项目 1 ：直流稳压电源的制作

教学目的

① 掌握桥式整流、滤波、稳压电路的工作原理。

② 掌握焊接技术。

③ 掌握简单直流稳压电源的制作方法。

教学内容

任务1：直流稳压电源的原理

任务2：直流稳压电源的制作

课程的导入当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的装置 --电源电路。我们生活中用到的所有电子设备都必须有电源电路，才能正常工作。直流稳压电源的基本功能是：当电网电压波动或负载发生变化时，都能输出稳定的直流电压。随着电子技术的日益发展的电源技术也得到了很大的发展。由于直流稳压电源应用的普遍性，选择做此项目，可以熟练的掌握直流电源的制作技术，有利于所学知识的巩固及能力的提高。理论更贴近实际。对自已的长远发展有着深远的影响。

本课程从简单的直流稳压电源的制作开始，学习计算机电路的焊接 和制作技术。

任务 1：直流稳压电源的原理

直流稳压电源的结构

整

流

电

路

滤

波

电

路

稳

压 电 路

u1 u2 u3 u

4

uo

电源变压器 : 将交流电网电压 u1 变为合适的交流电压 u2 。整流电路 : 将交流电压 u2 变为脉动的直流电压 u3 。滤波电路 : 将脉动直流电压 u3 转变为平滑的直流电压 u4 。稳压电路 : 清除电网波动及负载变化的影响 , 保持输出电压uo 的稳定。

变压器

一、电源变压器 电源变压器的作用是将来自电网的 220V 交流电压 u1 变换为整流电路所需要的交流电压 u2 。电源变压器的效率为：

1

2

P

P

其中： P2 是变压器副边的功率， P1 是变压器原边的功率。一般小型变压器的效率如表所示：

副边功率 P

2<10VA 10~30VA 30~80VA 80~200VA

效率 η 0.6 0.7 0.8 0.85

uo

u1 u2

aT

b

DRL

uDu2

uo

t 2 3 40

二、整流电路

1. 半波整流电路

2 、桥式整流电路

u1 u2

T

D3

D2

D1

D4

RL

uo

组成：由四个二极管组成桥路

RLD1

D3

D2

D4

u2 uo

u2 uo

u2>0 时

D1,D4 导通D2,D3 截止电流通路 :a D1

RLD4b

u2<0 时

D2,D3 导通D1,D4 截止电流通路 :

b D2RLD4a

桥式整流电路输出波形

u2

D3

D2

D1

D4

RL

uo

a

b

整流输出电压平均值：

Uo=0.9U2

负载电流平均值 :

Io= Uo /RL =0.9 U2 / RL

u2

t

t

uo

三、滤波电路

电容滤波 :

交流电压

脉动直流电压

整流 滤波 直流电压

RL 未接入时a

u1 u2u1

b

D4

D2

D1

D3

RL

uo

S

C

u2

t

uo

t

设 t1 时刻接通电源

t1

整流电路为电容充电

充电结束

没有电容时的输出波形uc

RL 接入时

u1 u2u1

b

D4

D2

D1

D3

RL

uo

S

C

uo

t

u2

t

无滤波电容

时的波形

加入滤波电容

时的波形

四、稳压电路

交流电压

脉动直流电压

整流 滤波 有波纹的直流电压

稳压直流电压

1 、稳压电源类型 :

以下主要讨论线性稳压电路。

稳压管稳压电路

开关型稳压电路

线性稳压电路

常用稳压电路( 小功率设备 )

