《开关电源技术》实验指导书.docx
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《开关电源技术》实验指导书
开关电源技术实验指导书
电子工程系
中山火炬职业技术学院
目录
实验一MOS管的测量及驱动3
实验二画PC电源原边主电路、副边输出整流滤波电路及驱动电路5
实验三UC3842控制的Boost变换器电路的制作6
实验四画PC电源EMI电路及整流滤波电路的制作9
实验五高频变压器的制作及测试11
实验六40W反激式开关电源的制作13
实验一MOS管的测量及驱动
一、实验目的
1．识别MOSFET的极性（源极、漏极、门极）。
2．学习焊接技术。
3.验证MOSFET导通和不完全导通的条件及特点。
4.学会用万用表来测量MOSFET是否正常。
5.理解MOS管的上升时间和下降时间。
二、实验仪器及材料
1．直流电源2.万用表1块
3.电烙铁1把4.焊锡丝
5．器件
FQPF8N60C1片
47ohm、47K、20K电阻各1个
万能板1片
三、预习要求
1．复习MOSFET（场效应管）的结构。
2．了解如何用万用表来测量MOSFET是否正常。
四、实验内容
1.识别MOSFET的极性（门极、漏极、源极）。
根据电路图在万能板上焊接电路。
2.用万用表测量漏极和源极是否正常。
（档位调到二极管档位）
3.把直流电源分别调到
V和
V，用万用表测量直流电源的输出电压是否在设定范围之类。
4.按电路图把直流电源分别接在门极、源极和漏极、源极之间。
5.关断直流电源20V，接通直流电源12V，把万用表的档位调到二极管的档位，测量漏极和源极是否导通；关断直流电源12V，用万用表测量漏极和源极是否截止。
6.接通直流电源12V和20V，用万用表测量a点的电压；关断直流电源12V，用万用表测量a点的电压。
7.把直流电源V112V调到零，逐渐增加V1到2V，测量a点电压和DS之间的电阻；然后，增加V1到5V，测量a点电压和DS之间的电阻。
8.用UC3842产生方波V1，驱动MOS管，用示波器测量Vds及驱动波形，并测出MOS管的上升时间和下降时间。
五、记录实验数据
根据上面的测试内容，记录测量结果。
六、思考题
阅读FQPF8N60C的英文手册。
掌握MOS管的最大直流工作电压，最大直流电流，工作电流与温度之间的关系，以及MOS管的其它参数，如：
功率损耗、
，结温，门极驱动电压等等。
图1MOS管的测量电路
实验二画PC电源原边主电路、副边输出整流滤波电路及驱动电路
一、实验目的
1.熟悉PCB与电路图之间的关系；
2.加深巩固所学的拓扑结构；
3.学会测量电路的连接及功率元器件是否正常；
4.学会如何根据PCB画出原理图。
二、实验仪器及材料
1．PC电源1台
2.万用表1块
三、实验内容
以电脑开关电源为实例，讲解开关电源的组成部分，理解整流滤波器电路、主电路的结构及驱动电路的组成。
先用视频演示电源的结构及常见故障的排除。
识别电路板上的元器件。
然后，用万用表来测量整流滤波器电路、主电路、输出整流滤波器电路及驱动电路及根据PCB线，画出电路图。
四、记录实验结果
根据测量的结果，画出整流滤波电路、主电路拓扑结构及驱动电路。
实验三UC3842控制的Boost变换器电路的制作
一、实验目的
1．掌握PWM控制芯片UC3842的工作原理；
2．理解PWM输出与引脚之间的关系；
3．掌握Boost变换器的工作原理；
3.理解振荡频率与开关频率之间的关系。
二、实验仪器及材料
1．直流电源1台
2.实验一所做的电路板1块
3.数字示波器1台
4．元件清单见附录
三、实验要求
1．制作一个Boost电路，输出120V/0.25A，输入40—90VDC，开关频率为100KHz。
四、实验内容
1.根据实验电路图把元器件焊接在实验一的电路板上。
2.把直流电源V1加在第7脚和地之间，调节电压到16V，用示波器测量第8脚的电压，电压范围是否在
V。
3.用示波器测量第4脚和第6脚的波形，记录波形和频率。
4.断开第3脚，测量第6脚是否有波形输出。
5.连接第3脚到地，把第2脚短路到地，测量第6脚是否有波形输出。
6．去除第3和第2引脚短路到地，把V1加到16V，测量第6脚的波形，输出100KHz的PWM波；把V1降到零，把负载加到输出端和Vin加到输入端，把V1增加到16V，慢慢增加Vin到30V，测量输出电压Vout，范围是否在
