直流稳压电源充电器的调试与制作.docx
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直流稳压电源充电器的调试与制作
钦州 学 院
电路课程设计报告
直流稳压/充电电源的组装和调试
院系物理与电子工程学院
专业自动化（过程控制自动化）
学生班级
姓名
学号
指导教师单位物理与电子工程学院
指导教师姓名
指导教师职称教授
2013年10月
直流稳压/充电电源的组装和调试
自动化专业2010级某某某
指导老师某某某
摘要：
电子设备一般都需要直流稳压电源供电。
这些直流电除了少数直接利用干电池和直流大电机外，大多数是采用交流电转变为直流电的直流稳压电源。
所有手机充电器其实都是由一个稳压电源（主要是稳压电源、提供稳定工作和足够的电流）加上必要的恒流、限压、限时等控制电路构成。
这次设计的万能充电器为宽压充电器，具有安装调试方便、工作稳定、耗电少等优点。
它是由市电整流电路、他励振荡电路、高频扼流电路、低压整流电路、充电自动监控电路等部分组成。
在散件的组装过程中除了可进一步的学习电子技术外，还可以掌握电子安装工艺，了解测量和调试技术，一举多得。
关键词：
直流稳压，万能充，组装，调试
课程设计题目主要任务与要求：
（1）基本功能
由额定电压为220V交流电，经变压器降压为50V交流电压，桥式滤波整流，经稳压电路后变为连续可调稳定输出+48V、+60V电压。
（2）基本要求
输出+48V、+60V电压；
文波小于0.1%；
误差不能超过2%；
抗振能力强；
具有充电安全保护和安全报警功能。
前言
直流稳压电源及充电器，由稳压电源和充电器两部分组成，是一种将220V交流电转换成3V、6V的直流稳压电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。
它可作为收音机、收录机、MP3等小型电器的外接电源。
充电器可对5号、7号可充电电池进行恒流充电。
锡焊技术是电工、电子工艺的基本操作技能之一，电子元器件是组成电子产品的基础，把电子元器件牢固的焊接到印刷电路板上，是电子装配的重要环节。
掌握焊接的基本知识和基本技能是衡量我们掌握电子技术基本技能的一个重要项目，是我们接下来的实习必备的知识储备，也是我们参加工作所必须掌握的技能。
1实验器材与工具介绍
1.1实验器材
中夏牌ZX-2052型直流稳压电源及充电器教学散件（见附件元件清单），电烙铁、焊料、焊剂、吸锡器、万用表、螺丝刀、剪刀、镊子等工具。
1.2工具介绍
1.2.1电烙铁
最常用的焊接工具。
新烙铁使用前，应用细砂纸将烙铁头打光亮，通电烧热，蘸上松香后用烙铁头刃面接触焊锡丝，使烙铁头上均匀地镀上一层锡。
旧的烙铁头如严重氧化而发黑，可用钢挫挫去表层氧化物，使其露出金属光泽后，重新镀锡，才能使用。
1.2.2焊料
焊料是一种熔点比被焊金属熔点低的易熔金属。
有锡铅焊料、银焊料、铜焊料等，在一般电子产品装配中，主要使用锡铅焊料，俗称为焊锡。
1.2.3焊剂
又称助焊剂，通常是以松香为主要成分的混合物，是保证焊接过程顺利进行和致密焊点的辅助材料。
2直流稳压电源及充电器的电路原理及流程图
2.1充电器电路原理及流程图
充电器原理图如图2.1所示。
图2.1充电器原理图
直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出3V、6V的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，如图2.2所示。
图2.2直流稳压充电器工作流程图
2.2直流稳压电源
2.2.1组成框图
直流稳压电源组成框图如图2.3所示。
图2.3直流稳压电源组成框图
2.2.2整流和滤波电路
利用二极管的单向导电性，将50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。
整流滤波电路采用单相桥式电容滤波整流电路，如图2.4所示。
图2.4单相桥式电容滤波整流电路
2.2.3稳压电路
稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化，如图2.5所示。
图2.5稳压电路原理图
其中开关K1的作用是调整取样电路，选择输出电压幅值的大小，如3V或6v；K2的作用是改变输出电压的极性。
2.2.4充电电路
从桥式整流电路输出的直流经过电阻R13后，在V5集电极产生压降，对电池进行普充。
