電工、電子專業學生穩壓電源制作與調試實訓課題

張淬 廖桂芳 張雄 徐志明 張虹

【摘要】在職業技術學院中實訓課程是一門將理論知識與實際操作結合在一起的重要課程，實訓課題的完善對學生以后工學交遞起到至關重要的作用，因此學生完成實訓中的操作技能外，還應根據所學的理論知識進行多種項目的調試內容，以便使所學理論與實踐能更好銜接。

【關鍵詞】實訓;電源;制作;步驟;調試

在職業技術學院中，電工、電氣、電子專業學生技能操作訓練和電工、電子類設備的安裝與調試是實訓課程必不可少的重要環節，而電路中電源部分是所有電工、電氣、電子設備中的重要組成部分，也是電工、電子專業學生見到最多的一種單元電路，電源的制作與調試能使學生對學習熟習電工、電子線路有更深一步了解，使理論知識與實際操作能充分結合與融化。

一、電源電路選擇

目的讓學生裝配設備其目的就是將學生的理論知識與實踐知識相結合，提高學生動手操作技能工藝，激發學生的學習積極性和能動性。綜合各方面考慮我們選用一種簡單.實用多功能降壓串聯型穩壓可調電源電路。此電路學生裝配比較安全性能可靠.實用，它用一只小型降壓變壓器將高壓交流220V與穩壓電源電路隔離開，避免觸電事故現象的發生，這樣指導老師就有精力對學生進行大范圍教學，并且也能對學生進行大面積同時制作裝配與調試。

二、電源電路要求

穩壓電源電路選擇不可太求復雜，電路一旦過于繁鎖很可能會達不到學生求知欲的期望結果，使學生動手積極性受到挫傷無功而返。直流穩壓電源的組成如圖1所示。

1.串聯型穩壓電源

穩壓電源由降壓部分、整流部分、濾波部分、穩壓部分、調壓部分、測試部分、保護部分等7部分電路組成。

圖1 直流穩壓電源的組成

2.穩壓電源工作原理

電源變壓器將交流220V電壓降為交流15V電壓，當正半周時電流通過D1、D4，負半周時電流經過D2、D3，D1-D4組成的橋式整流電路使交流變換成直流。假如某種原因使U1↑→U5↑→U3↑→VT3b↑→VT3c↓→VT2b↓→VT2c↓→VT1b↓→VT1導通值增大→U5↓→回到正常值。

3.主要電路及技術指標

（1）選擇穩壓電源的電路參數，輸出電壓Uo的變化范圍。輸出電流Io的數據與保護數據。電壓穩定度，在負載電流保持為額定范圍內的任何一個值時，輸出電壓值在規定的范圍內變化所產生的一個平均量，電流為普通型，Io=1A，Uo=1.5V-12V可調，具有過載保護，短路保護功能。

（2）穩壓電路的選擇，學生制作的最常見的穩定效果好的線性串聯型輸出電壓可調的穩壓電路為基礎，能夠完善理論基礎知識與實際電路相結合，力求高性能、低價格、高可靠、調試容易，學生易掌握制作的穩壓電路為版本。

4.元器件選擇

（1）調整管VT1參數，Icm>Io，VBRCeo> （Uimax -Uomin）Pcm>（Cimax-Uomin）Iomax，調整管選擇時應注意以上三個極限參數而且必須同時滿足條件，VT2，VT3為C1815;VT4為S8050。

（2）降壓變壓器的選擇：變壓器為初級輸入電壓為交流220V，次級輸出電壓為交流15V，功率15W-20W成品變壓器。選購時一定要保證質量。

5.電路板的選擇

為便于操作、管理、教學、指導，節約成本，我們采用萬能接線板進行電路焊接，規格10cm×10cm，這樣有利于對學生實行大范圍操作實訓。

6.整流

穩壓二極管選擇;整流二級管參數，IT≥ （1.5-2.5）Id，Id=Io/2，UDBR≥（1.5-2.5）UAmax，一般選擇最大負載電流是1A最高擊穿電壓為50V的普通型整流二級管都行，也可直接選用型號為1N4001系列普通硅二極管作整流二級管用，穩壓二極管參數選擇，直流穩壓值為5.6V、最高負載電流1A。

