可調(diào)開(kāi)關(guān)直流電源

1、電子工藝實(shí)習(xí)項(xiàng)目三可調(diào)開(kāi)關(guān)直流電源的安裝與測(cè)試本可調(diào)開(kāi)關(guān)直流電源輸入固定的12V直流電壓源，輸出可調(diào)的正負(fù)雙電壓源。通過(guò)調(diào)節(jié)端狀態(tài)的調(diào)節(jié)，而改變輸出電壓的大小。輸出正電壓范圍為3-10V。輸出負(fù)電壓的范圍為-（3-12）V。電路基本工作原理構(gòu)成開(kāi)關(guān)電源的核心器件：DC-DC變換器MC34063簡(jiǎn)介 振蕩器：通過(guò)3腳外接電容，產(chǎn)生脈沖波信號(hào)。外接電容容量越大，振蕩頻率越低；外接電容容量越小，振蕩頻率越高。振蕩頻率與3腳外接電容Ct的關(guān)系為 Ct = 0.000004 / fo其中fo為振蕩頻率。例 當(dāng)設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源振蕩頻率為10KHz時(shí)，需要取電容Ct400pF，可取電容391。當(dāng)設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源振蕩

2、頻率為1KHz時(shí)，需要取電容Ct4000pF，可取電容392。本電路中負(fù)電源振蕩器中取電容Ct1000pF（即102電容），則振蕩器的工作頻率為4KHz。本電路中正電源振蕩器中取電容Ct33000pF（即333電容），則振蕩器的工作頻率為130Hz。關(guān)于振蕩頻率可取的高低究竟多少合適？不是絕對(duì)的，如正負(fù)電源可能就不相同，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)試決定。同時(shí)振蕩器還具有脈寬可調(diào)的功能。7腳是檢測(cè)電源電流大小信號(hào)端，當(dāng)電流超過(guò)設(shè)計(jì)電流時(shí)（7腳電位越低，開(kāi)關(guān)電源輸出電流就越大，反之，7腳電位越高，開(kāi)關(guān)電源輸出電流就越?。?，振蕩器輸出脈沖信號(hào)脈寬就快速減少，使輸出電壓明顯降低，甚至停振，開(kāi)關(guān)電源停止工作，不向外輸

3、出電流，從而保護(hù)電源。在6腳（電源輸入端）和7腳之間接取樣電阻Rsc，取樣電阻的大小由電源輸出額定電流大小決定，取的電阻值越大，額定輸出電流就越小，取的電阻值越小，額定輸出電流就越大。Rsc0.33 / IpkIpk2*Iomax*T/ToffIomax 輸出最大電流。T 脈沖信號(hào)周期。Toff 脈沖信號(hào)低電平時(shí)間。如輸出最大電流為0.3A，脈沖信號(hào)占空比為50%，則取取樣電阻為0.33/1.20.275。注意：取樣電阻上電壓超過(guò) 0.3V時(shí)電路開(kāi)始保護(hù)。 取樣電阻的大小由輸入電流和這個(gè)門(mén)電壓有關(guān)，而輸入電流可由輸入功率和輸出功率關(guān)系來(lái)決定。注意與點(diǎn)空比有關(guān)。正電源輸入電流是輸出電流的2倍。如

4、輸出額定電流300mA，則輸入600mA，則取樣電阻Rs = 0.3 / 0.6 = 0.5 。負(fù)電源的取樣電阻的計(jì)算不太好確定，但總的考慮還是二點(diǎn)：一是取樣電阻上電壓超過(guò) 0.3V時(shí)電路開(kāi)始保護(hù)；二是根據(jù)輸入功率和輸出功率的關(guān)系確定最大輸入電流，問(wèn)題是輸入電流與輸入電壓，輸出電壓，輸出電流，占空比等都有關(guān)系，近似計(jì)算按以上計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。注意到輸入電流是脈動(dòng)的。開(kāi)關(guān)三極管T1：在脈沖信號(hào)和比較器輸出信號(hào)的共同作用下工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)。在比較器輸出高電平（即5腳電壓低于1.25V）時(shí)，與門(mén)輸出高電平，即“S”端信號(hào)為1，所以在脈沖信號(hào)的高電平期間，RS觸發(fā)器R端輸入高電平，RS觸發(fā)器輸出高電平，

