MOS管大功率可調穩(wěn)壓電源制作

1、河南機電高等?？茖W校綜合實訓報告系 部： 專 業(yè)： 班 級： 學生姓名： 學 號： 2012年05月實訓任務書1時間：2012年5月2日2012年5月25日2. 實訓單位：河南機電高等專科學校3. 實訓目的：熟悉電路板及電子產(chǎn)品的制作全過程4. 實訓任務：了解電路板圖得來的方法，掌握電路板圖的打印技巧；會使用熱轉印機將電路圖轉印到覆銅板上；掌握電路板的腐蝕過程及注意事項；會使用高速鉆床給電路板打孔；認識電子元器件，熟悉常用元器件的特性；熟練掌握焊接方法和技巧，完成電路板的焊接；掌握電子產(chǎn)品通電調試的注意事項，會檢修電子產(chǎn)品；作好實訓筆記，對自己所發(fā)現(xiàn)的疑難問題及時請教解決；聯(lián)系自己專業(yè)知識，體

2、會電子產(chǎn)品制作過程，總結自己的心得體會；參考相關的書籍、資料，認真完成實訓報告。綜合實訓報告前言 當今社會人們極大的享受著電子設備帶來的便利，但是任何電子設備都離不開一個共同的電路電源電路。大到超級計算機、小到袖珍計算機，所有電子設備都必須在電源電路的支持下才能正常工作。當然這些電源電路的樣式、復雜程度千差萬別。超級計算機的電源電路本身就是一套復雜的電源系統(tǒng)。通過這套電源系統(tǒng)，超級計算機各部分都能夠得到持續(xù)穩(wěn)定、符合各種復雜規(guī)范的電源供應。 在電子電路中，都需要壓穩(wěn)定的直流電源供電，小功率穩(wěn)壓他是由電源變壓器,整流,濾波和穩(wěn)壓電路等四部分組成。電源變壓器是將交流電網(wǎng) 220v 的電壓

3、變?yōu)樗枰碾妷褐?然后通過整流電路將交流電壓變?yōu)槊}動的直流電壓，由于此脈動的直流電壓還含有較大的紋波,必須通過濾波電路加以濾除,從而得到平滑的直流電壓，但這樣的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動,負載和溫度的變化而變化。因而在整流,濾波電路之后還需接穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路的作用是當電網(wǎng)電壓波動,負載和溫度變化時,維持輸出直流電壓穩(wěn)定。當負載要求功率較大,效率高時,常采用開關穩(wěn)壓電源。實訓報告:一、實驗名稱MOS大功率可調穩(wěn)壓電源二、實驗要求1、利用TL431（精密電壓基準）和IRF640（MOS管）設計一個大功率可調線性穩(wěn)壓電源。2、輸入采用24V變壓器，前級線圈接市電220V。3、輸出電壓在DC2.524V

4、之間可調，（最大電流6A，與變壓器功率也有關系。4、對電路進行分析測試，完善電路的不足之處。三、實驗器材 1、實驗儀器和工具萬用表、電烙鐵、松香、焊錫、細紗布、锜子、剪刀、剝線鉗。2、元件清單代號名稱規(guī)格型號數(shù)量備注R12W電阻2K/2W1R26W電阻0.1/6W1R31/8W電阻5101R4、R51/8W電阻10 K2RP1電位器10 K1C1、C2電解電容10uF/100V2有極性C3電解電容3300uF/35V1有極性C4電解電容4.7uF/100V1有極性C5電解電容470uF/50V1有極性VT1MOS管IRF6401注意引腳順序VT2精密電壓基準TL4311注意引腳順序VT3三極管

5、9013 NPN1注意引腳順序D1、D2、BR1二級管IN 40076有極性T1變壓器220V24V AC1散熱片1輸出接口注意方向螺絲（帶螺帽）35支腳和固定作用四、實驗原理交流220V經(jīng)過變壓器T1、整流橋BR、濾波電容C3進行降壓、整流、濾波；C1、C2、D1、D2、R1構成倍壓電路，為TL431（精密電壓基準）提供工作電壓；場效應管IRF640作調整管；TL431、C4構成基準電壓電路；三極管9013、R2構成限流保護電路；R4、RP1、 R3構成分壓采樣電路；C5是后級濾波電容。穩(wěn)壓過程如下：當輸出電壓升高時，UOUR(TL431)Uk(TL431)R2-3(IRF640)U2-3(

