河南机电高等专科学校
综合实训
报告
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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;
认识电子元器件,熟悉常用元器件的特性;
熟练掌握焊接方法和技巧,完成电路板的焊接;
掌握电子产品通电调试的注意事项,会
检修
外浮顶储罐检修方案皮带检修培训教材1变电设备检修规程sf6断路器检修维护检修规程柴油发电机
电子产品;
作好实训笔记,对自己所发现的疑难问题及时请教解决;
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;
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
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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。
2、元件清单
代号
名称
规格型号
数量
备注
R1
2W电阻
2KΩ/2W
1
R2
6W电阻
0.1Ω/6W
1
R3
1/8W电阻
510Ω
1
R4、R5
1/8W电阻
10 KΩ
2
RP1
电位器
10 KΩ
1
C1、C2
电解电容
10uF/100V
2
有极性
C3
电解电容
3300uF/35V
1
有极性
C4
电解电容
4.7uF/100V
1
有极性
C5
电解电容
470uF/50V
1
有极性
VT1
MOS管
IRF640
1
注意引脚顺序
VT2
精密电压基准
TL431
1
注意引脚顺序
VT3
三极管
9013 NPN
1
注意引脚顺序
D1、D2、BR1
二级管
IN 4007
6
有极性
T1
变压器
220V~24V AC
1
散热片
1
输出接口
1
注意方向
螺丝(带螺帽)
Φ3
5
支脚和固定作用
四、实验原理
交流220V经过变压器T1、整流桥BR、滤波电容C3进行降压、整流、滤波;C1、C2、D1、D2、R1构成倍压电路,为TL431(精密电压基准)提供工作电压;场效应管IRF640作调整管;TL431、C4构成基准电压电路;三极管9013、R2构成限流保护电路;R4、RP1、 R3构成分压采样电路;C5是后级滤波电容。
稳压过程如下:当输出电压升高时,UO↑→UR(TL431)↑→Uk(TL431)↓→R2-3(IRF640)↑→U2-3(IRF640)↑→UO↓;
限流保护过程如下:当电流大于6A时,UR2≥0.6V,此时9013导通,导致调整管IRF640 漏极-源极短路,停止输出电压,从而起到限流保护的作用。
1、 元器件参数简介
IRF640: N-MOS、200V、18A、125W、0.18?、G-D-S
TL431: 分流式可调精密电压基准源(内部含有一个2.5V的基准电压源),输出电压2.5V~36V连续可调,工作电流范围宽达100mA,动态电阻典型值为0.22欧。
下图中,输出电压Vo=2.5(R2十R3)V/R3 。注意:1mA<(VIN-VOUT)/R1<500mA
2、倍压电路原理
图1 半波整流电压电路
1)单被压电路
(a)负半周 (b)正半周
(1)负半周时,即A为负、B为正时,D1导通、D2截止,电源经D1向电容器C1充电,在理想情况下,此半周内,D1可看成短路,同时电容器C1充电到Vm,其电流路径及电容器C1的极性如上图(a)所示。
(2)正半周时,即A为正、B为负时,D1截止、D2导通,电源经C1、D1向C2充电,由于C1的Vm再加上双压器二次侧的Vm使c2充电至最高值2Vm,其电流路径及电容器C2的极性如上图(b)所示。
其实C2的电压并无法在一个半周内即充至2Vm,它必须在几周后才可渐渐趋近于2Vm,为了方便说明,底下电路说明亦做如此假设。如果半波倍压器被用于没有变压器的电源供应器时,我们必须将C1串联一电流限制电阻,以保护二极管不受电源刚开始充电涌流的损害。如果有一个负载并联在倍压器的输出出的话,如一般所预期地,在(输入处)负的半周内电容器C2上的电压会降低,然后在正的半周内再被充电到2Vm如下图所示。
图3 输出电压波形
所以电容器c2上的电压波形是由电容滤波器过滤后的半波讯号,故此倍压电
