穩壓電源電路安裝與調試1、電路原理圖與元器件參數（1）、元器件參數：電阻器：R11k；R210k；R3680?；R41k；R52.2k；R65.1K電位器：Rp2.2k電容器：C11000uF/25v；C2100uF/16v；C3470uF/16v半導體器件：V1—V41N40074只；V62c2073；V59011；V89014；V7(4.3v或5.1v)穩壓二極管；V9發光二極管。變壓器：B220v/15v(2)、電路原理圖串聯型直流穩壓電源電路原理圖2、相關知識：電源一種提供電能的裝置，分有交流和直流兩種。eq\o\ac(○,1)、交流電(源)交流電是指電流或電壓隨時間發生周期性的變化，交流電源是指提供交流電裝置。如各種發電站（發電是指把其它非電能轉換成電能過程）。通常交流電波形是正弦曲線，主要參數有周期（T）、頻率(f)、幅值(I或U)、相位(φ)。交流電頻率(f)有60Hz和50Hz，前者為歐美國家用，對應的幅值為110v，后者我國用，對應的幅值為220v。這里指的幅值為有效值是峰值的0.707倍，或者說峰值電壓是有效值電壓的1.414倍。通常交流電為三相四線制(A相、B相、C相和零線N)，送到用戶是380v稱作動力電，每相（A相、B相、C相）對零線N稱作單相(220v±10％)俗稱市電。eq\o\ac(○,2)、直流電(源)直流電是指電流或電壓不隨時間發生變化，電流總是沿著一個方向流動。直流電源是指提供直流電裝置。如電池或將交流電轉換為直流電。交流電轉換為直流電是當今獲得直流電主要方法之一，是學習的內容之一。eq\o\ac(○,3)、降壓是指把220v交流電轉換成需要電壓值，通常用變壓器來降壓(電流要求不大時可用電容器降壓)，如電路原理圖所示，變壓器分有初級和次級，初級線圈匝數(N1)與次級線圈匝數(N2)比稱作變比糸數(K)，N1：N2=K，有K=1、K>1和K<1的三種情況。變比糸數K=1的變壓器稱作傳輸變壓器，主要用于阻抗匹配或隔離。變比糸數K>1的變壓器稱作降壓變壓器，主要用于電源電壓的降壓。變比糸數K<1的變壓器稱作升壓變壓器，主要用于電源電壓的升壓。變壓器的工作原理是應用電磁感應現象，在變壓器的次級端有電流通過時線圈中產生磁場會通過互感耦合到次級端線圈產生電流。eq\o\ac(○,4)、整流是將交流電轉換為直流電的過程，通常的方法是應用半導體的PN結具有地單向導電特性來對交流電切割，使其轉換脈動的直流電。整流按其組成電路可分為半波整流；全波整流和橋式整流，按器件可分為二極管整流和可控硅整流。表1-1所示特性。表1-1電路形式U0/UiSId/IOURM整流效率半波整流0.451.57℅11.4150℅全波整流0.90.67℅052.83100℅橋式整流0.9.067℅051.41100℅可控硅整流與導通角大小變化有關—————注：S整流輸出電壓的脈動糸數eq\o\ac(○,5)、濾波整流得到的直流電是脈動的直流電，這樣直流電里包含有各種諧波成分，消出這些諧波而得到平滑直流電過程稱作濾波。按器件可分為電容濾波、電感濾波（阻流圈阻波）和兩結合起來的復合濾波。其過程利用電抗元件的儲能特性消出脈動直流電中的諧波成分。電容濾波用于功率在1000W以下并且電流不大的直流穩壓電源。電感濾波（阻流圈阻波）和兩結合起來的復合濾波用于功率在1000W以上并且電流大的直流穩壓電源。