可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的制作與調(diào)試教案

課題學(xué)習(xí)任務(wù)1.3課型新課--可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的制作與調(diào)試授課班級(jí)授課時(shí)數(shù)教學(xué)目標(biāo).了解三端集成穩(wěn)壓器件的種類、主要參數(shù),以及典型應(yīng)用電路.會(huì)識(shí)別三端集成穩(wěn)壓器件的引腳，能安裝與調(diào)試可調(diào)直流穩(wěn)壓電源。教學(xué)重點(diǎn).三端集成穩(wěn)壓器件及其應(yīng)用.直流穩(wěn)壓電源的安裝、調(diào)試與測(cè)量教學(xué)難點(diǎn)直流穩(wěn)壓電源的安裝和調(diào)試學(xué)情分析教學(xué)效果教后記實(shí)物展示：穩(wěn)壓二極管實(shí)物展示：穩(wěn)壓二極管實(shí)物展示：三端集成穩(wěn)壓器實(shí)物展示結(jié)合演示講解結(jié)合演示講解，并開展實(shí)訓(xùn)相關(guān)鏈接興趣發(fā)展實(shí)物展示結(jié)合演示講解實(shí)物展示實(shí)物展示觀看視頻結(jié)合演示講解，并開展實(shí)訓(xùn)相關(guān)鏈接興趣發(fā)展課外閱讀知識(shí)拓展基礎(chǔ)知識(shí)集成穩(wěn)壓電路㈠穩(wěn)壓電路概述交流電經(jīng)過整流、濾波后轉(zhuǎn)換為平滑的直流電，但由于電網(wǎng)電壓或負(fù)載的變動(dòng)，使輸出的平滑直流電也隨之變動(dòng)，因此，仍然不夠穩(wěn)定。為適用于精密設(shè)備和自動(dòng)化控制等，有必要在整流、濾波后再加入穩(wěn)壓電路，以確保當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，輸出電壓不受影響，這就是穩(wěn)壓的概念。完成穩(wěn)壓作用的電路稱為穩(wěn)壓電路或穩(wěn)壓器。㈡集成穩(wěn)壓電路1.固定輸出式三端集成穩(wěn)壓器固定輸出式三端集成穩(wěn)壓器有三個(gè)引出端，即接電源的輸入端、接負(fù)載的輸出端和公共接地端，其電路符號(hào)和外形如圖1—18所示。常用的固定輸出式三端集成穩(wěn)壓器有 CW78xx和CW79xx等兩個(gè)系列,78系列為正電壓輸出,79系列為負(fù)電壓輸出，其電路如圖1-19所示.固定輸出式三端集成穩(wěn)壓器型號(hào)由五個(gè)部分組成，其意義如下：0WXX□XXIIII1 輸出電壓，如“06”表示輸出電壓為6V|II」輸出電流：L為0.1A,M為0.5A,無字母為1.5A|I L-產(chǎn)品序號(hào)：78為正電壓輸出,79為負(fù)電壓輸出IL-穩(wěn)壓器L-國標(biāo)圖1—18固定輸出式三端集成穩(wěn)壓器圖1-19固定輸出式集成穩(wěn)壓電路接線圖2.可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器不僅輸出電壓可調(diào)節(jié)，而且穩(wěn)壓性能要優(yōu)于固定式，被稱為第二代三端集成穩(wěn)壓器?？烧{(diào)式三端集成穩(wěn)壓器也有正電壓輸出和負(fù)電壓輸出兩個(gè)系列：CW117X/CW217X/CW317X系列為正電壓輸出，CW137X/CW237X/CW337X系列為負(fù)電壓輸出，其外形和引腳排列如圖1—20所示.可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器型號(hào)也是由五個(gè)部分組成，其意義如下：C~|W幻際I彳~||| || 1 輸出電流：L為0。1A,M為0.5A，無字母為1.5A| | |L-產(chǎn)品序號(hào)：17為正電壓輸出，37為負(fù)電壓輸出| |L-產(chǎn)品序號(hào)：1為軍工，2為工業(yè)、半軍工，3為一般民用|L-穩(wěn)壓器I—國標(biāo)圖1-20可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器外形和引腳排列圖可調(diào)式集成穩(wěn)壓電路如圖1-21所示。圖中電位器Rp和電阻R1組成取樣電阻分壓器，接穩(wěn)壓電源的調(diào)整端（公共端）①腳，改變Rp可調(diào)節(jié)輸出電壓UO的高低，?？稍?.25?37V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。在輸入端并聯(lián)電容q,旁路整流電路輸出的高頻干擾信號(hào)；電容C2可以消除Rp上的紋波電壓，使取樣電壓穩(wěn)定;電容C3起消振作用.圖1-21可調(diào)式集成穩(wěn)壓電路接線圖工作步驟步驟一:電路制作與調(diào)試在單孔印制電路板上正確焊接如圖1—22所示的可調(diào)集成穩(wěn)壓電源電路，完成電路安裝與焊接的電路實(shí)物圖如圖1-23所示。圖1-22可調(diào)集成穩(wěn)壓電源電路原理圖

