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直流稳压电源的制作在模电教学中的应用

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摘要:随着教育要求的提升,高职教育业越来越引起人们的重视。而高职教育的核心在于人才培养,而人才培养的核心在于课程建设。课程建设的特色是高职教育特色的重要体现。所以构建基于职业需求的课程体系,进行项目课程开发,实施项目教学法,是高职教育课程改革的方向。因此,我系在模拟电子教学中便引入了项目化教学的方案。本文主要介绍的是通过直流稳压电源这个项目来讲解整流、滤波、稳压的知识点。

关键词:项目化;整流;滤波;稳压

1.制作要求

1.1任务

设计直流稳压电源,电源输出电压1.25~30V可调,最大输出电流为1.5A,输出纹波电压小于5mV,稳压系数小于5×10-3;输出电阻小于0.1Ω。

1.2要求

①选择电路形式,画出电路原理图;②合理选择电路元器件的型号及参数,并列出材料清单;③画出安装布线图;④进行电路安装;⑤进行电路调试与测试,拟定调试测试内容、步骤、记录表格,画出测试电路。

1.3装配电路板

在通用电路板上进行电路布局图的安装,电路装配的工艺流程说明,调整测试内容与步骤,数据记录,测试结果分析等。

2.学习要求

1、了解直流电源的基本组成和性能指标。2、掌握线性直流电源中整流、滤波、稳压电路的选择、电路元件的参数计算、选择等。3、掌握线性直流电源设计的方法和步骤。4、掌握直流电源的装配、调试和测试的操作技能。5、具有安全生产意识和预防措施。6、能与他人合作、交流,完成电路的设计、电路的组装与测试等任务,具有团结协作、敢于创新的精神和解决问题的能力。

3.分析过程

3.1电路原理图

如图1所示,T1为自耦变压器,T2为电源变压器,V1~V4为整流二极管,C1为滤波电容,CW7812为三端稳压器,R和RP组成负载RL,两块电压表分别接在整流滤波电路的输出端及稳压电路的输出端。

3.2操作过程及数据分析

1、按图示电路先连接变压器和整流电路,T2用18V,用示波器观察输入、输出端的波形,并用万用表测试输入、输出电压的值(注意输入是交流,输出是脉动直流),并作好记录。变压器输入电压Ui整流后输出电压Uo118V16.2V

2、在第1步的基础上,接入滤波电容,用示波器观察滤波后输出的波形,并用万用表测试输出电压,作好记录。变压器输入电压Ui整流后输出电压Uo1滤波后输出电压Uo218V16.2V21.6V

可以看出经过整流滤波后,交流变成平滑的直流电,输出电压值得到提高,变为1.2Ui。

3、完全按图1接好电路,再按以下操作测试和观察。

①负载电阻RL保持不变,调节自耦变压器在一定范围内220(1±10%)V变化,观察整流滤波电路输出端的电压表及负载两端的电压表的变化,会发现滤波电路输出端的电压表指针发生了变化,而负载两端的电压表读数12V却不变。

②输入电压(自耦变压器调到AC220V)不变,调节RP,观察负载两端的电压表,读数12V仍不变。

可以看出:该电路在电源电压及负载RL变化时,负载两端电压值均不变,即实现了稳压功能。

由以上演示看出:直流稳压电源就是一种把交流电变为直流电,能输出稳定直流的一种电子设备。它一般由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成,其框图如图2所示:图2直流稳压电路框图

图中,电源变压器的作用是为电设备提供所需的交流电压,主要起降压的作用;整流器的作用是实现交流电变成脉动直流电;滤波器的作用是将整流后的脉动直流变换成平滑的直流电;稳压器的作用是克服电网电压、负载及温度变化所引起的输出电压的变化,提高输出电压的稳定性。

根据以上内容,学生通过制作项目电路既加深了对电路结构的认识,又增添了学习兴趣。使这部分枯燥的理论转化为先观察现象,再通过测试的数据,反推各部分数据之间的关系。简化了理论数据的推导过程,学生学起来更加容易,这一点在我系学生学习的过程中得到普遍的认可。(作者单位:泸州职业技术学院)

参考文献

[1]《电子技术》;编著者,付植桐;高等教育出版社;2000年第1版

[2]《模拟电子技术基础》;编著者,刘慰平;北京理工大学出版社;2008年第1版。

[3]《模拟电子技术应用及项目训练》;编著者,张晓琴;西南交通大学出版社