5、開(kāi)關(guān)三極管T1飽和導(dǎo)通，在脈沖信號(hào)的低電平期間，RS觸發(fā)器R端輸入低電平，因RS觸發(fā)器R端是低電平有效，所以RS觸發(fā)器輸出低電平，開(kāi)關(guān)三極管T1截止。若5腳電壓高于1.25V，則比較器輸出低電平，與門(mén)輸出恒為低電平，這時(shí)，RS觸發(fā)器輸出低電平，開(kāi)關(guān)三極管T1截止。比較器與基準(zhǔn)電壓電路：使5腳到4腳的電壓恒定為1.25V?；酒骷榻B 芯片 MC34063 封裝 DIP8，將正面朝上，缺口朝左，左下角第一個(gè)腳 為1號(hào)腳，按逆時(shí)針?lè)较驍?shù)，分別是1，2，3，4，5，6，7，8號(hào)腳。 IC座 在裝配芯片前，將IC座裝配在PCB板上，然后再將芯片插到IC座上就好了。一是為了防止直接將芯片焊接到PCB板掌

6、握不好將芯片損壞，二是便于芯片更換，因芯片有損壞的可能。 以下從左到右分別是接線柱（用于與外電路連接，本電路主要是通過(guò)接線柱接線向外電路提供電源），排針（用于與外電路連接，本電路主要是通過(guò)接線柱接杜邦線向外電路提供電源），保險(xiǎn)管座。直流電源接口座。電感器 本電路用的是工字形大電流電感器，470uH，二個(gè)腳沒(méi)有極性之分。整流二極管 IN5819，肖特基二極管，封裝： DO-41，正向平均電流：1A，反向峰值電壓：40V，反向漏電流：1mA，正向壓降： 0.6V，正向不重復(fù)峰值電流（浪涌電流）：30A，結(jié)（極間）電容 :55PF。它的特點(diǎn)是結(jié)電容很小，所以可以用于較高的頻率。注意：此處不適用于用I

7、N4001，IN4007，IN4148，前二個(gè)頻率達(dá)不到要求，后一個(gè)電流大小達(dá)不到要求。 有一個(gè)白色環(huán)的一端是負(fù)極。 電解電容器 本電路中使用了電解電容器，有10uF和1000uF的二種，使用電解順時(shí)除注意電容器的電容量之外，另外還需要注意電容器的耐壓是多少，本電路另在電解電容器上的電壓最大為12V，所以只要電容器的耐壓明顯高于12V就可以，如耐壓25V或35V或50V等等；第二要注意的是電容器的二個(gè)腳的正負(fù)極，長(zhǎng)腳為正，短腳為負(fù)（有一條白色邊的一端是負(fù)極）。若正負(fù)極接反，工作中電容器會(huì)發(fā)熱膨脹，直至最后爆炸。正電壓可調(diào)電源 當(dāng)開(kāi)關(guān)管飽和導(dǎo)通（即1，2腳導(dǎo)通）時(shí)，電源通過(guò)取樣電阻，開(kāi)關(guān)管、電感

