直流稳压电源设计、装配和调试
摘要
在各种电子电路中，电源电路是必要的，其中很多就需要用到直流电源供电。如果采用干电池为其供电，则有供电功率低，持续供电能力差，成本高等缺点。而日用交流电是我们随处可见，最方便使用的电源，如果我们对交流电进行降压整流等，把交流电转换成直流电，获得我们所需要的电压是十分可行的。它的质量直接关系到仪器的质量，因此掌握稳压电源的设计与制作，对以后的实际工作是很有意义的。
关键字：直流、整流、稳压、滤波
1、目的：
1、学习稳压电源的工作原理。2、学习理论知识、增强智力，提高动手能力，养成严谨实验作风。
二、稳压电源技术指标：
1、电压±12V；2、输出最大电流120mA；3、变压器输出最大功率8W；4、体积小重量轻为宜；5、误差范围在5%以内。
三、原理及分析
直流稳压电源一般包含四个组成部分，即电源变压器、整流电路、滤波器和稳压电路。如下图所示。
王冰冰塌房 原理框图
……………………
分析：由设计原理可知直流稳压电源应由几部分组成，而且各个部分相对独立，因此，在进行设计电路的时候我们采用各个部分分别设计，独立选择元器件，独立测试的方法，最后将这几部分进行组装和调试，最终达到设计完整直流稳压电源电目的。
四、设计
聂磊老婆1、降压：
电源变压器：实验中要设计的直流稳压电源的电压值为12V，与日常生活提供的交流220V（有效值）50Hz电压（如图所示）相差比较大，为了得到与直流12V相近的稳压电源，就需要将220V（有效值）进行降压处理转化到合适的数值。所以，这里用变压器得到交流电压，电压有效值略大于12V，频率不改变，为50Hz。
2、整流
整流电路：实验中需要得到的是直流电压，所以整流电路的作用是将降压变换后的交流电压转换为直流电压。根据所学方法可以采用以下方法：半波整流法、桥式整流法。根据两者不同的优点，此处选择桥式整流法（具体证明下文介绍）。得到不间断的直流脉冲电压，电压值接近于12V，频率为100Hz。
I桥式整流（如图1所示）：利用二极管单向导通性的组合对电路进行整流，将交流电源变换为不间断的脉冲电压，即将横坐标负半部分的电压值反转到正半部分（如图所示）。
II半波整流（如图 所示）：利用二极管的单向导通性对电路进行整流，经过整流，将交流电源变换为间断的脉冲电压，即将交流电源的正半部分保留，负半部分损失。
经比较得知，桥式整流所用的器件虽然比较多，但整流效果更理想。但由于这种电压存在着很大的脉动部分，因此，一般还不能直接用来给负载供电，否则，纹波会严重影响到负载的性能指标。
3、滤波稳压
滤波电路：滤波部分的作用是对整流部分输出的脉冲电压进行平滑，使之成为波动较小的直流电压。滤波部分选用两个电容并联的方式，电容值一大一小，大电容起到平滑作用，小电容起到抗干扰作用。
稳压电路：尽管经过整流滤波后的电压接近于直流电压，但是其电压值的稳定性并不是很好，受温度、负载、电网电压波动等因素的影响很大，因此，还必须有稳压电路，以维持输出直流电压的基本稳定。此处选用7812和7912进行稳压。
4、保护
保护电路（如图所示）：反接二极管。7812/7912在通电的瞬间，其输出端与输入端会产生反电动势，在7812/7912两端反接二极管，可削弱反电动势，防止损坏元器件。
5、指示
指示电路：发光二极管LED灯。
4、计算过程
1、根据所查数据，桥式整流输出电压的平均值Ud=0.9U2，其中U2为降压之后的压值。
2、因为要得到V12±的输出电压，输出电流的最大值为120mA，所以选择的稳压芯片为LM7812、LM7912。稳压器的输入电压Ui即滤波电路的输出电压。Ui太低则稳压器性能将受到影响，甚至不能正常工作；Ui太高稳压器功耗增大，会导致电源效率下降。所以Ui的原则是：在满足稳压器正常工作前提下，Ui越小越好。
由数据手册得知，78系列（LM7812）三端稳压器要求经整流滤波后的电压，要高于三端集成稳压器的输出电压2～3V，这里折中取2.5V，输出12V电压，其输入电压应在14.5V左右。