V。
7．测量电路的性能指标，如输入调整率和负载调整率，输出电压的纹波等。
五、记录实验数据
根据上面的测试内容，记录测量结果。
六、思考题
Pin6输出PWM波与COMP（Pin1）和Isense（Pin3）引脚之间的关系？
启动电压和正常工作电压之间的差别。
图2实验电路图
仿真波形：
图3Vin=72V时的仿真结果
图4Vin=90V时的仿真结果
实验四画PC电源EMI电路及整流滤波电路的制作
一、实验目的
1.了解开关电源的应用；
2.学习开关电源的组成部分；
3.理解EMI滤波器的组成结构及作用；
4.加深理解整流滤波电路的工作方式。
二、实验仪器及材料
1．PC电源1台
2.万用表1块
3．EMI+整流滤波PCB板1块
4．元件清单见附件
三、实验内容
1．以电脑电源为实例，讲解开关电源的组成部分，理解EMI滤波器的组成结构及作用。
先用视频演示电源的结构，识别电路板上的元器件。
然后，用万用表来测量EMI滤波电路，画出电路图；
2．根据PCB板制作EMI整流滤波电路，输入交流110Vac，并测试储能电容上电压的波形：
（1）空载；
（2）加20W纯电阻负载。
四、EMI和整流滤波电路及PCB板图
图5EMI和整流滤波电路
图aTop层和丝印层
图bBottom层
图6PCB板图
五、记录实验结果
1.根据测量的结果，画出EMI电路图。
2.网上搜索EMI的全称、EMI的作用及EMI电路。
3．记录示波器测量储能电容上的波形并进行分析。
实验五高频变压器的制作及测试
一、实验目的
1．掌握变压器的工作原理；
2．掌握变压器的绕法；
3.理解变压器的电路符号与实物之间的对应关系；
4．掌握变压器参数的测试，如原边电感、漏感和匝比等。
二、实验仪器及材料
1．LCR电桥1台
2.EER30磁芯及骨架1套
3.数字示波器1台
4．信号发生器1台
5．绕线机1台
6．漆包线若干
三、预习要求
复习高频变压器的工作原理及理论知识。
四、实验内容
1.根据已知的参数及变压器引脚平面分布图和结构示意图（如图7和图8所示）制作高频变压器。
2.用LCR电桥测量变压器的参数，如漏感、励磁电感。
3．测量不同气隙时变压器的励磁电感，来判断气隙与励磁电感之间的关系。
五、记录实验数据
根据上面的测试内容，记录测量结果。
六、思考题
用LCR电桥或者数字示波器和信号发生器来测试变压器的同名端和异名端。
图7变压器引脚平面分布图
图8变压器引脚示意图
匝数
绕线规格
励磁电感
绕组1（原边）
58
0.31mm
780uH—900uH
绕组2（副边）
9
0.35mm
两股并绕
绕组3（辅助绕组）
12
0.31mm
图9变压器实物图
实验六40W反激式开关电源的制作
一、实验目的
1.进一步理解开关电源的组成结构；
2.掌握反激式开关电源的工作原理；
3.了解开关电源的性能指标；
4.学会调试电路和测试电路。
二、实验仪器及材料
1．PCB板及所有的元器件1套
2.万用表1块
3.变压器和调压器各1台
4.数字示波器1台
5.40W水泥电阻1个
三、实验内容
1.根据PCBLegend图和PCB板（图11所示）上标注的元件序号焊接元器件。
2.检查有源器件的方向是否有错误和电解电容的极性是否接对了，用万用表测量输入和输出是否有短路的现象和有源器件是否正常。
3.按图12所示连接好线，慢慢增加输入电压到25Vac，测量C6两端的电压
V。
继续增加输入电压到85Vac，LED1会亮，测量输出电压Vout，调节VR1，使输出电压达到
。
4.测量输入电压的调整率：
Vin=115Vac，Vin=200Vac，负载为40W，测量输出电压。
5.测量负载调整率：
在空载和满载时，输入电压为115Vac时，测量输出电压。
6.测量输出电压的纹波（输入电压115Vac，负载为40W）。
7.测量输出电压的启动波形。
8.测量输出电压的动态响应（输入电压为115Vac，负载在25%的满载和75%的满载之间变化），记录超调量（overshoot）和负超调量（undershoot）。
四、记录实验数据
记录测量的结果，整理成实验报告。
图10单片集成反激电路
图aTOP层和丝印层
图bBottom层
图11PCB布局图
图12测试电路连接图
图13电源实物图
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