简单直流稳压电源的制作与检测

1．10．1 任务目标

(1)会进行简单直流稳压电源的制作。

(2)能排除简单直流稳压电源的故障。

1．10．2 基础知识

直流稳压电源的组成与工作原理

生产与科研中常需要直流电源，为获得直流电源，除采用直流发电机、蓄电池外，目前广泛采用各种半导体器件将交流电转换为直流电。主要经过变压、整流、滤波、稳压几个过程。直流稳压电源主要由四部分组成: 电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路，如图1-10-1所示。

图1-10-1 直流稳压电源的组成

(1)电源变压器。将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压，一般次级电压u2较小。

(2)整流电路。将变压器次级交流电压u2变成单向的直流电压u3，它包含直流成分和许多谐波分量。

(3)滤波电路。滤除脉动电压u3中的谐波分量，输出比较平滑的直流电压u4。该电压往往随电网电压和负载电流的变化而变化。

(4)稳压电路。它能在电网电压和负载电流的变化时，保持输出直流电压的稳定。它是直流稳压电源的重要组成部分，决定着直流电源的重要性能指标。

一个简单的并联型直流稳压电路如图1-10-2所示，其工作过程为: 电源变压器将交流电源电压变换成符合整流电路所需的交流电压，经二极管组成的整流电路把交流电压变换成单向脉动直流电压，再利用电容、电感组成的滤波电路滤去脉动的交流分量，以供给负载所需的平滑的直流电压。考虑到电源电压的波动或负载变化，还需加入稳压电路。

图1-10-2 简单并联型直流稳压电路

1．10．3 技能实训一

简单直流稳压电源的制作

1．10．3．1 实训目标

(1)增强专业意识，培养良好的职业道德和职业习惯。

(2)熟悉并联型稳压电源电路及其工作原理。

(3)会熟练使用常用电子仪器仪表。

(4)能正确装接电路，并能完成稳压电源电路的调试。

1．10．3．2 实训器材

(1)万能板1块;

(2)双踪示波器1台;

(3)万用表、直流毫安表各1块;

(4)直流可调稳压电源1台;

(5)1N4007型二极管4只，2CW53型稳压管1个，470Ω电阻1个，可调电阻510Ω电阻1个，电容470μF/125V1个，导线若干。

1．10．3．3 实训内容与步骤

(1)识别与检测元器件，若有元器件损坏，请说明情况。

(2)在万能板上按照图1-10-3所示装接电路，直流电源外置，且输出置零电位。

图1-10-3 简单直流稳压电源电路图

(3)电路调试

①接通交流电源，使变压器输出电压为16V。测量稳压器输入电压Ui、基准电压UZ以及输出电流IO，记入表1-10-1。若有异常数据，说明电路存在故障，排除故障后记录如下。

故障现象及排除过程: ___________。

表1-10-1 稳压电源实测数据表(u2=16V，f=50Hz，RL=510Ω)

②调整好示波器各挡位，测量电源变压器二次侧、电源滤波、稳压输出各点的实际工作波形。并把观察的波形记录表1-10-2中。

表1-10-2 记录示波器测量稳压电源各点电压的波形图

③调节RL观察UO的变化情况: _______。

(4)最小输入电压Uimin的测试

稳压电源空载下，用示波器观察UO的波形。缓慢调小U2，当UO开始明显随U2下降时，停止调节。测量此时的Ui，即得稳压电路的最小输入电压，Uimin=_______ 。

1．10．3．4 实训注意事项

(1)交流侧的“接地”与直流侧的“接地”不同。这一点，在对稳压电源进行调试和测量时尤需注意，以免损坏仪器仪表;

(2)电路装接时，整流管、稳压管、电解电容极性不能接错，以免损坏元器件，甚至烧坏电路;

(3)电路装接好之后，才能通电，不能带电改装电路。

1．10．3．5 实训考核

简单直流稳压电源的制作实训考核评价如表1-10-3所示。

表1-10-3 考核评价表

注: 各项配分扣完为止。

1．10．3．6 实训思考

若稳压管的极性接反了，能否起到稳压作用? 输出电压为多少? 观察输出的波形。

1．10．4 技能实训二

简单直流稳压电源的检测与故障排除

1．10．4．1 实训目标

(1)增强专业意识，培养良好的职业道德和职业习惯。

(2)以直流电源为对象，学习检测电子电路故障的方法和步骤。

1．10．4．2 实训器材

(1)双踪示波器1台;

(2)万用表1块;

(3)自耦变压器1台;

(4)实验电路板1块，板上电路如图1-10-3所示，并已在电路中设置了4个故障。

1．10．4．3 实训内容与步骤

(1)了解直流稳压电源电路的典型故障，见表1-10-4。

表1-10-4 直流稳压电源电路的典型故障

(2)初步检查，先外观检查，若未发现有烧焦、脱线等异常现象后，可通电测试。

(3)熟悉被检测电路在正常工作时，从输入到输出各级电压值及波形图。

(4)接通电源，用万用表逐级测量输入输出电压，同时用示波器观察波形，确定故障并排除，直到电路正常工作为止。将检测电路故障情况记录于表1-10-5。

表1-10-5 检测电路故障情况表

1．10．4．4 实训注意事项

(1)排除故障时一定要断电操作。

(2)通过检测找出可疑元器件后，还需用万用表作进一步的确认检查。

(3)前后级的电路会相互影响，需谨慎确认故障。

1．10．4．5 实训考核

简单直流稳压电源的检测与故障排除考核评价如表1-10-6所示。

表1-10-6 考核评价表

注: 各项配分扣完为止。

1．10．4．6 实训思考

(1) 在如图1-10-3所示电路中若测出UCF=UEF，则电路可能产生的故障是_______ 。

(2)图1-10-3所示电路中，若稳压管短路，则电路的故障现象是_______ ，若稳压管开路，则电路的故障现象是 _______。