8、對(duì)電容C9充電，當(dāng)開(kāi)關(guān)管截止時(shí)（注意到2腳相當(dāng)于開(kāi)路），由于電感電流不能突變，電感電流通過(guò)電容C9二極管D2形成電流回路，繼續(xù)對(duì)電容C9充電。所以電容對(duì)外供電，輸出正電壓。取樣電阻的作用是當(dāng)電流過(guò)大使7腳電位下降到一定值時(shí)將會(huì)關(guān)斷振蕩器，振蕩器停止工作，開(kāi)關(guān)管截止，電源停止向外供電，起到保護(hù)電源及負(fù)載的作用。 輸出電壓計(jì)算：4腳接地，所以5腳電壓為1.25V。注意5腳電流為0（注意5腳內(nèi)接運(yùn)算放大器的輸入端），所以R12R13R14R15（設(shè)等效電阻為R）電流與R11電流相同。 輸出電壓 定R11=1.5K，當(dāng)R=2.2K時(shí)，2.2K電阻上的電壓為。Uo=1.83V。 當(dāng)R=2.4K時(shí)，2.4

9、K電阻上的電壓為。Uo=2.00V 當(dāng)R=3.6K時(shí)，3.6K電阻上的電壓為。Uo=3.00V。 所以通過(guò)改變調(diào)節(jié)端的狀態(tài)，可以改變輸出電壓。3 5 6 7 8 10。調(diào)節(jié)端是四個(gè)輸出端（用排針實(shí)現(xiàn)），即是將R13R14R15三個(gè)電阻串聯(lián)的四個(gè)連接點(diǎn)，在沒(méi)有短接任何二點(diǎn)時(shí)，輸出電壓為 1.25+1.83+2+2+3=10.08V。單獨(dú)短接R15時(shí)，輸出電壓為 1.25+1.83+2+2=7.08V。單獨(dú)短接R14時(shí)，輸出電壓為 1.25+1.83+2+3=8.08V。單獨(dú)短接R13時(shí)，輸出電壓為 1.25+1.83+2+3=8.08V。短接R15和R14時(shí)，輸出電壓為 1.25+1.83+2=

10、5.08V。短接R14和R13時(shí)，輸出電壓為 1.25+1.83+3=6.08V。短接R15和R14和R13時(shí)，輸出電壓為 1.25+1.83=3.08V。當(dāng)然也可以利用杜邦線外接一個(gè)任意電阻并到這上電阻網(wǎng)絡(luò)上去，而得到3-10之間的一個(gè)任意的輸出電壓。如需要9V電壓，可以接一個(gè)電阻并在二點(diǎn)之間。計(jì)算如下：9=3+66V對(duì)應(yīng)的電阻為（6/1.25）*1.5=7.2K。從圖中可知，只要在R15=3.6K電阻上并上一個(gè)電阻使之其等效電阻為2.4K就可以了，這個(gè)需要并上的電阻為R=7.5K。此時(shí)并聯(lián)電阻為2.43K，比較接近。當(dāng)然也可以在R15和R14上并上電阻24K。當(dāng)然也可以在R15和R14和R

11、13上并上電阻51K。 以上的數(shù)據(jù)同學(xué)們可以用中學(xué)的電路知識(shí)就可以計(jì)算出來(lái)?？烧{(diào)負(fù)電源： 當(dāng)開(kāi)關(guān)管飽和導(dǎo)通時(shí)，電源通過(guò)取樣電阻，開(kāi)關(guān)管、電感形成電流，當(dāng)開(kāi)關(guān)管截止時(shí)（注意到2腳相當(dāng)于開(kāi)路），由于電感電流不能突變，電感電流通過(guò)電容C4，二極管D1形成電流回路，對(duì)電容C4充電。所以電容對(duì)外供電，輸出負(fù)電壓。取樣電阻的作用是當(dāng)電流過(guò)大時(shí)7腳電位下降到一定值時(shí)將會(huì)關(guān)斷振蕩器，振蕩器停止工作，電源停止向外供電，起到保護(hù)電源及負(fù)載的作用。 輸出電壓計(jì)算：5腳到4腳電壓為1.25V，即電阻R4上電壓恒為1.25V。注意5腳電流為0（注意5腳內(nèi)接運(yùn)算放大器的輸入端），所以R5R6R7R8（設(shè)等效電阻為R）電流

