【正文】 柄（由慢漸漸加快） ，待二極管兩端電壓穩(wěn)定而不再上升時(shí)，此電壓值即是二極管的反向擊穿電壓。橋式整流電路　 橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要增加兩只二極管口連接成“橋”式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點(diǎn)，而同時(shí)在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)。 橋式整流電路的工作原理：當(dāng)變壓器次級(jí)線圈上交流電壓 e2（次級(jí)線圈）為正半周時(shí)，對(duì) DD2 施加正向電壓，D3，D2 導(dǎo)通；對(duì) DD4 加反向電壓，DD4 截止。電路中構(gòu)成 eDCD2 通電回路，在 C1 上形成上正下負(fù)的半波整流電壓。當(dāng) e2 為負(fù)半周時(shí)，對(duì) DD1 加正向電壓，DD1 導(dǎo)通；對(duì) DD3 加反向電壓，DD3 截止。電路中構(gòu)成 eDCD1 通電回路，同樣在 C1 上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。經(jīng)過無數(shù)的正負(fù)變換，結(jié)果在 C1 上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一致的。橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級(jí)電壓的最大值，是全波整流電路中每只二極管承受的反向電壓的一半。交流電壓經(jīng)過全波整流橋整流后，經(jīng)過電容濾波，一般濾波電容有 2200uF 和 1100uF兩種。因?yàn)槟蛪罕仨氁笥陔娐匪惺艿碾妷海?jīng)整流后得到的是 47V 左右的直流電壓，計(jì)算濾波所需的電容值，可采用以下公式 式中，VM 為濾波之后的最大電壓，Vγ 為濾波之后的波紋電壓，即最大電壓與最小電壓的差值，R 為負(fù)載電阻，f 為工頻 50Hz，可以得到濾波電容為 2200uF。 集成穩(wěn)壓模塊本電路的目的在于將整流濾波后的直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓，減小紋波電壓，提高直流電壓的穩(wěn)定性,得到所需的直流穩(wěn)壓。電路如圖所示：圖 317 集成穩(wěn)壓電路集成穩(wěn)壓電路的核心器件是LM317，在實(shí)際應(yīng)用中要注意加裝散熱片。為了保護(hù)集成器件在接反的狀態(tài)下不被燒壞，在輸入、輸出端之間以及輸出與調(diào)節(jié)端之間分別接反向保護(hù)二極管1N4003。集成穩(wěn)壓模塊在接入整流濾波后的電壓時(shí)，全波整流之后的電壓平均值是前面變壓器次級(jí)電壓有效值的 倍，濾波之后的電壓平均值為全波整流電壓平均值的 倍。還要在濾波電容兩端并聯(lián)一個(gè)電源指示電路，即一個(gè)電阻串聯(lián)一個(gè)發(fā)光二極管。電路調(diào)試時(shí)，如果發(fā)光二極管亮，則說明濾波之前的電路無故障， 否則可判斷出前面電路有問題。計(jì)算與發(fā)光二極管串聯(lián)的電阻值。發(fā)光二極管要想點(diǎn)亮都有一個(gè)最小電流，這里取6mA。發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)兩端的管壓降在 2V 左右。而濾波之后的電壓為 V = 29 ≈47V，電阻就等于其兩端的電壓除以流過它的電流，即 R =（47－2）/6 = 。為達(dá)到設(shè)計(jì)要求，關(guān)鍵是對(duì)輸出端和調(diào)節(jié)端，調(diào)節(jié)端和地之間的兩個(gè)外接電阻的計(jì)算，由于調(diào)節(jié)端的輸出電流僅為100mA，可以忽略不計(jì)。即認(rèn)為圖中的電阻R2和RV1是串聯(lián)關(guān)系。