电源模块教程

《电源模块教程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电源模块教程（6页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、 14.1 电源模块电源模块 电源是各种电子系统与设备的原动力，电源系统出故障，会使整个电子设备不能正常工作，因此电源性能的好坏直接影响到系统与设备工作质量和效率。直流稳压电源是一种性能接近理想电压源的直流电源，分为线性稳压电源和开关稳压电源两大类，本节以线性稳压电源的设计为例来说明电源模块的设计。4.1.1 设计目的及任务设计目的及任务 设计目的：理解直流稳压电源各部分的工作原理及作用；熟悉常见的线性集成稳压电源芯片。设计任务：设计一个交流输入 8V 和 15V，直流输出+5V、+12V 和-12V 的线性直流稳压电源。功能指标：输出纹波电压小于 5mV，稳压系数小于3105，输出内阻小于

2、0.1 欧。设计要求：所设计的直流稳压电源应满足 EDP 实验仪系统设计要求，并能与整个系统有效结合。以下是一个线性直流稳压电源的设计范例及其相应电路的讲解，仅供参考。4.1.2 线性直流稳压电源线性直流稳压电源的基本原理的基本原理 线性稳压电源是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源，该类电源的优点是稳定性高，纹波小，可靠性高。1、线性线性直流直流稳压电源稳压电源的组成的组成 线性直流稳压电源通常由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等几部分组成如图 4.1.1 所示。图图 4.1.1 直流稳压电源结构框图直流稳压电源结构框图 变压器的初级一侧一般为 220V 交流电压，次级一侧电压可以根据

3、所需直流电压的大小，通过选择适当的变压比来得到。整流电路利用二极管的单向导电性将交流电变换成脉动直流电，利用滤波电路将脉动直流电压滤为较平滑的直流电压。由于整流、滤波 2电路输出的直流电压稳定性较差，当电网电压波动或负载变化时输出电压也随之而变化，采用稳压电路后，输出电压的稳定程度将大为提高。2、线性直流稳压电源线性直流稳压电源的原理图的原理图 集成稳压器的种类很多，作为小功率的线性直流稳压电源，应用最为普遍的是三端集成稳压器。常用的三端集成稳压器有：78XX 系列（正电压型），79XX 系列（负电压型）（实际产品中，XX 用数字表示，XX 是多少，输出电压就是多少。例如 7805，输出电压为

4、5V）；LM317 系列（可调正电压型），LM337 系列（可调负电压型）。表 4.1.1 给出了 78XX/79XX 系列(摩托罗拉公司)部分产品的输出电压和输出电流。表表 4 4.1.1 1.1 78XX78XX/79XX79XX 系列部分产品的参数系列部分产品的参数 型 号 输出电流(A)输出电压(V)78LXX 0.1 5、6、9、12、15、18、24 78MXX 0.5 5、6、9、12、15、18、24 78XX 1.5 5、6、9、12、15、18、24 79LXX 0.1-5、-6、-9、-12、-15、-18、-24 79MXX 0.5-5、-6、-9、-12、-15、-1

5、8、-24 79XX 1.5-5、-6、-9、-12、-15、-18、-24 三端集成稳压器有三端固定集成稳压器和三端可调集成稳压器，如图 4.1.2 所示。图图 4.4.1.21.2 三端固定式集成稳压器封装及管脚排列图三端固定式集成稳压器封装及管脚排列图 a)TOa)TO-9292 封装封装 b)TOb)TO-202202 封装封装 c)TOc)TO-220220 封装封装 d)TOd)TO-3 3 封装封装 另外在使用 78XX 与 79XX 时要注意，采用 TO-3 金属外壳封装的 78XX 系列集成电路时，其金属外壳为地端；而同样封装的 79XX 系列的稳压器，金属外壳是负电压输入端

6、。因此，在由二者构成多路稳压电源时，若将 78XX 的外壳接印刷电路板的公共地，79XX 的外壳及散热器就必须与印刷电路板的公共地绝缘，否则会造成电源短路。34.1.3 设计内容设计内容 1、原理图及说明原理图及说明 EDP 实验仪采用的线性直流稳压电源电路原理图如图 4.1.3 所示，输入 220V 的交流电压，经变压器 T1 后输出为 8V 的交流电压，经变压器 T2 后输出为 15V 的交流电压。经整流、滤波、稳压后输出的是5V、12V 和12V 的直流电压。AC2V+1AC3V-4D2C31000uC4104C8104C12104C5470uC9470uC7470uC11470uVin

7、1GND2+5V3Vin1GND2+12V3U27812C2104C6104C10104Vin2GND1-12V3U37912F2FUSE1F1FUSE1C11000u+12V-12VAC2V+1AC3V-4D2+5VF3FUSE18V15V15V220V图图 4.1.3 线性直流稳压电源原理图线性直流稳压电源原理图 2、管脚管脚定义定义 试验仪线性稳压电源模块接口定义如图 4.1.4 所示。8 V 8 V 8 V 8 V 15V 15V 中心抽头 15 15 +12V+12V 4 图图 4.1.4 线性稳压电源模块线性稳压电源模块接口定义接口定义 3、调试步骤调试步骤 1）、按照印制电路板焊

8、接线性直流稳压电源模块电路板，焊接完毕，对照原理图认真检查一遍然后开始测试；2）、打开实验仪主控开关，用万用表检测电源模块插孔交流电压的输出是否正确，如果一切正常便可以检测电源模块；3）、关闭实验仪主控开关，插好刚焊接好的电源模块电路板，打开实验仪主控开关，观察电路板有无异味或异常响动，如果一切正常可以开始下一步的测试；4）、用万用表按电源模块电路板引脚的定义，检测+5V、+12V、-12V 输出是否正常；5）、若+5V、+12V、12V 输出不正常，需要重新检查有无错焊、漏焊、虚焊，并重复 3、4、5 的步骤，直到输出正常，电源板的设计工作结束。4、制作基本要求及注意事项制作基本要求及注意事

9、项 1）、区分电路板的元件面和焊接面；2）、焊接元件：先焊小元件，先安装结构件；3）、按要求安装左右插座引出插针并焊接；-12V-12V GND GND+5V+5V GND GND 线性稳压电源模块 5 所有插针全部与焊盘焊接不要遗漏 先焊少量插针确认安装到位后再焊其它插针 4）、安装集成线性稳压电路的散热片；将稳压集成电路安装在散热片上 确认稳压电路安装位置 用螺钉将散热片固定在电路板上焊牢稳压集成电路引脚 5）、正确辨别电解电容的极性；5、思考和发挥部分思考和发挥部分 1）、在测试时若无+5V 直流电压输出，分析产生的原因，请画出故障诊断流程。2）、在测试时若12V 输出不正常，分析产生的

10、原因，请画出故障诊断流程。3）、焊接时，若电解电容极性接反会出现称什么后果？4.1.4 电子设计电子设计 DIY 设计要求：参考上述线性稳压电源的电路原理图，在 EDP 试验仪的面包板上自行完成一个交流输入 8V 和 15V，直流输出+5V、+12V 和-12V 的线性直流稳压电源，画出电路原理图并完成相应的硬件设计。设计提示：1）如果不用固定输出的稳压集成电路，试采用 LM317 或 LM117 可调稳压集成电路完成上述设计。2）如果采用固定三端集成稳压器，请参考表 4.1.1 和相关的说明。3）电路原理图可参照图 4.1.3，试验仪面包板的引脚定义可参照图 4.1.4。6 图 4.1.4：面包板定义 GND GND+5V+5V GND GND 线性稳压电源模块