12、與R4電流相同。 輸出電壓 定R4=1.5K，當(dāng)R=2.2K時(shí)，2.2K電阻上的電壓為。Uo=1.83V。 當(dāng)R=2.4K時(shí)，2.4K電阻上的電壓為。Uo=2.00V 當(dāng)R=3.6K時(shí)，3.6K電阻上的電壓為。Uo=3.00V。 當(dāng)R=4.7K時(shí)，4.7K電阻上的電壓為。Uo=3.92V。 所以通過(guò)改變開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，可以改變輸出電壓。3 5 6 7 8 9，10，12V。調(diào)節(jié)端是四個(gè)輸出端（用排針實(shí)現(xiàn)），即是將R6R7R8三個(gè)電阻串聯(lián)的四個(gè)連接點(diǎn)，在沒(méi)有短接任何二點(diǎn)時(shí)，輸出電壓為負(fù)的 1.25+1.83+2+3+4=12.08V。單獨(dú)短接R6時(shí)，輸出電壓為負(fù)的 1.25+1.83+3+4=10.

13、08V。單獨(dú)短接R7時(shí)，輸出電壓為負(fù)的 1.25+1.83+2+4=9.08V。單獨(dú)短接R8時(shí)，輸出電壓為負(fù)的 1.25+1.83+2+3=8.08V。 短接R6和R7時(shí)，輸出電壓為負(fù)的 1.25+1.83+4=7.08V。 短接R7和R8時(shí)，輸出電壓為負(fù)的 1.25+1.83+2=5.08V。 短接R6和R7和R8時(shí)，輸出電壓為 1.25+1.83=3.08V。當(dāng)然也可以利用杜邦線外接一個(gè)任意電阻并到這上電阻網(wǎng)絡(luò)上去，而得到3-10之間的一個(gè)任意的輸出電壓。如需要4V電壓，可以接一個(gè)電阻并在二點(diǎn)之間。計(jì)算如下：4=3+11V對(duì)應(yīng)的電阻為（1/1.25）*1.5=1.2K。從圖中可知，只要在R

14、6=2.4K電阻上并上一個(gè)電阻使之其等效電阻為1.2K就可以了，這個(gè)需要并上的電阻為顯然為R=2.4K。印刷電路圖安裝次序1 焊接貼片電阻11個(gè)（元件在正面） R4R5R6R7R8R11R12R13R14R153K152222242362472152222242242362302注意：貼片電阻的位置與電阻值大小。2 焊接直插電阻5個(gè)（元件在正面）R1R2R3R9R10111113 焊接芯片座2個(gè)。8P，注意缺口方向。4 焊接瓷片電容6個(gè)C2C3C5C7C8C101031021031033331035 焊接二極管3個(gè)，注意正負(fù)極。5819，白邊是負(fù)。發(fā)光二極管LED，長(zhǎng)腳為正。D1D2LEDIN

15、5819IN5819發(fā)光二極管6 焊接 10uF電容器2個(gè)，注意電容器的正負(fù)極（長(zhǎng)腳為正）。C1C610uF/25V10uF/25V7 焊接 保險(xiǎn)管座 2個(gè)， 電源插座 1個(gè)，排針3組（注意將排針裝落底垂直，短的一端裝在板上），白色接線座3P的1個(gè)（特別注意方位，可參考實(shí)物照片）。8 焊接 1000uF電容器2個(gè)，注意電容器的正負(fù)極（長(zhǎng)腳為正）。C4C91000uF/25V1000uF/25V9 焊接 電感器2個(gè)。L1L2470uF470uF10 裝上保險(xiǎn)管，接上電源，測(cè)試在不同狀態(tài)下的輸出電壓，記錄。 測(cè)試報(bào)告調(diào)節(jié)-U排針狀態(tài)（四個(gè)點(diǎn)之間任意二點(diǎn)短接，共6個(gè)狀態(tài)），用萬(wàn)用表直流電壓20V檔測(cè)