，電路的最大輸出電壓為37V，所以滑動(dòng)變阻器的最大值可以算出。一般設(shè)R2為100～200Ω，典型值為120Ω，這里設(shè)為200Ω。實(shí)際接線時(shí)，這個(gè)電阻應(yīng)盡可能地靠近LM317元件來接，因?yàn)樗緫?yīng)是LM317內(nèi)部電阻。R2/RV4= 200/RV4= ：RV4 = 592 kΩ。由上面的公式，這樣最大值達(dá)不到37V，理論上只有32V左右，有些誤差。另外在圖中，電容C2 和C3 分別為去諧波和濾波作用。C2 并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，可防止滑動(dòng)變阻器在調(diào)節(jié)過程中由于抖動(dòng)而產(chǎn)生的諧波，一般經(jīng)驗(yàn)值為10μF。C3為輸出側(cè)的二次濾波電容，其目的是去掉輸出電壓波形中細(xì)小的波紋。C1/C3 =22。 顯示模塊由于采用了共陽極數(shù)碼管作電壓數(shù)據(jù)的顯示，共陽數(shù)碼管的引腳與接法為簡(jiǎn)化電路，顯示模塊使用了單片 A/D 轉(zhuǎn)換集成電路（ICL7107） ，其中 ICL7107 是一塊美國 INTERSIL 公司生產(chǎn)的三位半雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器，采用雙列直插式封裝。標(biāo)準(zhǔn)工作時(shí)的電壓為+5V、5V，所以需要外加電壓，芯片自動(dòng)進(jìn)行一系列的數(shù)值轉(zhuǎn)換后，直接驅(qū)動(dòng)共陽極 LED 數(shù)碼顯示管（該電路使用 TOS5101BR 數(shù)碼管） ，以 BCD 碼方式在 LED上顯示，可顯示 3 位測(cè)量電壓，電壓范圍可精確到 %。下圖為數(shù)字顯示原理圖：VBUF28CAZ29VIN+31VIN30ACOM32VINT27CREF+34CREF3 VREF+36VREF35V+1V26D12C13B14A15F16G17E18D29C210B21A212F213G225E214D315B316C324A323F317G32E318AB419POL20GND21OSC140OSC239OSC338TEST37U1TC7107C810pfR71kR6470kR810kGND67%RV210kR520kR41MR31MGNDD8LEDBIRG3 21U2TL431R10470R1470VEV=VCV=VCVE實(shí)際上數(shù)顯電路就是一只數(shù)顯電壓表，它接入集成穩(wěn)壓電路的輸出，并對(duì)其電壓進(jìn)行測(cè)量及顯示。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)時(shí)采用了模塊化設(shè)計(jì)，使得此電路除了可以測(cè)量本電源的電壓外，還可以當(dāng)電壓表獨(dú)立使用，模塊化優(yōu)勢(shì)明顯。：芯片的第一腳，是正放芯片，面對(duì)型號(hào)字符，然后，在芯片的左下方為第一腳。也可以把芯片的缺口朝左放置，左下角也就是第一腳了。許多廠家會(huì)在第一腳旁邊打上一個(gè)小圓點(diǎn)作為標(biāo)記。知道了第一腳之后，按照反時(shí)針方向去走，依次是第 2 至第 40 引腳。（1 腳與 40 腳遙遙相對(duì)）。：芯片第一腳是供電，正確電壓是 DC5V 。第 36 腳是基準(zhǔn)電壓，正確數(shù)值是 100mV，第 26 引腳是負(fù)電源引腳，正確電壓數(shù)值是負(fù)的，在 －3V 至 －5V 都認(rèn)為正常，但是不能是正電壓，也不能是零電壓。芯片第 31 引腳是信號(hào)輸入引腳，可以輸入 177。 的電壓。在一開始，可以把它接地，造成0信號(hào)輸入，以方便測(cè)試。 27,28,29 引腳的元件數(shù)值，它們是 ,47K, 阻容網(wǎng)絡(luò)，這三個(gè)元件屬于芯片工作的積分網(wǎng)絡(luò)，不能使用磁片電容。