电路最简单，但是带负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用。

效率较高，目前用的也比较多，但因学时有限，这里不做介绍。

2 、集成稳压器件特点：体积小 , 可靠性高 , 使用灵活 , 价格低廉类型： W7800 系列 —— 稳定正电压 W7805 输出 +5V

W7809 输出 +9V

W7812 输出 +12V

W7815 输出 +15V

W7900 系列 —— 稳定负电压 W7905 输出 -5V

W7909 输出 -9V

W7912 输出 -12V

W7915 输出 -15V

1 端 : 输入端2 端 : 公共端3 端 : 输出端

3 、 W7800 系列稳压器的接线图

+

_

W7805

UI

+

_

Uo

1 3

2

CI

0.1~1F

Co

1µF

+10V +5V

注意：输入与输出端 之间的电压不 得低于 3V ！

1 2 3

1 端 : 公共端2 端 : 输入端3 端 : 输出端

4 、 W7900 系列稳压器的接线图

–

+

W7905

UI

–

+

Uo

2 3

1

CI

0.1~1F

Co

1µF

-10V -5V

1 2 3

5 、集成稳压电源应用电路

u2u1

C1

300µF

+

_

Co

W7805+

_

Uo

1 3

2

1µF

RL

CI

1F

任务 2：直流稳压电源的制作

一、目标电路原理图

0.1

二、目标电路焊接图

三、元器件的选择（ 1）• 根据负载的要求选择稳压集成块，如：单片机需要 +5V 电源，选择 7805 稳压块即可。

• 选择变压器的二次电压： 7805 的输入电压比输出电压至少高 3V ，考虑二极管压降 1V ，所以变压器副边电压至少为 9V ，再考虑交流电压最低为170V ，所以变压器副边的额定电压为： (220/170)*9=11.6(V) ，选 12V 。

• 变压器容量的选择：若负载电流为 500mA ，则需要选择变压器的容量为： 12Vx0.5A/0.6=10VA 。

三、元器件的选择（ 2）• 滤波电容耐压的选择： Uc>1.414*(250V/220V)*U2=19.3 。

– 当 U2为 12V 时， Uc>19.3V, 选 25V 以上即可。• 滤波电容量选择：负载 2A配 4000uF ； 1A 配 2000uF ； 0.

5-1A 配 1000uF ； 0.1-0.5A 配 500uf ； 0.05-0.14A 配 200-500uF ； 0.05A 以下配 200uF 。

• 整流二极管的选择：根据最大反向电压和最大整流电流：1N4001-1N4007均可，耐压为 50V 以上 ,电流为 1A。

• 瓷片电容 104 的表示法：前两位为有效数字，第三位为倍率，容量值： 10x104pF=105pF=0.1uF 。

• 发光二极管的工作电流为： 5-40mA 。电阻的功率为： P=I2R。

四、元器件清单

序号 符号 名称 规格 数量

1 TR 变压器 220V/12V 1

2 D1-D4 二极管 1N4007 4

3 C1 电解电容 1000u/63V

1

4C2 、 C

3 瓷片电容 104 2

5 C4 电解电容 100u/16V 1

6 U1 稳压块 W7805 1

7 R 电阻 330Ω/0.25W

1

8 LED 发光管 RED 1

五、元器件的安装（ 1 ）1.安装前的准备工作：

①准备好多孔板和单芯连接线；②全部元器件安装前必须进行测试；③处理好电烙铁做好焊接的准备工作。

2.元器件的检测：①首先对照原理电路图，看懂印制电路图。②将电路图中元件与实物元件进行对照，认识实物元件。③再对元件进行检测。逐一检查测试电阻、电容参数。用数字万用表测试小容量电容器电容量。

3.电子元件的引线整形：-- 电子元件在安装到电路板上时 ,必须事先对元件的引脚进行

整形 , 主要是为了使元器件的安装尺寸满足印制电路板上元件安装孔尺寸的要求。

五、元器件的安装（ 2 ）4. 电子元器件的插装方法

① 插装的顺序：先低后高，先小后大，先轻后重。② 元器件的标识：电子元器件的标记和色码部位应朝上，以便于辩

认；横向插件的数值读法应从左至右，而竖向插件的数值读法则应从下至上。

③ 元器件的间距：在线路板上的元器件之间的距离不能小于 1mm；引线间距要大于 2mm。一般元器件应紧密安装，使元器件贴在印制板上。 符合以下情况的元器件不宜紧密贴装，而需浮装：