3、由1、古惑夕阳红2得，稳压器的输入电压即整流输出电压值为14.5V，则降压后的压值应为14.5V/0.9≈16V。
5、工具
电烙铁、斜口钳、改锥（螺丝刀），尖嘴钳，剥线钳。
6、制作过程
1、焊接顺序
北上广不相信眼泪演员表 电阻--二极管--独石电容--47uF电解电容--发光二极管--100uF电解电容--1000uF电解电容--7812/7912+散热板--7805--USB接口
2、焊接要领：
①身体应坐直，眼睛与焊点距离20cm以上；
②烙铁架上的海绵浸湿后拧掉多余的水，轻轻挤压海绵，有3-4滴水珠为宜，海绵过干起不到清洁烙铁头的作用，过湿烙铁头清洁时会突然冷却，烙铁头上的铁镀层可能会发生裂纹，减短烙铁头寿命，其次清洁过后温度较低，温度回升需要一段时间；
③电烙铁握法：握笔法（本实验适用）、正握法（适用于中等功率）、反握法（适用于大功率）；
④焊锡步骤详解：准备—将烙铁头放在要焊锡部分加热—加入焊锡丝溶解适量（根据导通孔的大小确定）—拿开焊锡丝—拿开烙铁头；
⑤焊锡标准及缺陷：当焊点形成规则的三角小山时即为成功，缺陷以虚焊、锡量过多、锡量过少、拉尖最为常见；
战队名字大全要霸气
3、焊接要求：化整为零、先低后高、保持直立、贴板焊接（特殊要求除外）、弯管脚长度根据PCB板期间所在位置的导通孔确定、保证PCB板水平时方可焊接。
为什么化整为零（例：7812/7912+散热板），先低后高……
4、注意事项
①二极管：注意二极管正负极应与其在PCB板上阴极和阳极极相对应，二极管上细条灰环的一端为阴极，另一端为阳极。
②发光二极管：不能紧贴PCB板面，防止焊接时板面温度太高而烧坏灯管。其管脚上有焊接时相应的标示位置。
③7812/7912+散热板组装：应用螺丝拧紧，防止之后的实验脱落，起不到比较好散热的作用。
④7812/7912：三个管脚在焊接之后不需要剪掉，有利于散热。
⑤散热板：其管脚不必焊接，方便之后的拆卸和7812/7912的换用。
⑥7805：应与散热板的高度一样高，焊接完毕后其管脚不用剪掉，起到散热的作用。
⑦USB接口：4个管脚和2个卡头都需要进行焊接，起到加固的作用，防止插拔USB插头是脱落。
7、调试
1 最大输出电流
最大输出电流是指稳压电源正常工作的情况下能输出的最大电流，用Iomax表示。一般情况下的工作电流Io＜Iomax，稳压电路内部应有保护电路，以防止Io＞Iomax或者输出端与地短路时损坏稳压器。
2 直流输出电压UO
直流输出电压是指稳压电源的输出电压，也即是稳压器的输出电压，用UO表示。
虎年祝福语2022最火同时测量UO与Iomax。测试过程是：直接用万用表测得电压值即为UO，接入滑动变阻器（实验中为进行）再使RL逐渐减小，直到UO的值下降5％至11.4V，此时负载RL中的电流即为Iomax(记下Iomax后迅速增大RL，以减小稳压器的功耗)。
八、数据记录
红灯+12.10V 绿灯—11.82V
9、遇到的问题及解决方案
当PCB板导通孔太小，焊锡不易进入导通孔时，可将导通孔周边刮开小部分，露出连通的铜导线，使焊接时达到接通的目的。
10、总结
这次实验很有趣，也很有挑战力。本课程培养了我们综合运用所学知识分析和解决实际问题的实践能力，同时大大提高了我们的动手能力，这正是大学生中所缺少的，也是十分必须的！我深刻意识到只要用心去做，就会有意想不到的收获。实验和之后几天的数据处理
、报告总结，短短几天内，我觉得收益颇多。 首先，从课程本身来说，这与我现在所学的数电、模电知识相结合，有利于我知识的巩固，其次，就实验本身而言，与以往的实验课不同，本课独特的教学方式很大程度上提高了我的动手能力，让我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
！
发布评论