芯片的 33 和 34 腳接的 104 電容也不能使用磁片電容。：芯片的電源地是 21 腳，模擬地是 32 腳，信號(hào)地是 30 腳，基準(zhǔn)地是 35 腳，通常使用情況下，這 4 個(gè)引腳都接地，在一些有特殊要求的應(yīng)用中（例如測(cè)量電阻或者比例測(cè)量），30 腳或 35 腳就可能不接地而是按照需要接到其他電壓上。：負(fù)電壓電源可以從電路外部直接使用 7905 等芯片來提供，但是這要求供電需要正負(fù)電源，通常采用簡(jiǎn)單方法，利用一個(gè) +5V 供電就可以解決問題。比較常用的方法是利用 ICL7660 或者 NE555 等電路來得到，這樣需要增加硬件成本。我們常用一只 NPN 三極管，兩只電阻，一個(gè)電感來進(jìn)行信號(hào)放大，把芯片 38 腳的振蕩信號(hào)串接一個(gè) 20K －56K 的電阻連接到三極管B 極，在三極管C極串接一個(gè)電阻（為了保護(hù)）和一個(gè)電感（提高交流放大倍數(shù)），在正常工作時(shí)，三極管的C極電壓為 － 為最好。這樣，在三極管的C極有放大的交流信號(hào)，把這個(gè)信號(hào)通過 2 只 4u7 電容和 2 支 1N4148 二極管，構(gòu)成倍壓整流電路，可以得到負(fù)電壓供給 ICL7107 的 26 腳使用。這個(gè)電壓，最好是在 － 到 － 之間。，也沒有短路或者開路故障，那么，電路就應(yīng)該可以正常工作了。利用一個(gè)電位器和指針萬用表的電阻 X1 檔，我們可以分別調(diào)整出 50mV,100mV,190 mV 三種電壓來，把它們依次輸入到 ICL7107 的第 31 腳，數(shù)碼管應(yīng)該對(duì)應(yīng)分別顯示 , 的數(shù)值，允許有 2 －3 個(gè)字的誤差。如果差別太大，可以微調(diào)一下 36 腳的電壓。：把 31 腳與 36 腳短路，就是把基準(zhǔn)電壓作為信號(hào)輸入到芯片的信號(hào)端，這時(shí)候，數(shù)碼管顯示的數(shù)值最好是 ，越接近 越好。這個(gè)測(cè)試是看看芯片的比例讀數(shù)轉(zhuǎn)換情況，與基準(zhǔn)電壓具體是多少 mV 無關(guān)，也無法在外部進(jìn)行調(diào)整這個(gè)讀數(shù)。如果差的太多，就需要更換芯片了。 也經(jīng)常使用在 177。 量程，這時(shí)候，芯片 27,28,29 引腳的元件數(shù)值，更換為 ,470K, 阻容網(wǎng)絡(luò)，并且把 36 腳基準(zhǔn)調(diào)整到 就可以使用在177。 量程了。，被廣泛應(yīng)用在許多測(cè)量場(chǎng)合，它是進(jìn)行模擬－數(shù)字轉(zhuǎn)換的最基本，最簡(jiǎn)單而又最低價(jià)位的一個(gè)方法，是作為數(shù)字化測(cè)量的一種最基本的技能。 輸出的千位數(shù)、百位數(shù)、十位數(shù)、個(gè)位數(shù)這段驅(qū)動(dòng)信號(hào)直接連接到四個(gè)共陽極 LED 數(shù)碼管，其中千位數(shù)碼管 LED4 之：“b”段和“c”段都由 ICL7107 的PIN19“bc4”驅(qū)動(dòng)；“g 段”由 ICL7107 的 pin20 極性顯示端 POL 驅(qū)動(dòng)，用來顯示負(fù)號(hào)。芯片的 33，34 腳接基準(zhǔn)電容，27，28，29 腳組成積分電路。38，39 腳的電阻和電容共同構(gòu)成 IC 內(nèi)部振蕩器的 RC 電路。該電路的時(shí)鐘頻率為 45KHZ。30，31 腳為模擬量輸入端，兩腳間的電容為輸入濾波電容。31 腳外接的電阻為限流分壓電阻。該電路 35 腳接地，36 腳作為基準(zhǔn)電壓輸入，也稱作定標(biāo)系數(shù)調(diào)節(jié)電壓，36 腳電壓至關(guān)重要。我們可以通過公式 N=1000Vi/Vref+來計(jì)算它的定標(biāo)系數(shù)。N 表示數(shù)碼管的顯示值，Vi 表示 31 腳輸入電壓的變化值。