項(xiàng)目6 直流穩(wěn)壓電源的分析與制作

項(xiàng)目6直流穩(wěn)壓電源的分析與制作項(xiàng)目描述在工業(yè)或民用電子產(chǎn)品中，其控制電路通常采用直流電源來供電。對于直流電源的獲取，除了直接采用蓄電池、干電池或直流發(fā)電機(jī)外，目前廣泛采用的是直流穩(wěn)壓電源，它可以將電網(wǎng)提供給我們的交流電壓轉(zhuǎn)換成為電子電路所需要的穩(wěn)定的直流電壓。本項(xiàng)目以小功率直流穩(wěn)壓電源為研究對象，試分析其工作過程并制作調(diào)試該電路。任務(wù)6.1整流電路的分析整流電路的作用整流電路的主要作用是將交流電壓轉(zhuǎn)化為脈動直流電壓。整流電路半波全波橋式整流電路電路結(jié)構(gòu)

－RLuo1234ab+–+–u變壓器整流橋電路由變壓器T和二極管VD1VD4及負(fù)載RL組成。整流電路工作原理分析二極管電路的工作原理，實(shí)際上就是要判斷，在給定輸入的條件下，判斷二極管的工作狀態(tài)，是導(dǎo)通還是截止，從而，對輸出產(chǎn)生哪些影響。整流電路的輸入，就是變壓器的二次側(cè)輸出電壓U，是這樣一個(gè)正弦交流電壓。整流電路正半周Va>Vb，D1、D3