表1-2所示特性表1-2電路形式半波整流輸出電壓半波整流器件上電壓電流橋式整流輸出電壓橋式整流器件上電壓電流電容濾波開路時：1.414Ui帶負載時：UiUrm：2.828Ui流入電流：IL開路時：1.414Ui帶負載時：1.2UiUrm：1.414Ui流入電流：1/2IL電感濾波開路時：1.414Ui帶負載時：0.9UiUrm：2.828Ui流入電流：IL開路時：1.414Ui帶負載時：0.9UiUrm：1.414Ui流入電流：1/2IL復合濾波開路時：1.414Ui帶負載時：1.2UiUrm：2.828Ui流入電流：IL開路時：1.414Ui帶負載時：1.2UiUrm：1.414Ui流入電流：1/2IL注：Ui輸入交流電電壓有效值；Urm最大反向電壓；IL輸出電流。eq\o\ac(○,6)、穩壓在濾波得到平滑直流電后，由于電網電壓的波動和負載變化使得直流電壓不穩定，這樣的直流電源在許多方面不能使用。為使濾波得到平滑直流電在電網電壓的波動范圍之內和負載變化范圍之內輸出的電壓不變，稱作穩壓。一般分簡單的二極管穩壓和三極管調整穩壓。如電路原理圖所示，主要由取樣電路、基準電路、比較放大電路和調整電路組成。簡單的二極管穩壓電路：這種電路結構簡單，應用于輸出電流較小電路中。限流電阻R取值要注意功率的大小。注意穩壓二極管工作在反向狀態。其輸出電壓值大小取決于穩壓二極管的穩壓值。3、穩壓電源電路分析與工作過程：電路工作首先通過變壓器（B）把220v交流電轉換成需要交流電壓值15V，供給整流電路進行整流，如圖所示橋式整流的工作過程：當交流電正半周時二極管V1、V3導通，V2、V4截止，電流流向如圖所示。當交流電負半周時二極管V2、V4導通，V1、V3截止，電流流向如圖所示。這樣在交流電經整流后得到全波的脈動直流，如波形圖所示。這樣的脈動直流電壓可以供給一些要求不高的電路工作，如直流電動機工作等，但在很多電子線路是不能用這樣的脈動直流電壓來工作地。因為在脈動直流電壓中包含有許多諧波成份（諧波：基波的倍數關系），這些諧波在電子線路產生干擾，使電子線路無法正常工作。C1是濾波電容，其作用濾除脈動直流電壓中的諧波成分得到平滑的直流電壓，工作原理是應用電抗元器件特性濾除脈動直流電壓中交流成份，得到平滑的直流電壓。在平滑的直流電壓還存在有很微小的波動，如波形圖所示。這種微小的波動電壓稱作紋波電++指標之一，一般不釆用紋波電壓來表示，而是用紋波糸數來表示（紋波糸數：紋波電壓與輸出直流電壓比值乘上百分數）。上述的降壓、整流、濾波工作過程完成后進入穩壓環節工作，其工作原理是應用反饋調節方式使輸出直流電在規定的交流電網波動或負載變化范圍之內保持基本不變。工作過程如下：電路由取樣（R4、R5、Rp組成）、基準(R3、V7組成)、比較放大（R1、R2、V8組成）和調整(R1、R2、V5、V6組成)，這里V5、V6為復合調整管，一般可用一只小功率管和大功率管組成，其作用是提高調整能力和擴大電流輸出能力，因為復合調整管的放大倍數是二只管子放大倍數的積（β=β1*β2），大功率管輸出電流較大。下面具體分析工作過程：eq\o\ac(○,1)、當電網電壓升高時，使整流、濾波和輸出電壓升高，這樣取樣電位器中心點和比較放大管(V8)的基極電位（Ub）升高，由于比較放大管的發射極電位是基準電位基本不變，從而導致be結電壓升高，根據三極管工作特性，三極管be結電壓升高會使集電極電位下降，所以比較放大管的集電極電位下降，這就導致V5、V6的基極和發射極電位下降，最終使輸出電壓下降，保持輸出電壓基本不變。即：Ui↑→Uo↑→U8b↑→U8c↓→U5b(U5e)↓→U6b(U6e)↓→Uo↓(輸出電壓基本不變)eq\o\ac(○,2)、當電網電壓降低時，使整流、濾波和輸出電壓降低，這樣取樣電位器中心點和比較放大管(V8)的基極電位（Ub）降低，由于比較放大管的發射極電位是基準電位基本不變從而導致be結電壓降低，根據三極管工作特性，三極管be結電壓降低會使集電極電位升高，這就導致V5、V6的基極和發射極電位升高，最終使輸出電壓升高，保持輸出電壓基本不變。