整流電源是一種用途廣泛的電子設備,圖一是一種非常簡(jiǎn)單實(shí)用的整流電源,它可提供3V、500mA的直流電,供袖珍收音機、隨身聽(tīng)、電動(dòng)剃須刀等小家電使用。該電源使用了電源變壓器、晶體二極管、電容器等元器件,制作十分簡(jiǎn)單。
二極管是一種具有一個(gè)PN結的半導體器件,二極管的文字符號通常用VD表示,圖形符號及外形如圖二所示。晶體二極管的參數較多,常用的整流、檢波二極管,主要有以下幾個(gè)參數:最大整流電流,即允許正向通過(guò)PN結的最大平均電流。使用中應選用整流電流大于電路實(shí)際電流值的二極管,否則會(huì )損壞二極管。最大反向電壓,即反向加在二極管兩端而不致引起PN結擊穿的最大電壓。使用中應選用反向電壓大于電路實(shí)際工作電壓兩倍以上的二極管,如果實(shí)際工作電壓的峰值超過(guò)最大反向電壓,二極管也將被擊穿損壞。最高工作頻率,由于PN結極間電容的影響,使二極管所能應用的工作頻率有一個(gè)上限,在作檢波使用時(shí)應選用最高工作頻率至少兩倍于電路實(shí)際工作頻率的二極管,否則電路不能正常工作。

因為二極管具有單向導電特性,只允許電流從正極流向負極,而不允許電流從負極流向正極(圖三)晶體二極管的兩管腳有正、負極之分,使用中應識別清楚。一般二極管上都印有圖形符號,三角一端為正極,短杠一端為負極;也有在二極管負極一端印上一道色環(huán)作為標記的(圖二b)。此外,還可以用萬(wàn)用表判別二極管的正、負極,并同時(shí)檢測它的好壞。測試時(shí)應將選擇開(kāi)關(guān)置于R×lk檔,將兩表筆分別接到二極管的兩端,測得一個(gè)電阻值,然后對調兩表筆再測得一個(gè)電阻值。對于正常的二極管,兩次測量的電阻值應該相差很大。阻值小的是二極管的正向電阻,這時(shí)與黑表筆(與表內電池正極相連)相連接的是二極管正極,與紅表筆(與表內電池負極相連)相接的是二極管負極(圖三a)。阻值大的是二極管的反向電阻,這時(shí)與黑表筆相接的是二極管負極,與紅表筆相接的是二極管正極(圖三b)。正常二極管的正向電阻,鍺管應為lkΩ左右,硅管應為1~5kΩ反向電阻,鍺管應>200kΩ,硅管應>500kΩ。如果兩次測量電阻值均很小,說(shuō)明該二極管已擊穿損筇I如果兩次測量電阻值均極大,說(shuō)明該二極管內部斷路損壞I如果正、反向電阻值相差不大,說(shuō)明該二極管質(zhì)量太差,也不宜使用。


電源變壓器的主要參數有:額定功率:指變壓器所能提供的所有次級最大輸出功率之和,單位:瓦。鐵芯截面積越大,其額定功率越大。應選用額定功率大于電路要求的變壓器,并留有百分之二十以上的余量。次級電壓:指變壓器次級所提供的一個(gè)或者幾個(gè)交流電壓數值。電源變壓器初級一般固定為220V,選用變壓器時(shí),只要根據需要選擇次級電壓即可。次級電流;指變壓器各個(gè)次級分別所能提供的最大電流。電源變壓器如有幾個(gè)次級,其各個(gè)次級所能提供的最大電流不一定相同,在額定功率的范圍內,主要與次級線(xiàn)圈所用漆包線(xiàn)線(xiàn)徑有關(guān),線(xiàn)徑越粗,可供電流越大。使用中應使變壓器次級電流大于電路要求。
電源變壓器檢測線(xiàn)圈:將萬(wàn)用表置于R×1檔,分別測量變壓器初、次級各個(gè)線(xiàn)圈的電阻值。一般初級線(xiàn)圈電阻值應為幾十至幾百歐,變壓器功率越小(體積越小),則電阻值越大;次級線(xiàn)圈電阻值一般為幾至幾十歐,電壓較高的次級線(xiàn)圈電阻值較大些。如果線(xiàn)圈不通,或者電阻值為零,說(shuō)明有斷路或內部短路情況。該變壓器已損壞。檢測絕緣情況:電源變壓器的絕緣電阻應>1000MΩ),業(yè)余條件下也可用萬(wàn)用表R× 10k檔測各個(gè)獨立線(xiàn)圈以及各線(xiàn)圈與鐵芯之間的電阻值,均應為∞,即不通,如果各紱圈之間或者線(xiàn)圈與鐵芯之間有短路情況,說(shuō)明變成器損壞。

整流電源的工作是電源變壓器T將220V交流電變?yōu)?V交流電,然后整流二板管VD1—VD4對3V交流電進(jìn)行橋式整流,當交流電正半周時(shí),變壓器次級為上正下負,電源正端經(jīng)二極管VDI、負載RL、二極管VD3回到負端,形成回路。二極管VD2、VD4處于反向連接而不通(圖五a);當負半周時(shí),次級為下正上負.電源正端經(jīng)VD2、RL、VD4回到負端,形成回路,VD1、VD3處于反向連接而不通(圖五b)。最后濾波電容C再將橋式整流出來(lái)的脈沖直流電中的交流成份濾除,輸出的便是基本純凈的直流電 (波形見(jiàn)圖八)。

制作元器件:變壓器T選用3—5W的市售電源變壓器,初級220V,次級3V,整流。整流二極管VD1—VD4選用IN4001,或看其反向工作電壓≥3V,最大整流電流≥1A的二極管。電容C選用220μF,耐壓≥6.3V的電解電容器。根據使壓器體積準備一個(gè)適當覆銅板,根據電路圖繪制出元器件的接線(xiàn)焊端,然后將所有器件焊到線(xiàn)路板上(注意:初、次級不能弄顛倒),至此,整流電源就做好了。

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