導(dǎo)通，D2、D4

截止。uD2uD4

－uouDttRLuo1234ab+–

－u+–uu正半周：整流電路負(fù)半周uDu2D4RLiouo1234ab+–uouDttuD1uD3

－

－u+–uVa<Vb，D2、D4

導(dǎo)通，D1、D3

截止。u負(fù)半周：整流電路參數(shù)計(jì)算uotRLiouo1234+–+–u(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流平均值Io整流電路參數(shù)計(jì)算(3)二極管平均整流電流ID(4)每管承受的最高反向電壓UDRMuD2uD4uDtuD1uD3u二極管選擇時(shí)應(yīng)滿足：最大整流電流：IOM>ID最大反向工作電壓：URWM>URM電子元器件的安裝電子裝配是將各種元器件、零部件及結(jié)構(gòu)件,按照設(shè)計(jì)要求安裝到規(guī)定的位置上，組成具有一定功能的電子產(chǎn)品的過程。元器件要安裝到電路板上,其引腳需要成型,成型的目的是為了滿足安裝尺寸與印制電路板的配合等要求電子裝配工藝元器件水平安裝元器件直立安裝電子元器件安裝的基本原則電子元器件的安裝01元器件安裝的順序:先低后高,先小后大,先輕后重。02元器件安裝的方向:電子元器件的標(biāo)記和色碼部位應(yīng)朝上,以便于辨認(rèn);水平安裝元件的數(shù)值讀法應(yīng)保證從左至右,豎直安裝元件的數(shù)值讀法應(yīng)保證從下至上。03元器件的間距:在印制電路板上的元器件之間的距離不能小于1mm;引腳間距要大于2mm,必要時(shí),要給引腳套上絕緣套管。對水平安裝的元器件,應(yīng)使元器件貼在印制電路板.上,元器件與印制電路板之間的距離要保持在0.5mm左右;對豎直安裝的元件,元器件與印制電路板之間的距離應(yīng)在3~5mm。電子元器件安裝注意事項(xiàng)電子元器件的安裝1)元器件插好后,其引腳的外形處理有彎腳的,有切斷成型等方法,要根據(jù)要求處理好,所有彎腳的彎折方向都應(yīng)與銅箔走線方向相同。2)安裝二極管時(shí),除注意極性外，還要注意外殼封裝,特別是玻璃殼體易碎，引腳彎曲時(shí)易爆裂;對于大電流二極管,有的則將引腳體當(dāng)作散熱器,故必須根據(jù)二極管規(guī)格中的要求決定引腳的長度。3)為了區(qū)別三極管的電極和電解電容的正負(fù)端,一般是在安裝時(shí),加帶有顏色的套管進(jìn)行區(qū)別。4)大功率三極管一般不宜裝在印制電路板上。因?yàn)樗l(fā)熱量大,易使印制電路板受熱變形。元器件引腳手工成型的方法手工成型所用的工具是鑷子和圓弧的長尖嘴鉗，用鑷子和長尖嘴鉗夾住原件根部，彎折元件引腳，形成一圓弧即成.元器件手工成型示意圖手工焊接的步驟在制作定制產(chǎn)品過程中電子元器件的焊接均采用錫焊，錫接質(zhì)量好壞直接影響電子設(shè)備的工作性能。焊接工具與材料（1）焊接的工具：電烙鐵、尖嘴鉗、斜口鉗、剝線鉗、螺釘旋具、鑷子和電烙鐵架等。（2）焊料與焊劑：電子線路焊接所用焊料為焊錫；常用的焊劑有焊油和松香。（3）手工焊接：手工焊接就是使用電烙鐵進(jìn)行的人工焊接。手工焊接的步驟焊接前的準(zhǔn)備在焊前的準(zhǔn)備工作主要包括元器件的引腳和印制電路板表面清潔、預(yù)焊、元器件引腳或成型與插裝；為了保證焊接工作的順利進(jìn)行，在焊接前要用刀片或細(xì)砂紙等工具對元器件引腳和印制電路板表面進(jìn)行清潔處理；預(yù)焊是給待焊材料焊接處鍍上一層薄焊錫（俗稱上錫或搪錫），這樣有利于元器件的焊接，同時(shí)也能保證焊接質(zhì)量。手工焊接的步驟焊接的步驟（1）準(zhǔn)備：將加熱好的電烙鐵（烙鐵頭上應(yīng)熔化一部分焊料）和帶有助焊劑的焊料對準(zhǔn)已經(jīng)預(yù)加工好的待焊材料，如圖所示。準(zhǔn)備預(yù)熱（2）烙鐵預(yù)熱：用電烙鐵加熱待焊接處，要掌握好電烙鐵頭的角度，使焊點(diǎn)與烙鐵的接觸，面積大一些且應(yīng)有一定壓力如圖所示。手工焊接的步驟（3）送焊料：待焊材料加熱到一定溫度后，從烙鐵頭到對面送上焊料并熔化焊料，如圖所示。（4）移開焊料：當(dāng)焊料熔化到一定量后，移開焊料，如圖所示。（5）撤去電烙鐵：當(dāng)焊接點(diǎn)上的焊料接近飽滿、焊劑還沒有完全揮發(fā)、焊點(diǎn)最光亮、流動性最強(qiáng)的時(shí)候，應(yīng)迅速撤去電烙鐵，如圖所示。送焊料移開焊料撤去電烙鐵手工焊接的步驟焊接檢驗(yàn)（1）電氣連接應(yīng)可靠：在焊點(diǎn)處應(yīng)為一個(gè)合格的短路點(diǎn)，與之相連的各點(diǎn)間的接觸電阻值應(yīng)為零。（2）足夠的機(jī)械強(qiáng)度：各焊件在機(jī)械上形成一體、要有一定的抗拉、抗震強(qiáng)度。可用鑷子輕輕撥動焊接部位進(jìn)行檢查，并確認(rèn)其適量。檢查主要包括導(dǎo)線、元器件引腳和焊錫是否結(jié)合良好，有無虛焊現(xiàn)象，元器件引腳和導(dǎo)線根部是否有機(jī)械損傷。（3）外觀要合乎要求：通過肉眼從焊點(diǎn)的外觀上檢查焊接質(zhì)量，可以借助3-10倍放大鏡進(jìn)行目檢。一個(gè)良好的焊點(diǎn)，應(yīng)是明亮、平滑、焊料量充足、無裂紋、無針孔和拉尖現(xiàn)象。手工焊接的步驟焊接的技巧（1）保持烙鐵頭的清潔，因?yàn)楹附訒r(shí)烙鐵頭長期處于高溫狀態(tài)，又接觸焊劑等雜質(zhì)，其表面很容易氧化并黏上一層黑色雜質(zhì)，這些雜質(zhì)形成隔熱層，使烙鐵頭失去加熱作用，因此要隨時(shí)除去雜質(zhì)。（2）焊接順序按元件高度自低到高，依次為電阻器、二極管、集成電路、電容器。三極管。（3）焊接時(shí)間要短，以免造成印制電路板銅箔翹起、元件損壞。焊接的技巧04焊錫用量要合適，過量的焊錫會增加焊接時(shí)間，更嚴(yán)重的是過量的焊錫有可能造成不易察覺的短路。但是焊錫過少不能形成牢固地結(jié)合，同樣也是不允許的。05耐熱性差的元器件應(yīng)使用工具輔助散熱。如CMOS集成電路、瓷片電容、發(fā)光二極管等元器件，施焊時(shí)注意控制加熱時(shí)間，焊接一定要快。在焊接過程中可以用鑷子、尖嘴鉗子等夾住元器件的引腳，減少熱量傳遞到元器件，避免元器件承受高溫。手工焊接的步驟濾波電路的分析濾波電路一般由電容和電感這樣的電抗元件組成濾波電路電容濾波電感濾波π形濾波電路結(jié)構(gòu)及原理電容充電電容放電uTRLD1D4D3D2uoioCuCtuO2U0電容濾波電路的工作原理利用電容的儲能特性來減小輸出電壓的波動，將脈動直流電轉(zhuǎn)換為平滑的直流電。電路結(jié)構(gòu)及原理電容的選擇RLC越大

放電越慢

U0越平滑

U0越大UO=1.2UTRLC

≥(3~5)2tuO2U0uTRLD1D4D3D2uOiOC注意：選擇濾波電容時(shí),一般選擇體積小、容量大的電解電容。電解電容裝接過程中，切不可將極性接反,以免損壞電解電容。時(shí)間常數(shù)電容濾波的加入對二極管帶來的影響tiDuO2U0t1t4t3t20RLC越大

二極管導(dǎo)電時(shí)間越短

導(dǎo)通角變得更小uTRLD1D4D3D2uOiOC

只有整流電路輸出電壓大于電容兩端電壓UO，也就是對電容進(jìn)行充電的時(shí)候，整流電路才會出現(xiàn)輸出電流。為了保證二極管的安全，選管時(shí)應(yīng)放寬裕量穩(wěn)壓電路的分析穩(wěn)壓電路UIUZ+–UIRL+CIOUO+–+–uIRRDZIz限流調(diào)壓穩(wěn)壓電路UO

=UZ

IR=IO+IZUI

UZ

IZ

IR

IRR