電子工藝與實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)三

1、電子工藝與實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)報告 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作電子工藝與實(shí)訓(xùn)課程實(shí)驗(yàn)報告課程名稱： 電子工藝與實(shí)訓(xùn) 指導(dǎo)老師： 徐曉燕 實(shí)驗(yàn)名稱： 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 學(xué) 校： 肇慶學(xué)院 學(xué) 院： 電子信息與機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 2014級電氣工程及其自動化 制 作 者： 吳曉杰 學(xué) 號： 201424122407 完成時間： 2015年12月 實(shí)驗(yàn)二 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過電路的設(shè)計(jì)讓學(xué)生將學(xué)過的理論知識運(yùn)用到實(shí)踐上，加深對模擬電子技術(shù)理論的理解。2、熟悉電路板設(shè)計(jì)軟件protel的使用。3、掌握電子元器件的測試、安裝焊接工藝。4、學(xué)會電路系統(tǒng)的調(diào)試、故障查找及排除方法。5、學(xué)會儀器面板

2、設(shè)計(jì)方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備1、穩(wěn)壓電源印刷電路板1塊2、2200uF電解電容2個3、1N4001整流二極管2個4、1N4007二極管1個5、LM317穩(wěn)壓芯片1塊6、4.7K電位器1個7、0.1uF、1uF、10uF電解電容分別1個8、變壓器1個8、電阻若干10、散熱片1個11、排針若干三、 設(shè)計(jì)制作內(nèi)容與要求1、輸出電壓 V0=+3V +12V （可調(diào)）；2、輸出最大電流 Iomax =800mA ； 3、電紋波系數(shù) op-p5mV ； 4、穩(wěn)定系數(shù) SV3×10-3；四、 實(shí)驗(yàn)原理與制作1、使用集成可調(diào)式三端穩(wěn)壓器LM317電路，如圖1所示。圖1 可調(diào)式三端穩(wěn)壓器LM317電路

3、2、集成穩(wěn)壓器工作原理 可調(diào)式三端穩(wěn)壓器能輸出連續(xù)可調(diào)的直流電壓。LM317系列穩(wěn)壓器輸出連續(xù)可調(diào)的正電壓， R1與RP1組成電壓輸出調(diào)節(jié)電路，輸出電壓。 （公式1） R1的值為120240，流經(jīng)R1的泄放電流為5mA10mA。RP1為精密可調(diào)電位器。電容C2與RP1并聯(lián)組成濾波電路，以減少輸出的紋波電壓。二極管D的作用是防止輸出端與地短路時，損壞穩(wěn)壓器。 集成穩(wěn)壓器的輸出電壓Vo與穩(wěn)壓電源的輸出電壓相同。穩(wěn)壓器的最大允許電流ICM<IO max,輸入電壓Vi的范圍為 （公式2） 式中，Vomax 為最大輸出電壓；Vomin為最小輸出電壓。 (Vi-Vo)min為穩(wěn)壓器的最小輸入、輸出電

4、壓差；(Vi-Vo)max為穩(wěn)壓器的最大輸入、輸出電壓差。3、實(shí)例原理與設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)性能指標(biāo)要求 VO=+3V+9V Io max=800mA Vo p-p5mV SV3×10-3。 電路設(shè)計(jì)：選可調(diào)式三端穩(wěn)壓器CW317，其特性參數(shù)VO=1.2V37V，IO=1.5A，最小輸入、輸出壓差 (Vi-Vo)min=3V，最大輸入、輸出電壓差(Vi-Vo)max=40V。組成的穩(wěn)壓電源電路如圖2所示。圖2 穩(wěn)壓電源電路 由得，取R1=240，則RP1min=336, RP1max=1.49K,故取RP1為4.7K的精密線繞可調(diào)電位器。 由得 9V+3VVi3V+40V 12VVi43V副邊

5、電壓V2Vimin/1.1=12/1.1=11V,副邊電流I2> Io max=0.8A，取I2=1A，則變壓器副邊輸出功率P2I2V2=11W。因變壓器的效率=0.7,則原邊輸入功率P1P2/=15.7W。為留有余地，選功率為20W的電源變壓器。 選整流二極管及濾波電容：整流二極管D選1N4001，其極限參數(shù)為VRM50V，IF1A。滿足VRMV2，IF= Io max的條件。濾波電容C可由紋波電壓Vo p-p和穩(wěn)定系數(shù)SV來確定。已知，VO=9V，Vi=12V，Vo p-p=5mV ， SV=3×10-3。則由穩(wěn)壓系數(shù)得穩(wěn)壓器的輸入電壓的變化量由濾波電容C估算公式：式中，V

