维修电工-基于7812稳压电路(中级)-动画版.

基于7812稳压电路（中级)河源市源城区腾辉职业技能培训学校河源市源城区腾辉职业技能培训学校编写：汪勇1前言整流变压器整流电路滤波电路稳压电路原理图装配图实物图元器件选择故障检修和排除示波器结束语2交流电由于在产生、输送和使用具有很多优点，因此发电厂提供的电能几乎全是交交流电。但是有许多工艺过程和电气设备，例如电解、电镀、充电以及直流电动机等都需要直流供电。这样在供电和用电之间就发生了矛盾。解决这一矛盾最经济简单的办法就是将交流电变换成直流电来供以上设备。将交流电变换成直流的过程就叫做整流，进行整流的设备就叫做整流器。3整流变压器把输入的交流电变换成整流电路所需要的电压值。整流电路由整流器件组成，它把交流电变换成方向不变但大小随时间变化的脉动直流电。滤波电路把脉动的直流电变为平滑的直流电。稳压电路把因电网电压波动，环境温度变化以及负载变化而使直流电大小波动变成稳定的直流电以供给负载。4整流电路一般由四个部分组成5变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯中便产生交变磁通，使次级线圈中感应出电压。变压器由铁芯和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈，变压器的基本原理是电磁感应原理。课程中其作用是把220V电网电压降至所需电压。6变压器原、副线圈电压有效值之比，等于其匝数比。在空载电流不计的情况下变压器原、副线圈电流有效之比，等于其匝数的反比。理想变压器原、副线圈的功率相等P1=P2。说明理想变压器本身无功率损耗，实际变压器总存在损耗。7变压器常见故障主要是断路、短路、漏电。断路时无输出电压，初级输入电流很小或无输入电流，可用万用电表欧姆档进行检查，在修理时可部分或全部重绕线圈，或更换。变压器线圈发生短路或严重漏电时，所产生的现象是变压器温度过高、有焦臭味、冒烟、输出电压降低，须将短路的线圈拆除重绕或更换。8我们设想，如果能在电源电压正半周期开始的时候，快速接通开关K,让电源电压加在负载R上，而在负半周期断开K，这样从原理上讲不就可以获得如图中的切除负半周且方向相同的单一脉动直流电吗？9因为我们常用的交流电频率为50Hz，每秒变换50次，也就是说我们每秒要操作开关100次才能得到这样的脉动直流电，这显然是不可能的。哪么有没有一种自动开关呢？能在电源正半周导通、负半周断开呢？答案是有，我们可以利用一只二极管D来代替这个手动开关K，这样就构成了一个简单的整流电路。10在单相整流电路中常用的整流形式有半波、全波、桥式和倍压等几种方式，这些都是利用二极管的单向导电性来把交流电变换成直流电，因此二极管是构成整流电路的关键元件，这种用来作整流的二极管称作整流二级管，简称整流管。我们在这儿选择桥式整流电路，桥式整流就是用四只二极管接成桥式，所以被称为桥式整流电路。11也可以采用整流桥堆，整流桥堆就是将整流管封在一个壳内了，分全桥和半桥。全桥是将连接好的桥式整流电路的四个二极管封在一起。半桥是将四个二极管桥式整流的一半封在一起，用两个半桥可组成一个桥式整流电路，一个半桥也可以组成变压器带中心抽头的全波整流电路，选择整流桥要考虑整流电流和工作电压。12桥式整流工作示意图13单相桥式整流电路电流路径。图A图B14二极管检测辨别出二极管的正负极，有白线的一端为负极，另一端为正极。将数字万用表上的旋钮拨到通断档位，并将红黑表笔插在万用表的正确位置。将红表笔接二极管正极，黑表笔接负极。然后观察读数，如果满溢（即显示为1），则二极管已坏。若有读数，则交换表笔，若还有读数而不满溢，则二极管坏。机械表注意15整流桥堆检测我们知道桥堆实际就是四个二极管成桥形封装，所以按二极管的检测方法即可。机械表注意极性用数字万用表二极管档测试，红表笔接负端，用黑表笔分别接AC端，显示管降压（有读数），表笔对换应溢出显示“1”。