圖1-23可調(diào)集成穩(wěn)壓電源實(shí)物圖相關(guān)鏈接焊接工具和材料㈠電烙鐵電烙鐵可分為外熱式和內(nèi)熱式兩種，如圖1—24所示。按電烙鐵的功率來分類，通常有15W、20W、25W、35W、50W、75W和100W等。一般焊接半導(dǎo)體及小型電子元件,應(yīng)選用15W?25W的電烙鐵；對(duì)于焊接較特殊的器件（如MOS電路），應(yīng)選用內(nèi)熱式20W?25W的電烙鐵，且電烙鐵的外殼要有良好接地；焊接大型元件或焊接面積較大場(chǎng)合，可選用40W的電烙鐵；焊接金屬底板、粗地線等熱容量大的器件，則需用75W及以上的電烙鐵。圖1-24電烙鐵新電烙鐵使用前應(yīng)將烙鐵頭鋰干凈，可按照工作需要鏗成一定形狀，如楔形、圓錐形、角錐形、斜面形、平頂形等。待通電加熱后，先上層松香，再掛一層錫，防止長時(shí)間加熱因氧化而被“燒死”，不再“吃錫”。長時(shí)間使用的電烙鐵，不焊接時(shí)可將電源電壓調(diào)低一些，避免烙鐵頭“燒死”。各種烙鐵架的外形如圖1-25所示。圖1-25各種烙鐵架㈡焊錫圖1-26焊錫和助焊劑㈢助焊劑焊接過程中常需要使用助焊劑。常用的助焊劑有松香、松香酒精溶液、焊油、焊錫膏等.松香（見圖1—26（b））和松香酒精溶液屬中性焊劑，不腐蝕電路元件和影響電路板的絕緣性能，助焊效果好，因此使用較多。為了去除焊點(diǎn)處的銹潰，確保焊點(diǎn)質(zhì)量，有時(shí)也采用少量焊油或焊錫膏，因它們屬于酸性助焊劑。對(duì)金屬有腐蝕作用；因此，焊接后一定要用酒精將焊點(diǎn)擦洗干凈，以防損害印制電路板和元器件引線。多媒體資源演示元器件成形、焊接工具、材料和手工焊接技術(shù)。步驟二:電路的調(diào)試與測(cè)量完成電路的連接并經(jīng)檢查無誤后，方能在輸入端接通16V交流電源，進(jìn)行調(diào)試與測(cè)量。⑴萬用表選擇直流電壓50V擋，黑表筆接地（直流電源負(fù)端），紅表筆接LM317的3腳，將3腳的電位值記錄于表1—5中.⑵萬用表選擇直流電壓10V擋，黑表筆接地（直流電源負(fù)端），紅表筆接LM317的1腳，同時(shí)用螺絲刀調(diào)節(jié)電位器RP的電阻值，1腳的電位應(yīng)均勻地變化；將1腳的電位變化范圍記錄于表1—5中.⑶萬用表選擇直流電壓50V擋，黑表筆接地，紅表筆接LM317的2腳，同時(shí)用螺絲刀調(diào)節(jié)電位器RP的電阻值，2腳的電位應(yīng)在1.25?21V之間均勻地變化；將2腳的電位變化范圍記錄于表1—5中。表1—5可調(diào)集成穩(wěn)壓電路測(cè)量記錄測(cè)試項(xiàng)目測(cè)量值/V3腳電位值 1腳電位變化值2腳電位變化值 相關(guān)鏈接可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器使用注意事項(xiàng)可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器在使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：⑴整流電路輸入的交流電壓不能過高或過低。當(dāng)市電電壓波動(dòng)出現(xiàn)高峰時(shí)，將使整流器出現(xiàn)高壓脈沖，容易損壞集成穩(wěn)壓器；當(dāng)市電電壓波動(dòng)出現(xiàn)最低值時(shí)，必須保證集成穩(wěn)壓器的輸入電壓高于輸出2?3V,否則不能保證穩(wěn)壓器正常工作.⑵可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器的引腳不能接錯(cuò)，同時(shí)要注意接地端不能懸空，否則容易損壞穩(wěn)壓器.⑶可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器CW317在不加散熱片時(shí)功耗僅能承受1W左右，當(dāng)加裝散熱片時(shí)功耗可承受20W,因此需在集成穩(wěn)壓器上加裝散熱片，面積為200mmx200mm即可。⑷當(dāng)集成穩(wěn)壓器的輸出電壓大于25V或輸出端的濾波電容大于25PF時(shí)，穩(wěn)壓器需外接保護(hù)二極管（如圖1—22中的VD5）,以防止濾波電容放電，引起集成穩(wěn)壓器損壞。閱讀材料穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路㈠穩(wěn)壓二極管及其特性穩(wěn)壓二極管是用特殊工藝制造的硅二極管，工作在二極管伏安特性曲線的反向擊穿區(qū)域,其伏安特性曲線如圖1-27所示.