16、量電源輸出端-U端與公共端GND之間的電壓。狀態(tài)輸出電壓-U調(diào)節(jié)+U排針狀態(tài)（四個(gè)點(diǎn)之間任意二點(diǎn)短接，共6個(gè)狀態(tài)），用萬(wàn)用表直流電壓20V檔測(cè)量電源輸出端+U端與公共端GND之間的電壓。狀態(tài)輸出電壓-U成品圖電子工藝實(shí)習(xí)項(xiàng)目四模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)板的安裝調(diào)試與使用 為了讓學(xué)生在今后的模擬電路的理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐學(xué)習(xí)中更有效更方便的進(jìn)行模擬電路的實(shí)驗(yàn)，特制作模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)板。本實(shí)驗(yàn)板具有體積小，攜帶方便，成本低，靈活多變，實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)板結(jié)構(gòu)與功能介紹：正弦波信號(hào)發(fā)生器，輸出頻率和幅度可調(diào)的正弦波信號(hào)。 在運(yùn)算放大器的輸出端與同相輸入端之間接有RC選頻網(wǎng)絡(luò)，且構(gòu)成正反饋，因此從輸出端輸出的是由R

17、C選頻網(wǎng)絡(luò)決定頻率的正弦波信號(hào)。其中R=R4=R3=15K，C=C1=C2=0.01uF。 本電路計(jì)算得： R1=10K，R2=20K。在R2二端留有接口R，用以調(diào)試輸出信號(hào)的幅度。 正弦波信號(hào)輸出端Uo（有二個(gè)，是連接在一起的）。在Ru之間外接電阻調(diào)節(jié)正弦波信號(hào)幅度。 。 在Rf之間外接電阻（注意有二個(gè)，完全相同）調(diào)節(jié)正弦波信號(hào)頻率 Uo和fo是在沒(méi)有接電阻情況下的正弦波信號(hào)幅度與頻率（即初始幅度和頻率），大約在7V左右和1000Hz左右。三角波與脈沖波信號(hào)發(fā)生器，輸出頻率可調(diào)的三角波和脈沖波信號(hào)。電路工作原理在這里不做介紹。等到學(xué)生學(xué)習(xí)了模擬電路知識(shí)以后，再去分析電路的工作原理。U1 三角

18、波（有二個(gè)端，是連接在一起的）。幅度為4V。U2 脈沖波（有二個(gè)端，是連接在一起的）。幅度為1.8V。三角波與脈沖波頻率相同，通過(guò)Rf二端外接電阻調(diào)節(jié)頻率。 Fo是不外接電阻時(shí)的頻率。大約在100Hz左右。直流電壓信號(hào)源，輸出直流電壓信號(hào)。直流電壓信號(hào)從Us端輸出，二個(gè)端子是邊接在一起的。不能當(dāng)作電源使用，因?yàn)樗妮敵鲭娏髯詈貌灰^(guò)20mA。 在R+二端外接電阻時(shí)，輸出正電壓，所接電阻越小，輸出正電壓越大。 在R-二端外接電阻時(shí)，輸出負(fù)電壓，所接電阻越小，輸出負(fù)電壓值越大。調(diào)節(jié)時(shí)，中能接一個(gè)，要么接R+，要么接R-。電阻模塊，為實(shí)驗(yàn)電路提供可變電阻，阻值可分別為1，2，3，4，5，6，7，8

