(gòu)示意圖（如圖4.1和圖4.2所示）制作高頻變壓器。2. 用LCR電橋測(cè)量變壓器的參數(shù)，如漏感、勵(lì)磁電感。求出實(shí)際的匝數(shù)之比N： 。3. 測(cè)量不同氣隙時(shí)變壓器的勵(lì)磁電感，來判斷氣隙與勵(lì)磁電感之間的關(guān)系，自擬表格。4. 用測(cè)量法驗(yàn)證變壓器的同名端。判斷的電路接法如圖4.3所示。判斷原理為：（1）同名端串聯(lián)時(shí)： 異名端串聯(lián)時(shí)：（2）同一磁芯中的繞組如果同名端相連，電感量會(huì)小于兩個(gè)繞組中的最大電感；異名端相連，電感量會(huì)大于兩個(gè)繞組中的最大電感。五、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 根據(jù)上

10、面的測(cè)試內(nèi)容，記錄測(cè)量結(jié)果。六、 思考題 用LCR電橋或者數(shù)字示波器和信號(hào)發(fā)生器來測(cè)試變壓器的同名端和異名端。 圖4.1變壓器引腳平面分布圖圖4.2 變壓器引腳示意圖匝數(shù)繞線規(guī)格勵(lì)磁電感繞組1（原邊）450.49mm繞組2（副邊）90.49mm兩股并繞繞組3（輔助繞組）50.49mm圖4.3 變壓器同名端的判斷接法圖4.4 變壓器實(shí)物圖 實(shí)驗(yàn)五 24W反激式開關(guān)電源的原理圖設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 進(jìn)一步理解開關(guān)電源的組成結(jié)構(gòu)；2. 掌握反激式開關(guān)電源的工作原理；3. 掌握元器件的選擇；二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料1電腦（裝有PCB繪制軟件 ） 1臺(tái)2. 熱轉(zhuǎn)印機(jī) 1臺(tái)3. 單面玻纖覆銅板（15cm*20c

11、m） 1塊4. 腐蝕液 若干 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 根據(jù)所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一開關(guān)電源，在輸入電壓220V25%、50Hz，其技術(shù)指標(biāo)如下：a. 輸出功率Po=24W（12V/2A） b最大輸出電流為2Ac電壓調(diào)整率1%（輸入電壓220V AC變化范圍25%25%下，中載）d負(fù)載調(diào)整率1%（輸入電壓220V AC下，滿載）e紋波電壓（峰-峰值）5mV（輸入電壓220V AC，滿載）f效率90%（輸出電壓12V、輸入電壓AC220V，滿載）g具有過流及短路保護(hù)功能（備注：也可以24V直流輸入，5V/1A輸出的電源，達(dá)到上述類似的技術(shù)指標(biāo)）2. 根據(jù)所設(shè)計(jì)的原理圖，選擇實(shí)驗(yàn)器材，繪制PCB圖并制板。特殊元器

12、件如表5.1所示，僅供選擇，實(shí)際以庫房為準(zhǔn)。表5.1 可供選擇的元器件表電阻3.15A/250VAC保險(xiǎn)絲（型號(hào)S501-3.15A） 電容0.1uF 250V 陶瓷電容6.8/1W 、100/1W、220/1W、1/2W、1/2W、 20k/1W、 100k/2W、 4.7k、1k 、10k、 0.5k 、0.1k、0.02k47uF 400V、47uF 50V、330uF 35V、220uF 35V、220uF 400V、10uF 400V、0.01uF 100V、10uF 100V、470pF 100V、4700pF 100V、100pF 100V電解電容EVM3ESX50B13（1K可

13、調(diào)）100W，0.1-100大功率可調(diào)電阻0.1uF 50V、 1nF 250VAC/1nF 1000V/470pF 1000V瓷片電容交流共模濾波電感EE25型，222mH （1.3A）磁芯骨架EI40磁芯骨架，鐵氧體磁芯，臥式7+7電感3.3uH/4A高頻鐵氧體磁芯骨架 EI28 立式9+9針整流橋KBP310（1000V/3A）電子散熱片T220散熱片（尺寸15*10.5-22mm）穩(wěn)壓管P6KE200、1N5241B帶線電源插頭兩極/兩芯插頭（額定電壓220VAC，額定電流10A，帶1米線）變壓器220VAC轉(zhuǎn)24V 80w二極管BYV26C/MUR420/FR305/FR305可調(diào)穩(wěn)

14、壓管TL431A開關(guān)電源芯片TOP227、UC3842a光耦PC817功率MOS管TP6N60/IRF840漆包線QZ-2/130，0.51mm、0.25mm 漆包線四、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)給出開關(guān)電源的原理圖及PCB圖，制作PCB板，并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 實(shí)驗(yàn)六 24W反激式開關(guān)電源的調(diào)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.進(jìn)一步理解開關(guān)電源的組成結(jié)構(gòu)；2.掌握反激式開關(guān)電源的工作原理；3.了解開關(guān)電源的性能指標(biāo)；4.學(xué)會(huì)調(diào)試電路和測(cè)試電路。二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料1學(xué)生自制的PCB板 1塊2. 萬用表 1個(gè)3. 變壓器和調(diào)壓器 各1臺(tái) 4. 數(shù)字示波器 1臺(tái)5. 40W水泥電阻 1個(gè) 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)五制成的PCB Legend圖和PCB板上標(biāo)注的元件序號(hào)焊接元器件。2. 檢查有源器件的方向是否有錯(cuò)誤和電解電容的極性是否接對(duì)了，用萬用表測(cè)量輸入和輸出是否有短路的現(xiàn)象和有源器件是否正常。3. 按設(shè)計(jì)圖連接好線，慢慢增加輸入電壓到25Vac，測(cè)量輸入濾波電容C兩端的電壓V。繼續(xù)增加輸入電壓到85Vac，測(cè)量輸出電壓Vout，調(diào)節(jié)反饋電阻，使輸出電壓達(dá)到。4. 測(cè)量輸入電壓的調(diào)整率：