6、i p-p為穩(wěn)壓器輸入端紋波電壓的峰-峰值；t為電容C的放電時間，t=T/2=0.01s；IC為電容C的放電電流，可取IC=Iomax，濾波電容C的耐壓值應(yīng)大于。故取2只2200uF/25V的電容相并聯(lián)。5、電路板的制作 先購買元器件，注意元器件外型尺寸，用1：1比例按課本P110（草圖繪制步驟）繪出草圖（或直接用Protel畫出印制板圖）。 拓圖 用復(fù)寫紙將已設(shè)計(jì)好的印制板布線草圖拓印在敷銅板的銅箔面上；或者用Protel等制圖軟件制作出印制電路板圖。用激光打印機(jī)將電路圖打印紙熱轉(zhuǎn)印紙上。 將打印好的熱轉(zhuǎn)印紙覆蓋在敷銅板上，送入照片塑封機(jī)來回壓幾次，使熔化的墨粉完全吸附在敷銅板上。 敷銅板冷

7、卻后，揭去熱轉(zhuǎn)印紙，檢查焊盤與導(dǎo)線是否有遺漏。如有，用油性筆將線條和焊盤描好。 打孔：用0.8mm或1mm直鉆在焊盤的中心鉆出元件腳孔。 描漆圖（應(yīng)先檢查是否有導(dǎo)線短路等現(xiàn)象）。用油性筆照草圖上的線條和焊盤描繪出來。注意油漆線條的濃度不能太淺。 吹干。 腐蝕：用雙氧水和鹽酸的混合溶液 。將板全部浸入溶液后，沒有被漆膜覆蓋的銅箔就被腐蝕掉了。在冬天可以對溶液適當(dāng)加溫以加快腐蝕，但為防止將漆膜泡掉，溫度不宜過高（不超過40左右）；可用竹夾夾住印制板在混合溶液中經(jīng)?；螏紫?，這樣可增加銅箔的腐蝕速度。15 20分鐘后待銅箔完全腐蝕，取出板子用水清洗。 用天那水洗掉漆料后，再用酒精清洗板面。 涂助焊劑（

8、用松香酒精溶液）。6、元件的安裝與焊接 元件在板面上安裝布局要均勻、美觀，先裝集成穩(wěn)壓電路，再裝整流濾波電路，最后安裝變壓器； 將變壓器放在板外，安裝固定在底殼上。 在板的左右兩端分別安裝兩個接線頭，作為變壓器的接入端和電壓輸出端。 加裝電壓顯示表，并聯(lián)在電壓輸出端兩端。 安裝電位器時，注意要配合面板設(shè)計(jì)，注意手柄操作是否方便。 LM317要加裝散熱片。 如圖3所示為組裝和焊接好后的穩(wěn)壓電源。圖3 組裝和焊接好后的穩(wěn)壓電源五、實(shí)驗(yàn)調(diào)試1、安裝一級調(diào)試一級，對于穩(wěn)壓電路則主要測試集成穩(wěn)壓器是否能正常工作。其輸入端加直流電壓Vi12V，調(diào)節(jié)RP1，輸出電壓Vo隨著變化，說明穩(wěn)壓電路正常工作。整流濾

9、波電路主要檢查整流二極管是否接反，安裝前用萬用表測量其正、反向電阻。接入電源變壓器，整流輸出電壓Vi應(yīng)為正。斷開交流電源，將整流濾波電路與穩(wěn)壓電路相連接，再接通電源，輸出電壓Vo為規(guī)定值，說明各級電路均正常工作，可以進(jìn)行各項(xiàng)性能指標(biāo)的測試。測試工作在室溫下進(jìn)行，測試條件是Io=500mA，RL=18（滑線變阻器）。2、將變壓器和組裝好的穩(wěn)壓電源接到交流電220V，用數(shù)字萬用表測得輸出端的電壓為7.26V，如圖4所示。圖4 穩(wěn)壓電源輸出電壓為7.26V3、調(diào)節(jié)電位器，將電壓調(diào)大，穩(wěn)壓電源輸出電壓為11.33V，如圖5所示。圖5 穩(wěn)壓電源輸出電壓為11.33V4、調(diào)節(jié)電位器，將電壓調(diào)小，穩(wěn)壓電源輸出電壓為4.