7.電阻選擇

部標RT21、額定功率為0.5W電阻器。

8.電容選擇

在單相全波整流橋式電路中紋波因數為0.7%時，濾波電容容量按實際運用效果應遵循一定的選擇原則C>0.144/CRLf，對于輸出電壓為12V，輸出電流為1A的直流穩壓電流，濾波電容容量C應選擇2000uF-3300uF之間任何一種容量的電容，濾波電容容量選擇越大濾波效果會越理想，但隨即帶來的問題是電容的體積增大，給安裝帶來不便。電容C耐壓值必須>Uamax=1.414X1U2并應留有一定余量，一般選用額定電壓值在25V-35V之間，濾波電容的額定電壓值不能選得太低，太低容易造成電路故障造成一些不必要的麻煩。

三、變壓器及整流濾波電路實訓步驟、內容

1.安裝變壓器

初級AC220V，次級AC15V。

（1）連接電源插頭線與變壓器初級繞組，將變壓器固定在電路板上。

（2）插上變壓器電源插頭接通電源，用萬用表測量變壓器次級交流電壓值。

（3）用示波器測出次級交流正弦波形。

2.安裝整流濾波電路

（1）D1-D4折彎兩引腳照圖，焊成橋式整流。

（2）接通變壓器電源測量整流后的電壓值。

（3）測量整流后的波形。

（4）濾波電容C12200UF25V插入電路板上焊好，注意，濾波電容的正.負極性不能焊錯。

（5）接通變壓器電源測量濾波后的電壓值。

（6）測量濾波后的波形，觀察其電容濾波的作用，使學生知道輸入正弦波的波形通過不同的電路部分在電路內產生不一樣的波形變化。

四、穩壓電路實訓步驟、內容

1.VT1、VT2組成復合調整管，R3、VD6、VD8組成基準穩壓電路，RP、R8組成取樣電路，VT3完成對電壓進行誤差放大電路，調節RP可改變輸出電壓值，VD7為普通硅二極管，VD8為發光二極管，通過連線切換，可選擇不同的基準電壓參數值。

2.安裝，照圖1線路對元件用萬用表判測后焊接到電路板上。

3.短接B2、B3、A1、A2焊盤，接通電源進行調試，因為VD6基準電壓為5.6V，所以輸出電壓最小值為6.2V左右。

4.更換VD6用VD7或VD8代替，可以觀察到輸出電壓最小值為1.4V-2.5V。

五、過載及短路保護電路實訓步驟、內容

1.R5為過載取樣電阻，VT4為取樣電流放大，連接A2，A3及B1、B2后，VT3為過流保護開關管，當輸出電壓短路時，流過R5的電流大于1A，使得UE-Uo>0.7V，VT4導通，由于Ic4=Ib3，VT3也導通，使UB電壓迅速下降，輸出電壓也下降，調整管得以保護。

2.安裝VT4，R6、R7短接B1、B2和A2、A3。

3.接通電源，調節輸出電壓為12V。

4.在輸出回路串入一直流電表和一只20歐姆大功率線繞可調電阻，逐步減小阻值，觀察電流表上電流的變化情況，記錄過載保護值。

六、輸出檢測電路實訓步驟、內容

1.輸出檢測電路由內阻1千歐，滿度電流為1mA15V直流電壓表構成，通過K1的轉換實現電壓，電流的測量，當K1置“1”時，電表通過RV并接在電路中進行電壓測量，當K1置“2”時電表通過R12并接R11上進行電流測量，由于R11需要線繞難以保證精度，因此我們直接利用R5作為取樣電阻，串入R12進行調試，雖然精度差一點，但不影響測量。

2.電流表校正，重復過載及短路保護電路中3項4項過程，調節可變電阻RP使數字萬用表指示值為500mA，調節R12，使電流表指在“5”的位置，再調節可變電阻RP使數字萬用表指到1A，調校電流表為“10”即可。

3.固定表頭、電位器、開關。

當以上所有內容按實訓步驟完成后，一臺小型經濟實用的直流穩壓電源就制作完成。

參考文獻

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