電子產(chǎn)品組裝工藝與設(shè)備課程設(shè)計(編輯修改稿)
2025-04-04 22:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 模擬電路中的直流穩(wěn)壓電源設(shè)計原理； ? 復(fù)習(xí) 模擬電路中的功放電路的設(shè)計原理； ? 學(xué)會 根據(jù) 故障現(xiàn)象分析與排除 電路故障 教學(xué)過程 ? 資訊 ? 直流穩(wěn)壓電源的組成及設(shè)計 。 ? 功率放大電路的工作原理與設(shè)計 ? 學(xué)生課外查找相關(guān)資料進行資訊的學(xué)習(xí)。 ? 計劃、決策 ? 學(xué)生根據(jù)項目描述的要求，組內(nèi)討論進行方案設(shè)計： ? 老師對各組的設(shè)計方案進行點評，確定最優(yōu)方案； ? 根據(jù)原理框圖，畫出詳細的原理圖； ? 查閱資料，畫出 功放電路的設(shè)計 框圖，并畫出電路裝配圖； ? 對電路中元器件的參數(shù) 正確估算。 ? 電路組裝與調(diào)試 ? 根據(jù)電路原理圖畫出裝配圖； 28 ? 編制工藝文件； ? 進行電路組裝； ? 電路通電后，進行相關(guān)參數(shù)的測試； 老師：在學(xué)生進行項目作品組裝時不斷地進行巡視，對出現(xiàn)的故障，和學(xué)生一道進行故障分析，教會學(xué)生分析電路，查找問題。 ? 檢查與評估 ? 能回答老師提出本項目的問題； ? 獨立對電路進行調(diào)試及功能驗證； ? 會整理文檔資料； ? 按格式撰寫項目報告。 2. 授課過程 任務(wù)一 :資訊 ①電網(wǎng)供電電壓交流 220V（有效值） 50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變 壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓 。 ②降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動大）。 ③脈動大的直流電壓須經(jīng)過濾波、穩(wěn)壓電路變成平滑，脈動小的直流電，即將交流成分濾波保留其直流成分。 ④濾波后的直流電壓，再通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給負載 RL。 直流穩(wěn)壓電源原理 直流穩(wěn)壓電源是一種將 220V 工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成，見圖 。 T 工 頻交流 脈動直流 直 流整流濾波穩(wěn)壓負載 圖 直流穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)框圖 其中： 29 電源變壓器：是降壓變壓器，它將電 網(wǎng) 220V 交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變化由變壓器的副邊電壓確定。 整流電路：利用單向?qū)щ娫?，?50Hz 的正弦交流電變換成脈動的直流電。 濾波電路：將脈動直流變換為平滑直流； 穩(wěn)壓電路：抑制由于電網(wǎng)波動或負載改變引起的輸出電壓的變化； （ 1）整流電路 整流電路常采用二極管單相全波整流電路，電路如圖 左圖所示。在 U2 的正半周內(nèi)，二極管 D D2 導(dǎo)通， D D4 截止； U2 的負半周內(nèi)， D D4 導(dǎo)通， DD2 截止。正負半周內(nèi)部都有電流流過的負載電阻 RL，且方向是一致的。電 路的輸出波形如圖 右圖所示 圖 單相全波整流電路 在橋式整流電路中，每個二極管都只在半個周期內(nèi)導(dǎo)電，所以流過每個二極管的平均電流等于輸出電流的平均值的一半。電路中的每只二極管承受的最大反向電壓約為反向擊穿電壓的一半或三分之二（ U2 是變壓器副邊電壓有效值）。 經(jīng)過變壓器變壓后的仍然是交流電，需要轉(zhuǎn)換成直流電才能提供給后級電路，這個轉(zhuǎn)換電路就是整流電路。在直流穩(wěn)壓電源中利用二極管的單向?qū)щ娞匦裕瑢⒎较蜃兓慕涣麟娬鳛橹绷麟姟? 由于全波整流需要特制的變壓器，制作起來比較麻煩，于是出現(xiàn)了一種橋式整流電路。這種整流電路使用普通的變壓器，但是比全波整流多用了倆個整流二極管。