用数字万用表二极管档测试，黑表笔接正端，用红表笔分别接AC端，显示管降压（有读数），表笔对换应溢出显示“1”。16前面我们说了整流电路，虽然都可以把交流电变换成直流电，但都只是变换成脉动直流电，其中还含有较大的交流成分，这种不平滑的直流电只能用在像电镀电解等要求不高的设备，如果要用在有些仪器家用电器等方面，还不能满足我们的要求，所以还要把这种含有较多交流成分的脉动电变为平滑的直流电。保留脉动电压的直流成分，尽可能的滤除它的交流成分，这就是滤波，这样的电路就称为滤波电路。滤波的方式常有电容滤波、电感滤波、LC滤波、LCπ滤波和RCπ滤波等。17我们这儿所选择的就是最常用的电容滤波。由于电容器在电路中有储能和释能的作用，也就是充电和放电的意思，电源电压升高时，给电容充电，当电源压降低时，电容就放电，从而减少脉动成分，使负载电压比较平滑。从这可看出电容有滤波的作用。电容滤波就是在负载两端并联一电容器。18滤滤原理191经过滤波后，很明显输出电压比较平滑啦，交流成分也大大的减少。而且输出电压的平均值也得到提高，这就是滤波的作用。2接入滤波电容后，二极管导通时间变短。3负载上的电压随负载上的电流增加而减小。电容容量的选择输出电流210.5-11.0-0.50.05-0.140.05下容量UF400020001000500200-50020020电容测量用指针万用表将两表笔接触电容两只脚,这时表针会迅速偏转后缓慢返回,这就是电容的充放电过程,说明电容是好的,如果没变化,那么交换表笔会出现上述现象的话,也说明是好的,如果都不出现充放电或表针偏转后不返回就是电容坏了。不返回就是里边击穿，表针一点不动就是失效，大电容用1X10档小电容用1X1K或1X10K档量。用数字万用表测电容：将档位打到电容档（根据你测的电容值选档），测试时用两个表笔搭接电容的两个脚，表有一定的数值，然后回到无穷大，调换表笔再试一次，这次显示数据大小略有偏差，再回到无穷大，说明电容是好的，如不能回无穷大，说明漏电，如显示无穷大，说明内部断路或没容量。21稳压电路是利用能够自动调整输入电压变化的电路来使输出的电压不随电网电压、温度或负载的变化而变化，从而达到稳定输出电压的目的。一般有并联型、串联型线性稳压电路和开关型稳压电路等。22简单的稳压电路可采用稳压管来实现，在稳压性能要求较高的场合，可采用串联反馈式稳压电路（包括基准电压、取样电路、放大电路和调整管部分）。目前市场上通用的集成稳压电路已非常普遍。集成稳压电路与分立元件组成的稳压电路相比，具有外接电路简单，使用方便、体积小、工作可靠等优点。常用的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，它们都属于电压串联反馈型。23三端固定集成稳压器包含78XX和79XX两大系列。78XX系列式三端固定正电压输出稳压器，79XX系列式三端固定负电压输出稳压器。78XX系列和79XX系列其型号后的XX代表输出电压值，有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等。其额定电流以78或79后面的字母区分，其中L为0.1A，M为0.5A，无字母为1.5A。24三端固定集成稳压器内部功能框图调整电路启动电路基准电压保护电路比较放大取样电路INOUTGNDGNDU1U0由此可见，万用表不能简单的测量好坏2578xx系列输出固定电压典型稳压电路输入电压接1端，由2端输出稳定的直流电压，3端接地电容C2用作滤波减少输入电压中的交流分量，还有抑制输入过电压作用，抵消线路中的电感效应，防止产生自激振荡。C3用来改善负载的暂态响应，可去除输出高频部分一般不需要太容量的电解电容。此电路十分简单，根据需要可选择不同型号的集成稳压器，如需要6V的直流电，可用7806型号的稳压器。