快充部分原理与普充电路原理相同，但由于R11与R19并联导致并联后阻值小于R16，而桥式整流电路输出电压一定，因此在快充电路产生的电流大。
在充电电路中稳压管V7和V8起到了保护电路的作用；LED4和LED3是充电显示作用，稳压管电压为稳定时，恒亮，显示电池已充满。
充电部分原理图如图2.6所示。
图2.6充电电路原理图
功能及主要参数：
1.直流稳压电源：
输入电压：
交流220V；输出电压：
直流3V、6V（可切换）稳压输出；最大输出电流：
500mA。
2.电池充电器：
左通道（E1、E2）充电电流50~60mA（普通充电）；右通道（E3、E4）充电电流110~130mA（快速充电），两通道可以同时使用，各可以充5号或7号电池两节（串接）。
稳压电源和充电器可以同时使用，只要两者电流之和不超过500mA。
3实验具体步骤
3.1焊接与安装
印刷板图如图3.1所示。
图3.1印刷板图（底视图）
焊接按下列步骤进行，只有完成了上一步才能进行下一步，一般先焊装低矮、耐热原件。
若有需要与印刷电路板紧固的大型元件，或与面板上孔、槽相嵌装的元件，也需给予特别的注意。
具体焊装步骤：
1.清查元件的数量（依据元件清单）与质量，对不合格的元件应及时更换；
2.确定元件的安装方式、安装高度，一般它由该器件在电路中的作用、印刷电路板与外壳间的距离以及该器件两安装孔之间的距离（依据印制板图）所决定；
3.对器件的引脚弯曲成型处理，成型时不得从引脚根部弯曲；
4.插装：
根据元件位号对号插装，不可插错，对又极性的元器件（如二极管、三极管、电解电容等）的脚，插孔时应特别小心；
5.焊接：
各焊点加热时间及用锡量要适当，对耐热性差的元器件应使用工具辅助散热。
防止虚焊、错焊，避免因拖锡而造成短路；
6.焊后处理：
剪去多余引脚线，检查所有焊点，对缺陷进行修补；
7.盖后盖上螺钉：
盖后盖前需要检查。
1）所有与面板孔嵌装的元件是否正确到位；2）变压器是否座落在安装槽内；3）导线不可紧靠铁芯；4）是否有导线压住螺钉孔或散露在盖外。
3.2安装提示
1.注意所有与印刷电路板孔嵌装元件的高度与孔的配合（如发光二极管的圆顶部应与面板孔相平，面板与拨动开关K1、K2开关是否灵活到位）；
2.V1、V2、V3采用横装，焊接时引脚稍留长一些；
3.由于空间不够，C1、C2、C3卧装；
4.从变压器及印刷电路板上焊出的引线长度应适当，导线剥头时不可伤及铜芯，多股芯线剥头后有松散现象，需捻紧以便烫锡、插孔及焊装。
为了便于焊接，可根据具体情况采用分类，分片焊装。
4实验调试及测试结果与分析
4.1实验调试
总装完毕后，按原理图、印刷电路板装配图及工艺要求检查整机安装情况，着重检查变压器连线及印刷电路板上相连导线或有无短路及缺陷，一切正常时用万用表欧姆档测得电源十字插头二极间的电阻大于500Ω以上即可通电检测。
4.1.1测试
1.接通电源，绿色通电指示灯（LED2）亮。
2.空载电压：
空载时测量通过十字插头输出的直流电压，其值应略高于额定电压。
输出极性：
拨动K2开关，输出极性应作相应变化。
3.负载能力：
当负载电流在额定值150mA左右时，输出电压的误差小于±10%。
4.过载保护：
当负载电流增大到一定值时LED1红色色指示灯变亮，LED2逐渐变暗，同时输出电压下降。
当电流增大到500mA左右时保护电路起作用，LED1亮，LED2灭。
若负载电流减小则电路恢复正常。
5.充电电流:
充电通道内不装电池，置万用表于直流电流档，当正负表笔分别触及所测通道的正负极时（注意两节电池为一组），被测通道充电指示灯亮，所显示的电流值即为最大充电电流值（短路电流值）。
普通通道短路电流为110mA±10%；快充通道短路电流为200mA±10%（超出误差范围时请检查有无插错及元件质量），实际使用时的充电电流值与电池电量有关。
6.充电电压：
表笔直接测各通道的正负极电压即为充电电压（不装充电电池时），两通道都为3.1V±5%，超出误差范围时请检查有无插错及元件质量。
4.1.2调整
1.若稳压电源负载在150mA时，输出电压误差大于规定值的±10%时，3伏档更换R5，6伏档更换R6，阻值增大电压升高，阻值减小电压降低（一般按所配元件插装无误都不会有问题）。
2.可更换R12阻值可适当调整负载电流值：
减小阻值即增大负载电流但不得小于1.5Ω，否则调整管V1容易烧坏。
3.若要改变充电电流值，可更换R16、R11、R19，阻值增大，充电电流减小，阻值减小，充电电流增大
4.2测试实验数据与问题分析：