即：Ui↓→Uo↓→U8b↓→U8c↑→U5b(U5e)↑→U6b(U6e)↑→Uo↑(輸出電壓基本不變)eq\o\ac(○,3)、當負載變小時(RL增大)，輸出電壓會升高（電源的外特性因素產生）。這樣取樣電位器中心點和比較放大管的基極電位（Ub）升高，由于比較放大管的發射極電位是基準電位不變，從而導致be結電壓升高，根據三極管工作特性，三極管be結電壓升高會使集電極電位下降，所以比較放大管的集電極電位下降，這就導致V5、V6的基極和發射極電位下降，最終使輸出電壓下降，保持輸出電壓基本不變。即：RL↑→Uo↑→U8b↑→U8c↓→U5b(U5e)↓→U6b(U6e)↓→Uo↓(輸出電壓基本不變)eq\o\ac(○,4)、當負載變大時(RL減小)，輸出電壓會降低（電源的外特性因素產生）。這樣取樣電位器中心點和比較放大管的基極電位（Ub）下降，由于比較放大管的發射極電位是基準電位不變，從而導致be結電壓下降，根據三極管工作特性，三極管be結電壓升高會使集電極電位升高，所以比較放大管的集電極電位升高下降，這就導致V5、V6的基極和發射極電位升高，最終使輸出電壓升高，保持輸出電壓基本不變。即：RL↓→Uo↓→U8b↓→U8c↑→U5b(U5e)↑→U6b(U6e)↑→Uo↑(輸出電壓基本不變)上述的工作過程是在規定變化范圍之內，超出規定變化范圍，電路不能正常工作。4、電路裝接工藝：在掌握電路的基本原理和工作過程后，按照原理圖進行電路裝接。具體要求如下：eq\o\ac(○,1)、按照元器件配置數量和參數設置要求清點和用萬用表檢測，若有問題進行更換。eq\o\ac(○,2)、對元器件進行除去氧化層和成型處理。eq\o\ac(○,3)、在電路板上(印制電路板或鈕釘板)合理布局安裝元器件，有極性的元器件(電解電容；二、三極管)注意極性不要裝反，注意元器件引腳高度一般在2mm-5mm之間。元器件引腳或導線連接上不能有跨接，若確實需要跨接時要用絕緣導線連接。eq\o\ac(○,4)、焊接時要符合工藝要求不能有短接和慮焊。eq\o\ac(○,5)、對裝接好的電路進行俢整和檢測，若有問題進行分析并排除。5、穩壓電源電路測試：eq\o\ac(○,1)、測試用儀器：低頻毫伏表一臺；雙綜示波器一臺；調壓器(交流：0V—250V)一臺；指針式萬用表或數字式萬用表二塊；滑動電阻器(0—200?、2A)一只。eq\o\ac(○,2)、測試連線圖：eq\o\ac(○,3)、測試技術指標與說明：穩壓范圍：是指電網波動在±10％（195V—245V）時，輸出的直流電壓基本不變(即輸出的直流電壓幅度下降或上升變化小于0.5V)；帶負載能力：是指負載變化(RL增大或減小)在規定范圍時，輸出的直流電壓基本不變(即輸出的直流電壓幅度下降或上升變化小于0.5V)；最大輸出電流：是指在穩壓范圍內，調節負載變化使輸出的直流電壓幅度下降0.5V時，電流表所指的讀數；紋波系數(紋波電壓)：是指在穩壓范圍內由低頻毫伏表測量出紋波電壓值與輸出直流電壓比值乘上百分數，一般小于或等于5％。eq\o\ac(○,4)、測試說明：通過調壓器的調節模擬電網波動，載時調節Rp測出輸出電壓范圍后，調節輸出電壓為12V。當交流電在195V—245V之間變化時，直流電壓12V應輸出不變。通過負載RL的調節模擬負載的變化，測出輸出電流范圍，在輸出電流范圍內直流電壓12V應基本不變。通過低頻毫伏表測量出紋波電壓值。通過示波器觀看電路中不同點波形，直觀了解到電路的工作過程。eq\o\ac(○,5)、測試步驟與要求：a、在對所安裝的電路檢查無錯(無錯裝、無錯接等)后，按測試連線圖正確接線；b、在電路未通電時，先將調節器的輸出調節到220V后，接通電源，這時觀看電路有無不正常情況，正常情況下，發光