路称为半波电压电路。正半周时,二极管D1所承受之最大的逆向电压为2Vm,负半波时,二极管D2所承受最大逆向电压值亦为2Vm,所以电路中应选择PIV >2Vm的二极管。
2)全波倍压电路
图4 全波整流电压电路
(a)正半周 (b)负半周
图5 全波电压的工作原理
正半周时,D1导通,D2截止,电容器C1充电到Vm,其电流路径及电容C1的极性如上图(a)所示。
负半周时,D1截止,D2导通,电容器C2充电到Vm,其电流路径及电容C2的极性如上图(b)所示。
由于C1与C2串联,故输出直流电压,V0=Vm。如果没有自电路抽取负载电流的话,电容器C1及C2上的电压是2Vm。如果自电路抽取负载电流的话,电容器C1及C2上的电压是与由全波整流电路馈送的一个电容器上的电压同样的。不同之处是,实效电容为C1及C2的串联电容,这比C1及C2单独的都要小。这种较低的电容值将会使它的滤波作用不及单电容滤波电路的好。正半周时,二极管D2所受的最大逆向电压为2Vm,负半周时,二极管D1所承受的最大逆向电压为2Vm,所以电路中应选择PVI >2Vm的二极管。
3)三倍压电路
图6 三倍压电路图
(a)负半周 (b)正半周
图7 三倍压的工作原理
负半周时,D1、D3导通,D2截止,电容器C1及C3都充电到Vm,其电流路径及电容器的极性如上图(a)所示。
正半周时,D1、D3截止,D2导通,电容器C2充电到2Vm,其电流路径及电容器的极性如上图(b)所示。由于C2与C3串联。故输出直流电压V0=3m。正半周时,D1及D3所承受的最大逆向电压为2Vm,负半周时,二极管D2所承受的最大逆向电压为2Vm,所以电路中应选择PIV >2Vm的二极管。
4)N倍电压路
下图中的半波倍压电路的推广形式,它能产生输入峰值的的三倍或四倍的电压。根据线路接法的发式可看出,如果在接上额外的二极管与电容器将使输出电压变成基本峰值(Vm)的五、六、七、甚至更多倍。(即N倍)
。
N倍压电路的工作原理
负半周时,D1导通,其他二极管皆截止,电容器C1充电到Vm,其电流路径及电容器的极性如图(a)所示。
正半周时,D2导通,其他二极管皆截止,电容器C2充电到2Vm,其电流路径及电容器的极性如上图(b)所示。
负半周时,D3导通,其他二极管皆截止,电容器C3充电到2Vm,其电流路径及电容器的极性如上图(c)所示。
正半周时,D4导通,其他二极管皆截止,电容器C4充电到2Vm,其电流路径及电容器的极性如上图(d)所示。 所以从变压器绕线的顶上量起的话,在输出处就可以得到Vm的奇数。
五、实验步骤与
记录
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1、用Proter 99 SE做出电路的PCB图并用激光打印机打印。(注意事项:在做PCB时其元件的距离和孔的大小应与实际相符合。)
2、 选择合适寸尺的电路板并进行热转印,转印机的温度应保持在110度左右。(注意事项:再转印之前必须保证电路板的清洁可用细纱布打磨干净。)
3、 用油性笔补缺电路板上的断裂之处,由于油性笔易挥发,所以再不使用时应立即盖上笔帽。
4、 用腐蚀液(三氯化铁)进行腐蚀,浓度越高腐蚀越快,在腐蚀完后电路板上一定要清洁干净。(注意事项:腐蚀液不易清洗,在腐蚀时一定要注意周围的清洁。)
5、 用打孔机进行打孔,常用的打孔转头有直径0.8、1.0、1.2、3.0的,打孔时用力不要过猛以免勋坏钻头和PCB板。注意孔的大小和人身安全。
6、 打孔后用细纱布把电路板上的石墨打磨干净,然后用自制的松香水涂抹与电路板上,防止电路板的氧化,在一是焊接时易于焊接。
松香水可由 酒精%40(吸蚀)、松香%40(助焊)、三乙醇胺%6(提高光泽)、水氧酸%6(腐蚀驱除氧化)、松节油%4(软化松香)去配置,但在实际中用松香和酒精1:1配置就行。
7、 检查元器件的好坏后焊接在电路板上。
8、 在焊好后检查元件的位置是否正确,焊盘是否脱焊、虚焊、铜箔是否有断裂。
9、 通电调试
1)接通电源,同时查看电源指示灯显示是否正常;
2)如果指示灯不亮,应立刻关闭电源并进行电路检查;
3)如果指示灯显示正常,检查输出电压是否正常:用数字万用表直流电压档合理量程检测输出电压;
4) 若有电压输出,调整电位器,检查输出电压是否能够连续调整;
5) 若有电压输出,但输出不可调,应立刻关闭电源进行电路检查;