1进2出3接地26变压整流滤波稳压负载拼接一起就是我们手中的这个完整的7812稳压直流电源277812管脚排列：面对有字面，管脚向下，左起输入1脚，右起输出2脚，中间接地3脚。把所有的元件装在PCB板上就成了这个样和装配控制线路一样，布局合理，横平坚直，美观大方2829变压器:根据P1=P2,视负载功率稍大就可，输出电压根据UL=0.9U2,通常选择大于输出电压2-5V。滤波电容:C1大于等于220uf/35v-1000UF。稳压器前面输入脚C2选用0.33uf瓷片电容。稳压器输出脚为了滤除高频信号，可选择一个小滤波电容：取值0.1μF。稳压器件：LM7812。30此电路极其简单，但任何简单的电路也会出现各种各样的故障。常见故障现象1.无直流电压输出2.输出电压偏高3.输出电压偏低4.输出电压含交流成分31无12V电压输出注意：选择合适的量程和挡位32输出电压含交流成分这部分无法用万用表测试，也无明显表象，可通过后面所说的示波器来观察其输出波形。通常是因为滤波电容损坏所致，可通过万用表测试滤波电容。用万表表的电容档红表笔接电容器的正极，黑表笔接负极直接读其示数。与标称值超过允许误差视为损坏。33输出电压偏高1，更换同型号整流器2恢复接地12v34输出电压偏低12v35示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点（这是传统的模拟示波器的工作原理）。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。36面板认识这款示波器是江苏绿扬电子仪器集团有限公司所生产的一款型号为YB4328型双踪模拟示波器。显示屏示波器最大频宽型号商标操作件37•垂直方向由11条刻度分成10大格，每大格也分5小格，习惯上可以叫“伏格”。不代表任何数值，大格代表电压偏转系数，也叫电压幅度。•水平方向由9条刻度线分成8大格，每大格又分为5小格，习惯上可以称为“秒格”。同理，也不代表任务数值，大格代表扫描速率，也叫扫描时间。显示部分大格表示50毫伏，小格再除以5表示50微秒3839校准信号电源开关电源指示光迹旋转聚集旋钮亮度调节探头接口输入耦合电压系数扩展显示方式垂直位移和通道1一样校准接地触发源垂直扫描时间系数5倍扩展扫描方式水平位移外接触发插口外接耦合方式触发电电调节示波器校准把各控制件置于下表位置控制件名称作用位置控制件名称作用位置亮度居中输入耦合DC聚焦居中扫描方式自动位移（三个）居中极性上沿垂直方式CH1触发源CH1电压系数0.1V时间系数0.5MS微调（三个）右旋响耦合方式AC常态装探头接入校准信号40调节电平使波形稳定，调节X-Y轴位移。Vp-p峰-峰值：5（格）*（伏格）0.1V=0.5V扫描时间：2（格）*（秒格）0.5Ms=1Ms频率：1/1ms=1KHz1/0.001s=1000HZ示波器读数探头检查其波形也如此显示41探头校准电压系数置10MV档，探头衰减调到10X位置，调整高频旋钮使波形如上页显示。42测式变压器输出端交流电压控制件名称作用位置控制件名称作用位置亮度不变输入耦合AC聚焦不变扫描方式自动位移（三个）居中极性上沿垂直方式CH1触发源CH1电压系数10V时间系数5MS微调（三个）右旋响耦合方式AC常态从波形来看,其电压为：Vp-p:峰峰值平时所说的是有效值注意：这儿是以变压器输出电压13.4V做为计算43测试整流未加滤波电容的波形控制件名称作用位置控制件名称作用位置亮度不变输入耦合DC聚焦不变扫描方式自动位移（三个）居中极性上沿垂直方式CH1触发源CH1电压系数10V时间系数5MS微调（三个）右旋响耦合方式AC常态这是没有加滤波电容的波形也就是说如果滤波电容失效，其波形44测试整流加滤波电容的波形控制件名称作用位置控制件名称作用位置亮度不变输入耦合DC聚焦不变扫描方式自动位移（三个）居中极性上沿垂直方式CH1触发源CH1电压