6、IRF640)UO;限流保護過程如下：當電流大于6A時，UR20.6V，此時9013導通，導致調整管IRF640 漏極-源極短路，停止輸出電壓，從而起到限流保護的作用。1、 元器件參數(shù)簡介 IRF640: N-MOS、200V、18A、125W、0.18、G-D-S TL431: 分流式可調精密電壓基準源（內部含有一個2.5V的基準電壓源），輸出電壓2.5V36V連續(xù)可調，工作電流范圍寬達100mA，動態(tài)電阻典型值為022歐。下圖中，輸出電壓Vo=25(R2十R3)VR3 。注意：1mA<(VIN-VOUT)/R1<500mA2、倍壓電路原理圖1 半波整流電壓電路1）單被壓電路(a

7、)負半周 (b)正半周(1)負半周時，即A為負、B為正時，D1導通、D2截止，電源經(jīng)D1向電容器C1充電，在理想情況下，此半周內，D1可看成短路，同時電容器C1充電到Vm，其電流路徑及電容器C1的極性如上圖(a)所示。(2)正半周時，即A為正、B為負時，D1截止、D2導通，電源經(jīng)C1、D1向C2充電，由于C1的Vm再加上雙壓器二次側的Vm使c2充電至最高值2Vm，其電流路徑及電容器C2的極性如上圖(b)所示。其實C2的電壓并無法在一個半周內即充至2Vm，它必須在幾周后才可漸漸趨近于2Vm，為了方便說明，底下電路說明亦做如此假設。如果半波倍壓器被用于沒有變壓器的電源供應器時，我們必須將C1串聯(lián)一

8、電流限制電阻，以保護二極管不受電源剛開始充電涌流的損害。如果有一個負載并聯(lián)在倍壓器的輸出出的話，如一般所預期地，在(輸入處)負的半周內電容器C2上的電壓會降低，然后在正的半周內再被充電到2Vm如下圖所示。圖3 輸出電壓波形所以電容器c2上的電壓波形是由電容濾波器過濾后的半波訊號，故此倍壓電路稱為半波電壓電路。正半周時，二極管D1所承受之最大的逆向電壓為2Vm，負半波時，二極管D2所承受最大逆向電壓值亦為2Vm，所以電路中應選擇PIV >2Vm的二極管。2）全波倍壓電路圖4 全波整流電壓電路(a)正半周 (b)負半周圖5 全波電壓的工作原理正半周時，D1導通，D2截止，電容器C1充電到Vm

9、，其電流路徑及電容C1的極性如上圖(a)所示。負半周時，D1截止，D2導通，電容器C2充電到Vm，其電流路徑及電容C2的極性如上圖(b)所示。由于C1與C2串聯(lián)，故輸出直流電壓，V0=Vm。如果沒有自電路抽取負載電流的話，電容器C1及C2上的電壓是2Vm。如果自電路抽取負載電流的話，電容器C1及C2上的電壓是與由全波整流電路饋送的一個電容器上的電壓同樣的。不同之處是，實效電容為C1及C2的串聯(lián)電容，這比C1及C2單獨的都要小。這種較低的電容值將會使它的濾波作用不及單電容濾波電路的好。正半周時，二極管D2所受的最大逆向電壓為2Vm，負半周時，二極管D1所承受的最大逆向電壓為2Vm，所以電路中應選

10、擇PVI >2Vm的二極管。3)三倍壓電路圖6 三倍壓電路圖(a)負半周 (b)正半周圖7 三倍壓的工作原理負半周時，D1、D3導通，D2截止，電容器C1及C3都充電到Vm，其電流路徑及電容器的極性如上圖(a)所示。正半周時，D1、D3截止，D2導通，電容器C2充電到2Vm，其電流路徑及電容器的極性如上圖(b)所示。由于C2與C3串聯(lián)。故輸出直流電壓V0=3m。正半周時，D1及D3所承受的最大逆向電壓為2Vm，負半周時，二極管D2所承受的最大逆向電壓為2Vm，所以電路中應選擇PIV >2Vm的二極管。4）N倍電壓路下圖中的半波倍壓電路的推廣形式，它能產(chǎn)生輸入峰值的的三倍或四倍的電壓

