【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，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，而同時在一定程度上克服了它的缺點。 橋式整流電路的工作原理：當變壓器次級線圈上交流電壓 e2（次級線圈）為正半周時，對 DD2 施加正向電壓，D3，D2 導通；對 DD4 加反向電壓，DD4 截止。電路中構(gòu)成 eDCD2 通電回路，在 C1 上形成上正下負的半波整流電壓。當 e2 為負半周時，對 DD1 加正向電壓，DD1 導通；對 DD3 加反向電壓，DD3 截止。電路中構(gòu)成 eDCD1 通電回路，同樣在 C1 上形成上正下負的另外半波的整流電壓。經(jīng)過無數(shù)的正負變換，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。因為耐壓必須要大于電路所承受的電壓，而經(jīng)整流后得到的是 47V 左右的直流電壓，計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，在實際應用中要注意加裝散熱片。為了保護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二極管1N4003。集成穩(wěn)壓模塊在接入整流濾波后的電壓時，全波整流之后的電壓平均值是前面變壓器次級電壓有效值的 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)一個電源指示電路，即一個電阻串聯(lián)一個發(fā)光二極管。電路調(diào)試時，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。計算與發(fā)光二極管串聯(lián)的電阻值。發(fā)光二極管要想點亮都有一個最小電流，這里取6mA。發(fā)光二極管導通時兩端的管壓降在 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 = 。為達到設計要求，關鍵是對輸出端和調(diào)節(jié)端，調(diào)節(jié)端和地之間的兩個外接電阻的計算，由于調(diào)節(jié)端的輸出電流僅為100mA，可以忽略不計。即認為圖中的電阻R2和RV1是串聯(lián)關系。，電路的最大輸出電壓為37V，所以滑動變阻器的最大值可以算出。一般設R2為100～200Ω，典型值為120Ω，這里設為200Ω。實際接線時，這個電阻應盡可能地靠近LM317元件來接，因為它本應是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)在滑動變阻器兩端，可防止滑動變阻器在調(diào)節(jié)過程中由于抖動而產(chǎn)生的諧波，一般經(jīng)驗值為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。標準工作時的電壓為+5V、5V，所以需要外加電壓，芯片自動進行一系列的數(shù)值轉(zhuǎn)換后，直接驅(qū)動共陽極 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，并對其電壓進行測量及顯示。因為在設計時采用了模塊化設計，使得此電路除了可以測量本電源的電壓外，還可以當電壓表獨立使用，模塊化優(yōu)勢明顯。：芯片的第一腳，是正放芯片，面對型號字符，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。許多廠家會在第一腳旁邊打上一個小圓點作為標記。知道了第一腳之后，按照反時針方向去走，依次是第 2 至第 40 引腳。（1 腳與 40 腳遙遙相對）。：芯片第一腳是供電，正確電壓是 DC5V 。第 36 腳是基準電壓，正確數(shù)值是 100mV，第 26 引腳是負電源引腳，正確電壓數(shù)值是負的，在 －3V 至 －5V 都認為正常，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信號輸入，以方便測試。 27,28,29 引腳的元件數(shù)值，它們是 ,47K, 阻容網(wǎng)絡，這三個元件屬于芯片工作的積分網(wǎng)絡，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，信號地是 30 腳，基準地是 35 腳，通常使用情況下，這 4 個引腳都接地，在一些有特殊要求的應用中（例如測量電阻或者比例測量），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電源，通常采用簡單方法，利用一個 +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，一個電感來進行信號放大，把芯片 38 腳的振蕩信號串接一個 20K －56K 的電阻連接到三極管B 極，在三極管C極串接一個電阻（為了保護）和一個電感（提高交流放大倍數(shù)），在正常工作時，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，把這個信號通過 2 只 4u7 電容和 2 支 1N4148 二極管，構(gòu)成倍壓整流電路，可以得到負電壓供給 ICL7107 的 26 腳使用。這個電壓，最好是在 － 到 － 之間。，也沒有短路或者開路故障，那么，電路就應該可以正常工作了。利用一個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)碼管應該對應分別顯示 , 的數(shù)值，允許有 2 －3 個字的誤差。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，就是把基準電壓作為信號輸入到芯片的信號端，這時候，數(shù)碼管顯示的數(shù)值最好是 ，越接近 越好。這個測試是看看芯片的比例讀數(shù)轉(zhuǎn)換情況，與基準電壓具體是多少 mV 無關，也無法在外部進行調(diào)整這個讀數(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，這時候，芯片 27,28,29 引腳的元件數(shù)值，更換為 ,470K, 阻容網(wǎng)絡，并且把 36 腳基準調(diào)整到 就可以使用在177。 量程了。，被廣泛應用在許多測量場合，它是進行模擬－數(shù)字轉(zhuǎn)換的最基本，最簡單而又最低價位的一個方法，是作為數(shù)字化測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)、個位數(shù)這段驅(qū)動信號直接連接到四個共陽極 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；“g 段”由 ICL7107 的 pin20 極性顯示端 POL 驅(qū)動，用來顯示負號。芯片的 33，34 腳接基準電容，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 腳作為基準電壓輸入，也稱作定標系數(shù)調(diào)節(jié)電壓，36 腳電壓至關重要。我們可以通過公式 N=1000Vi/Vref+來計算它的定標系數(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 腳為負極性指示。 （制作時 ICL7107 等芯片都應該使用IC 插座，一切做好后再插 IC，以防電路焊接時過熱造成芯片內(nèi)部損壞） 。ICL7107 是一塊應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 LED 數(shù)碼管，內(nèi)部設有參考電壓、獨立模擬開關、邏輯控制、顯示驅(qū)動、自動調(diào)零功能等。基于 ICL7107 的數(shù)字電壓表電路其實稍加改造，還可演變出很多電路，如數(shù)顯電流表、數(shù)顯溫度計等。結(jié)論通過對數(shù)顯直流穩(wěn)壓電源的設計與制作，讓我真正感受到了電子這門學問的博大精深。本以為在大學四年里學到的知識應該足以應對設計與制作一個數(shù)顯穩(wěn)壓電源，但事情往往想得簡單，做起來卻難上加難。而且可以深切體會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為基礎，對書本大量知識的串接和擴展。所以一開始著手，將大量理論知識轉(zhuǎn)為實踐時，我有點手足無措，還好有老師和同學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，除了論述的三個方案外，還考慮到了由 51 單片機作數(shù)控數(shù)顯直流電源，但考慮到電路復雜，選用了比較簡單的直接整流穩(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)整率和負載調(diào)整率，最終達到題目的指標要求，再加入集成穩(wěn)壓電路。再使用ICL7107 芯片實現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)數(shù)字顯示。在 LM317 中可實現(xiàn)過熱，過流保護。在有限水平條件下進行制作的數(shù)顯直流穩(wěn)壓電源，擁有一個可調(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)壓電源價格一般都在百元以上，外表看上去是挺好看的，但實用是最主要的。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)對于調(diào)試電源基本能滿足要求。在設計與制作過程中，除了學會了很多芯片等元器件的正確使用外，更多的是掌握了各個芯片模塊的工作原理，每個器件在電路中起到的作用，對電路在焊接時的布線布局才是設計的宗旨?？偟膩碚f，本次畢業(yè)設計，不僅僅是自己大學四年里理論知識的實踐，更是對自己今后工作的發(fā)展模式或者說是狀態(tài)的快速適應。讓我感覺在接到任務后，不能手忙腳亂，需要冷靜分析要求，理清思路，得到最優(yōu)最簡單的方法來完成任務。同時也讓我對電源產(chǎn)生了