a. 轴向引线需要垂直插装的：一般元器件距印制板 3～ 7mm；

b. 发热量大的元器件（大功率电阻、大功率管等）； c. 受热后性能易变坏的器件（如集成块等）；

④ 注意二极管、集成电路、电解电容的极性。本电路板因元件较少，元件的安装秩序：二极管、电阻、小电解电容、大电解电容、集成电路的顺序进行安装。 安装前注意元件引脚是否氧化，对氧化严重的元件要进行处理和上锡。

六、焊接技术要领 （ 1 ）1. 焊接面的清洁处理

① 焊接前，首先要将焊接面用砂纸或刮刀进行清洁处理，去掉金属氧化层，露出新表面，随后涂上焊剂，立即沾上锡。

② 引线上已经镀金、镀锌、镀银的，千万不能把镀层刮伤，若引线不清洁，用橡皮擦干净，也要先沾上锡。不易形成虚焊。

2. 烙铁温度要适当① 焊接时，一定要等到烙铁头的温度足够高，即能够很快将锡熔

化时，再开始焊接。② 否则烙铁头接触焊点时，焊锡不能充分熔化，焊剂作用不能充

分发挥，焊点不光洁，不牢固，甚至形成虚焊。 3. 焊接时间要适当

① 规定焊接时间不要超过 3秒钟，时间过长也会损伤元器件，甚至会影响印刷电路板铜箔的附着力。

② 在焊点铜箔很小，电路板导线宽度很细的密集型电路板的焊接中，应选低熔点的焊锡，以及在印刷电路板上直接镀上铝锡合金，以缩短焊接时间与降低焊接温度。

六、焊接技术要领 （ 2 ）4. 焊锡量要适当

① 焊锡量过多，使焊锡堆成一大堆，内部却难于焊透，也难于从外观上判断焊锡与引线是否浸润接触。

② 焊锡量过少，两个被焊接的金属面结合不牢，防震效果差。一般以将元件引线全部浸没，而其轮廓又隐约可见为宜。

5. 焊接次序① 先焊小型元件和细导线，后焊中型、大型元件与晶体管、集成

电路。② 有源器件相对来说比较娇、贵，后焊可防止因焊接其他元件时

不小心使之损坏。 6. 焊接的安全问题

① 在焊接 MOS器件时，烙铁外壳要接地。为了安全，一般先将烙铁电源插头拔下，利用烙铁余热进行焊接。

② 焊接时要注意人身安全，工作中要防止触电、烫伤。不要任意乱甩焊锡。工作场所布置要整齐，要备有烙铁架，不要将烙铁放在木板或桌面上。

③ 特别是离开工作场所时一定要拔下烙铁的电源插头，切断烙铁的电源。

七、制作任务的布置根据给定图纸每人制作一块电源线路板，要求：

1. 学生自己完成选购电子元器件的工作；2. 准备好多孔板和连接线；3. 准备好必要的制作和检测工具；4. 要求电路连接正确，布局合理，整洁、美观。5. 焊点要光亮、平滑；焊料层均匀薄润，且与焊盘大小比例合适，

结合处的轮廓隐约可见；6. 焊料要充足，成裙形散开；无裂纹、针孔、无焊剂残留物。7. 焊接时注意安全。8. 下次课为制作课，焊接不完的，课后必须完成。9. 再次上课之前必须上交作品 。

八、直流稳压电源制作评分标准量化细则 总分

评分标准不会 一般 中等 好

安全操作 10 3 6 8 10

读懂任务电路图的程度 10 3 6 8 10

元器件准备 10 3 6 8 10

识别、检测元器件的能力 15 5 10 13 15

焊接水平 15 5 10 13 15

工艺水平 15 5 10 13 15

调试水平 15 5 10 13 15

电路装接完成情况 10 3 6 8 10