11、。根據(jù)線路接法的發(fā)式可看出，如果在接上額外的二極管與電容器將使輸出電壓變成基本峰值(Vm)的五、六、七、甚至更多倍。(即N倍)。N倍壓電路的工作原理負半周時，D1導通，其他二極管皆截止，電容器C1充電到Vm，其電流路徑及電容器的極性如圖(a)所示。正半周時，D2導通，其他二極管皆截止，電容器C2充電到2Vm，其電流路徑及電容器的極性如上圖(b)所示。負半周時，D3導通，其他二極管皆截止，電容器C3充電到2Vm，其電流路徑及電容器的極性如上圖(c)所示。正半周時，D4導通，其他二極管皆截止，電容器C4充電到2Vm，其電流路徑及電容器的極性如上圖(d)所示。 所以從變壓器繞線的頂上量起的話，在輸出

12、處就可以得到Vm的奇數(shù)。五、實驗步驟與記錄1、用Proter 99 SE做出電路的PCB圖并用激光打印機打印。（注意事項：在做PCB時其元件的距離和孔的大小應與實際相符合。）2、 選擇合適寸尺的電路板并進行熱轉印，轉印機的溫度應保持在110度左右。（注意事項：再轉印之前必須保證電路板的清潔可用細紗布打磨干凈。）3、 用油性筆補缺電路板上的斷裂之處，由于油性筆易揮發(fā)，所以再不使用時應立即蓋上筆帽。4、 用腐蝕液（三氯化鐵）進行腐蝕，濃度越高腐蝕越快，在腐蝕完后電路板上一定要清潔干凈。（注意事項：腐蝕液不易清洗，在腐蝕時一定要注意周圍的清潔。）5、 用打孔機進行打孔，常用的打孔轉頭有直徑0.8、1

13、.0、1.2、3.0的，打孔時用力不要過猛以免勛壞鉆頭和PCB板。注意孔的大小和人身安全。6、 打孔后用細紗布把電路板上的石墨打磨干凈，然后用自制的松香水涂抹與電路板上，防止電路板的氧化，在一是焊接時易于焊接。松香水可由 酒精%40（吸蝕）、松香%40（助焊）、三乙醇胺%6（提高光澤）、水氧酸%6（腐蝕驅除氧化）、松節(jié)油%4（軟化松香）去配置，但在實際中用松香和酒精1：1配置就行。7、 檢查元器件的好壞后焊接在電路板上。 8、 在焊好后檢查元件的位置是否正確，焊盤是否脫焊、虛焊、銅箔是否有斷裂。9、 通電調試1）接通電源，同時查看電源指示燈顯示是否正常；2）如果指示燈不亮，應立刻關閉電源并進行

14、電路檢查；3）如果指示燈顯示正常，檢查輸出電壓是否正常：用數(shù)字萬用表直流電壓檔合理量程檢測輸出電壓；4） 若有電壓輸出，調整電位器，檢查輸出電壓是否能夠連續(xù)調整；5） 若有電壓輸出，但輸出不可調，應立刻關閉電源進行電路檢查；6） 若無電壓輸出，也應立刻關閉電源進行電路檢查。穩(wěn)壓電源當接負載1K和1.2K時，調節(jié)電位器所測得的數(shù)據(jù)如下表所示：2.5V5V10V15V20V26.5V1K2.4mA5mA10.2mA15.2mA20.3mA27mA1.2K2mA4.1mA8.1mA9.3mA17mA22.6mA經(jīng)測量運算可得電源的內阻為0.02歐姆，輸出電流為500mA左右。注意事項：1） 在焊接時應注意各元件的焊接位置，防止焊錯造成不必要的勛失。2） 在通電調試時應注意個人安全。六、實驗結果經(jīng)過一個多星期的時間，功夫不負有心人，總算把穩(wěn)壓電源做好，所測得的各項數(shù)據(jù)與理論值基本相符。七、存在的問題及解決方法1、在實際中所測得的數(shù)據(jù)為什么跟理論值有偏差？答：理論不代表實際，只是一個近似，在實際中應考慮各方面的原因如溫度、電壓、元件特性等帶來的負面影響。2、電路能否在原基礎上進行改造使其功能更強大?答：再原電路的基礎上可以加一些附加電路。如電壓指示電路、各項保護電路等使其功能更強大，使其使用起來更方便。但這就增加了各項