ICL7107 的 20 腳為負(fù)極性指示。 （制作時(shí) ICL7107 等芯片都應(yīng)該使用IC 插座，一切做好后再插 IC，以防電路焊接時(shí)過熱造成芯片內(nèi)部損壞） 。ICL7107 是一塊應(yīng)用非常廣泛的集成電路。它包含三位半數(shù)字 A/D 轉(zhuǎn)換器，可直接驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管，內(nèi)部設(shè)有參考電壓、獨(dú)立模擬開關(guān)、邏輯控制、顯示驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)調(diào)零功能等?；?ICL7107 的數(shù)字電壓表電路其實(shí)稍加改造，還可演變出很多電路，如數(shù)顯電流表、數(shù)顯溫度計(jì)等。結(jié)論通過對(duì)數(shù)顯直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作，讓我真正感受到了電子這門學(xué)問的博大精深。本以為在大學(xué)四年里學(xué)到的知識(shí)應(yīng)該足以應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)與制作一個(gè)數(shù)顯穩(wěn)壓電源，但事情往往想得簡(jiǎn)單，做起來卻難上加難。而且可以深切體會(huì)到這不單單是書本的照搬和拷貝，可以說是以很多理論知識(shí)為基礎(chǔ)，對(duì)書本大量知識(shí)的串接和擴(kuò)展。所以一開始著手，將大量理論知識(shí)轉(zhuǎn)為實(shí)踐時(shí)，我有點(diǎn)手足無措，還好有老師和同學(xué)的幫助及自己的努力，慢慢找到了方向。等慢慢理清思路后，數(shù)顯穩(wěn)壓電源的目的就在于得到穩(wěn)定的直流電壓，并將其數(shù)字顯示。在方案的選擇上，除了論述的三個(gè)方案外，還考慮到了由 51 單片機(jī)作數(shù)控?cái)?shù)顯直流電源，但考慮到電路復(fù)雜，選用了比較簡(jiǎn)單的直接整流穩(wěn)壓原理?；舅悸罚哼x用由二極管搭建的整流橋，實(shí)現(xiàn)全波整流濾波，為得到線性高精度穩(wěn)壓，降低紋波，提高電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，最終達(dá)到題目的指標(biāo)要求，再加入集成穩(wěn)壓電路。再使用ICL7107 芯片實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示。在 LM317 中可實(shí)現(xiàn)過熱，過流保護(hù)。在有限水平條件下進(jìn)行制作的數(shù)顯直流穩(wěn)壓電源，擁有一個(gè)可調(diào)節(jié)輸出電壓的穩(wěn)壓電源是非常有用的，市面上所售的成品可調(diào)穩(wěn)壓電源價(jià)格一般都在百元以上，外表看上去是挺好看的，但實(shí)用是最主要的。這款可調(diào)穩(wěn)壓電源，輸出電壓范圍為 7 到 30V，最大輸電流為 1A，這些參數(shù)對(duì)于調(diào)試電源基本能滿足要求。在設(shè)計(jì)與制作過程中，除了學(xué)會(huì)了很多芯片等元器件的正確使用外，更多的是掌握了各個(gè)芯片模塊的工作原理，每個(gè)器件在電路中起到的作用，對(duì)電路在焊接時(shí)的布線布局才是設(shè)計(jì)的宗旨?？偟膩碚f，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅僅是自己大學(xué)四年里理論知識(shí)的實(shí)踐，更是對(duì)自己今后工作的發(fā)展模式或者說是狀態(tài)的快速適應(yīng)。讓我感覺在接到任務(wù)后，不能手忙腳亂，需要冷靜分析要求，理清思路，得到最優(yōu)最簡(jiǎn)單的方法來完成任務(wù)。同時(shí)也讓我對(duì)電源產(chǎn)生了