19、，9。其狀態(tài)與數(shù)值關(guān)系在板上已經(jīng)標(biāo)注。電容電感模塊，為實(shí)驗(yàn)電路提供可變電容器電感器。 B-C間 333電容，A-B間 683電容，A-C間 223電容。L處是插口，用于插接不同的電感器。運(yùn)算放大器實(shí)驗(yàn)電路模塊 在Ui1端和R4右端分別接入信號(hào)，做比較器用。R7短路，在R4右端接入信號(hào)，做電壓跟隨器用。Ui1接地，在Ui2（或Ui2，Ui3，Ui4）接入信號(hào)，在R7處接入不同電阻。做同相比例放大器用。比例關(guān)系由R7所接電阻的不同而不同。Ui1接入信號(hào)，在Ui2（或Ui2，Ui3，Ui4）接入信號(hào)，在R7處接入不同電阻。做減法器用。關(guān)系由R7所接電阻的不同而不同。Ui1接地，在Ui2和Ui3（或U

20、i4）分別接入信號(hào)，在R7處接入不同電阻。做加法器用。關(guān)系由R7所接電阻的不同而不同。Ui1接入直流電壓，在Ui2（或Ui2，Ui3，Ui4）接入信號(hào)，在R7處接入不同電阻。做電壓變換器用。關(guān)系由R7所接電阻的不同而不同。在R4處接入電阻，信號(hào)從Ui5輸入，可作任意的電路實(shí)驗(yàn)。在R4處接入電容器，R7處接電阻，可做微分電路實(shí)驗(yàn)。在R7處接入電容，可做積分電路實(shí)驗(yàn)。在R4處接入電阻電容網(wǎng)絡(luò)，可做低通濾波器實(shí)驗(yàn)。在R4處接入電阻電容網(wǎng)絡(luò)，可做高通濾波器實(shí)驗(yàn)。三極管電路實(shí)驗(yàn)?zāi)K插口Rb2處接上電阻，改變電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。插口RL處接上電阻，改變電路的放大倍數(shù)。插口Rf處接上電阻，改變電路的負(fù)反饋深度

21、?？勺鰧?shí)驗(yàn)：三極管工作狀態(tài)測(cè)量。改變Rb2，可以讓三極管分別工作在截止，放大及飽和區(qū)。共射放大器。Rf短路，改變Rb2，得到合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。改變RL，得到不同的放大倍數(shù)。負(fù)反饋放大器。改變Rf，得到不同反饋深度的負(fù)反饋放大器。LC正弦波信號(hào)發(fā)生器。接入電容電感網(wǎng)絡(luò)，就是一上電容三點(diǎn)式LC正弦波信號(hào)發(fā)生器。器件本項(xiàng)目沒(méi)有特別的電子器件，不用特別介紹。安裝（本實(shí)驗(yàn)板是下學(xué)期做模電實(shí)驗(yàn)用的，請(qǐng)同學(xué)們一定認(rèn)真對(duì)待，認(rèn)真裝配，認(rèn)真焊接，只要元件裝配正確，焊接沒(méi)有問(wèn)題，就會(huì)成功）貼片電阻的安裝（正面7個(gè)，背面20個(gè)，正面7個(gè)全是0805封裝的，背面電阻模塊處的16個(gè)電阻是1206封裝的，另外4個(gè)是080

22、5封裝的，特別注意的是電阻模塊處的貼片電阻不要裝錯(cuò)了，如果不太清楚，請(qǐng)參見(jiàn)實(shí)物照片）080508050805080512061206120612061206120610K20K3K30K1K2K3K10K20K30K5222112224120612061206100K200K300K112直插電阻1/4。注意，在150K的位置上接15K電阻，標(biāo)注“R”位置處的電阻不裝，這個(gè)電阻是調(diào)試時(shí)才能決定裝多大電阻，本套件里也沒(méi)有發(fā)這個(gè)電阻。100K2K22K15K20K24K1K100R30K62K1213111111直插二極管IN4148。注意正負(fù)極，有黑色邊的一端是負(fù)極。芯片座8P的三個(gè)，注意芯片座的缺口方位。直插瓷片電容103333683511LED 2個(gè)，注意正負(fù)極，長(zhǎng)腳為正，對(duì)應(yīng)板上的方形焊盤(pán)。三極管9013 一個(gè)。注意三極管的極性，平面對(duì)著自