由于四個整流二極管連接成電橋形式，所以稱這種整流電路為橋式整流電路。 30 橋式整流電路 由圖 可以看出在電源在正半周時， B1 次級上端為正下端為負，整流二極管 D2和 D4 導(dǎo)通，電流由變壓器 B1 次級上端經(jīng)過 回到變壓器 B1 次級下端：由圖 可以看出在電源負半周時， B1 上端為負下端為正，整流二極管 D1 和 D3 導(dǎo)通，電流由變壓器 B1 次級下端經(jīng)過 回到變壓器 B1 次級上端。 R1 倆端的電壓始終是上正下負，其波形與全 波時一致。 （ 2）濾波電路 圖 電容濾波電路 （ 3）穩(wěn)壓電路 圖 三端集成直流穩(wěn)壓器 功率放大電路 （ 1）變壓器耦合乙類推挽功率放大電路 31 （ 2） 無輸出變壓器的推挽功率放大器（ OTL） ① 輸入變壓器倒相式推挽 OTL 功放 工作過程 32 ② 互補對稱式推挽 OTL 功放 （ 3）最大輸出功率 任務(wù)二 :方案設(shè)計 （ 1）總體框圖 33 圖 9 功放電路 設(shè)計框圖 （ 2）單元電路設(shè)計 ① 直流穩(wěn)壓 電路設(shè)計 圖 10 秒脈沖發(fā)生器電路 本電路產(chǎn)生信 號的周期 T=(R1+2R2)*C (s) ② 功放 電路設(shè)計 圖 11 60 進制計數(shù)、譯碼和顯示電路 34 （ 3）總原理電路的設(shè)計 圖 13 數(shù)字鐘總原理圖 各元件作用 Q1 負責整機的開關(guān)。 當 Q1 有基極電流時，三極管就會導(dǎo)通，當 Q1 沒有基極電流時，三極管就會截止。 Q2 是 Q1 的基極電流放大管。 由于 R5 的電阻很大，基極電流很小，不可能讓 Q1可靠的導(dǎo)通的，但是，經(jīng)過 Q2 放大后，這個電流就可以達到 mA 級，可以讓 Q1 有較大的開關(guān)電流。 35 R3 和 R5 是 Q Q2 的基極偏置電阻。 R3 的作用主要是保證 Q1， Q3 能有效的截止。如果沒有 R3 的話， K C4 以及線路板上有小小的漏電也會讓 Q1 有較大的漏電。而 R1 可以將給 Q Q2 的基極漏電流短路，讓 Q Q2 可靠的截止； R5 有三個作用： 1 是讓 Q2 的基極電流不要太大， 2 是讓 C1 的音頻信號不要通過 R5 損失， 3 是讓 Q Q2 電源端的雜音不要串入到 C4。以上三個作用都是希望 R3 能盡可能的取較大的阻值，但是，又要求能保證 Q Q2 可靠導(dǎo)通。 R4 和 L1 是 Q2 的負載。 防止 Q2 的放大倍數(shù)太大時給 Q1 提供的基極電流也太大，這個控制電流太大將是一種能源的浪 費，本制作中順便加了一只 LED，讓這個原本是浪費的控制電流兼職作用電源指示燈，這是一舉兩得的好事。 W1 電位器實際上就等于是兩個可以改變阻值的電阻。輸入信號在這兩個電阻上進行我們需要大小的分壓，然后再送往放大，這樣就起到了調(diào)節(jié)音量的作用。 本 電路中電位器比較特殊，音量關(guān)到最小時，中心抽頭會自動斷開，相當于 K1 斷開；而在其他時間跟普通電位器一樣都是接通的，相當于 K1 接通。本電路利用這個特點實現(xiàn)電子開關(guān)控制電源。 C4 前置放大器 為了得到很好的聲音信號，而不使后級功放過載，都加有負反饋電路。發(fā)射極電阻就是負反饋電路 ，但它同時也阻擋了音頻信號，所以要加音頻旁路電容，給該電阻上的音頻信號提供交流通路。 W2 可變電阻，等于是兩個可以改變阻值的電阻共用一個引腳。 電源電壓在這兩個電阻上進行我們需要大小的分壓，然后再送給 Q3 做偏置電壓。我們需要調(diào)節(jié)這個電壓讓 Q Q5發(fā)射極電壓等于電源電壓的一半，即中點電壓。 R6 是給 Q3 基極供電的電源隔離電阻。 R6和 C5組成濾波電路， R6 的阻值越大，C5 的容量越大，濾波效果越好，但是要考慮到供電能力和電路穩(wěn)定工作的響應(yīng)時間等問題。本電路中， R6 取值 100Ω 10K 之間都是較好的效果。 C6 是負 反饋隔直電容。 C R R9 組成反饋電路，對于直流而言， C6 表現(xiàn)出無窮大的阻抗，這可以使直流工作點非常穩(wěn)定。對交流來說， C6相當于短路， R9 和 R7的比值決定了放大倍數(shù)。 R7 為零歐姆時，增益最大，靈敏度極高。我們一般都不需要這么大的放大倍數(shù)，大家一般可以根據(jù)實際情況在 10100 歐姆中取值。 C R
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