经过测试，得到了如表4-1所示的实验数据。
表4-1测试实验数据
3V输出端/v
6V输出端/v
普冲电流/mA
快冲电流/mA
理论值
3
6
110±10%
200±10%
实际值
3.30
6.23
150
220
经过分析，可以明显发现普冲电流实际值为150mA,超于实际值的10%，可能是因为R16的阻值稍微大了一些。
5总结
顺利如期的完成本次课程设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心。
经过了一个几天的不停的检测和修改，终于把成品完成了。
经过了这次课程设计，大大地提高了我的动手能力以及分析问题的能力，在老师的热心的指导下，解决了很多问题，从中也学到了很多书面上所没有搞清楚的问题。
这次课程设计，让我学到了很多有用的知识和能力，这对以后的学习和工作都将是非常有益的。
通过这次对直流稳压充电器的设计制作，让我了解了电路设计的基本步骤，也让我了解了关于充电器的原理与设计理念。
此次实验是理论与实践相结合，不仅加深了我对理论知识的理解，而且极大地加强了我的动手能力，质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。
最主要的收获，具体如下：
1.掌握电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。
熟悉电子产品的安装工艺的生产流程，了解电子产品的焊接、调试与维修方法
2.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查找资料，查阅有关的电子器件图书等。
最后，感谢指导老师，感谢你为我们创造了这次实验机会，感谢你们付出的心血，给予我们的指导和帮助。
我觉得我会珍惜以后每一个学习的机会，在平时的学习中，也要学会自身的学以致用，将理论转变为实践。
参考文献
[1]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京:
高等教育出版社,2005.
[2]王卫东,李旭琼.模拟电子技术基础（2版）[M].北京：
电子工业出版社，2010.
[3]张凤言.电子电路基础——高性能模拟电路和电流摸技术[M].北京：
高等教育出版社，1995.
[4]邱关源,罗先觉.电路（5版）[M].北京：
高等教育出版社，2011.
[5]康华光.电子技术基础——模拟部分（4版）[M].北京：
高等教育出版社，2000.
[6]赵玉山.电流模拟电子电路[M].天津：
天津大学出版社，2001.
[7]武汉市中夏无线电厂.中夏牌ZX-2052型直流稳压电源及充电器教学散件说明书[M].2011.
附录A元件清单
序号
名称
型号规格
用量
位号
1
电阻器
2欧1/4W
2支
R2R12
2
电阻器
56欧1/4W
3支
R11R16R19
3
电阻器
100欧1/4W
1支
R5
4
电阻器
220欧1/4W
2支
R14R17
5
电阻器
330欧1/4W
1支
R4
6
电阻器
470欧1/4W
1支
R6
7
电阻器
560欧1/4W
2支
R7R13
8
电阻器
1k1/4W
1支
R3
9
电阻器
4.7k1/4W
1支
R1
10
电阻器
12k1/4W
2支
R15R18
11
电阻器
43k1/4W
2支
R8R10
12
电解电容
2.2μF/10V
1支
C2
13
电解电容
100μF/10V
1支
C3
14
电解电容
470μF/16V
1支
C1
15
二极管
1N4001
4支
D1D2D3D4
16
三极管
C8050
2支
V4V5
17
三极管
C9013
3支
V2V3V6
18
三极管
C2328A
1支
V1
19
稳压源
TL431
2支
V7V8
20
跳线
3支
J1J2J3
21
变压器
220V/9V5W
1个
22
直脚开关
1×22×2
各1个
K1K2
23
正极片
4个
24
负极片
8个
25
线路板
1块
26
十字插头输出线
0.8米
1根
27
外壳上下盖
1套
28
自攻螺丝
PA3×12
3粒
29
装配说明书
1份
30
发光二极管
Φ3绿色
1支
LED2
31
发光二极管
Φ3红色高亮
3支
LED1LED3LED4
附录B产品外形图
1套件开封后清单图
2焊接完成后效果图
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