從圖可見，當(dāng)反向電壓U較小時(shí)，其反向電流I工很小;但若反向電壓U增加達(dá)到某一值（圖中的A點(diǎn)）時(shí)，反向電流》z開始急劇增加，進(jìn)入反向擊穿區(qū)域；此時(shí)反向電壓U若有微小的增加。uz），就會(huì)引起反向電流Iz的急劇增大（Aiz），即反向電流大范圍的變化（Aiz）而反向電壓卻幾乎不變（Auz）。穩(wěn)壓二極管就是利用這一特性在電路中起穩(wěn)壓的作用.圖1-27硅穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線硅穩(wěn)壓二極管的電路符號(hào)如圖1—28所示，文字符號(hào)用“VZ"表示。圖1—28硅穩(wěn)壓二極管圖形符號(hào)㈡穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)和使用.穩(wěn)定電壓Uz--是指穩(wěn)壓二極管在正常工作狀態(tài)下兩端的反向擊穿電壓值。.穩(wěn)定電流Iz——是指穩(wěn)壓二極管在穩(wěn)定電壓Uz下的工作電流..最大耗散功率PzM--是指穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓Uz與最大穩(wěn)定電流12M的乘積。在使用中若超過PzM,穩(wěn)壓管將被燒毀。.溫度系數(shù)--通常穩(wěn)壓值Uz高于6V的穩(wěn)壓二極管是具有正溫度系數(shù)，穩(wěn)壓值低于6V的穩(wěn)壓二極管是具有負(fù)溫度系數(shù)，穩(wěn)壓值在6V左右的穩(wěn)壓管溫度系數(shù)最小.由于硅材料管的熱穩(wěn)定性比鍺材料管好，所以一般采用硅材料制作穩(wěn)壓二極管。㈢穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路?.電路結(jié)構(gòu)圖1—29穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路基本的穩(wěn)壓電路如圖1-29所示。電路由穩(wěn)壓二極管VZ和電阻R組成。穩(wěn)壓二極管V的作用是穩(wěn)定輸出電壓UL，使UL限制在穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓值Uz上;限流電阻R的作用是限制通過穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電流Iz不超過最大的允許值，并使輸出電壓UL趨向穩(wěn)定。.工作原理

⑴當(dāng)電網(wǎng)電壓升高時(shí)，使u1、u2、整流和濾波電路的輸出電壓都隨之升高，并引起穩(wěn)壓二極管V的兩端電壓Uz增加，輸出電壓UL也增加。根據(jù)穩(wěn)壓二極管的反向擊穿特性，當(dāng)反向電壓U若有微小的增加（AUZ），就會(huì)引起反向電流IZ的急劇增大（AIZ）；因此IZ顯著增加，導(dǎo)致通過限流電阻R的電流及其壓降增大，從而使輸出電壓UL下降，保持穩(wěn)定.其過程可描述為：電網(wǎng)電壓T—u/Tu2T-電容C兩端電壓ucT—輸出電壓uJ—IJ—IT—電阻R兩端壓降urT—輸出電壓uJ。⑵當(dāng)負(fù)載電阻RL增大時(shí)，使輸出電流IL減小,通過限流電阻R的電流及其壓降都減小，并引起穩(wěn)壓二極管VZ的兩端電壓UZ增加，輸出電壓UL也增加。根據(jù)穩(wěn)壓二極管的反向擊穿特性，反向電流IZ將迅速升高，即IZ增大；若IZ的增加量與IL減小量近似相等時(shí)，則通過限流電阻R的電流I及其壓降UR都基本維持不變，從而使輸出電壓UL保持穩(wěn)定。其過程可描述為：負(fù)載電阻RLT—IL1-11—電阻R兩端電壓urI—輸出電壓uLT—iZT—IT—urT—輸出電壓uL1O⑶當(dāng)電網(wǎng)電壓下降或負(fù)載電阻RL減小變化時(shí)，其穩(wěn)壓過程與上述相反.該電路由于穩(wěn)壓二極管與負(fù)載并聯(lián)，所以稱為并聯(lián)型穩(wěn)壓電路（前面介紹的集成穩(wěn)壓電路由于集成三端器與負(fù)載串聯(lián)，所以稱為串聯(lián)式穩(wěn)壓電路）。其優(yōu)點(diǎn)是采用元件比較少，電路結(jié)構(gòu)比較簡單，有一定的穩(wěn)壓效果；但輸出電壓不能任意調(diào)節(jié),穩(wěn)壓性能較差旭此適用于要求不高的場(chǎng)合。在實(shí)際使用中，若用一個(gè)穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值達(dá)不到要求時(shí)，可以采研