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电工电子协会成功开发学生实验专用电源

发表时间:2016-12-31  作者:朱斌  浏览次数:1261  
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电工电子协会成功开发学生实验专用电源

作者:15光伏班 朱斌

一、学生实验专用电源介绍

在国内大中专院校开设的电工电子类实验和电子产品调试实训课程中,直流稳压电源是必不可少的,常见的学生实验专用电源一般为5V直流稳压电源和1.25V12V连续可调的直流稳压电源。这两种电源都是将220伏工频交流电转换成稳压直流输出的直流电的装置,它需要降压、整流、滤波、稳压等四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流电路、滤波电路及稳压电路组成。

市场上的这种电源价格昂贵,价格基本在100元以上。为了降低教学成本,电工电子协会成功开发出了5V直流稳压电源和连续可调的直流稳压电源,如下图所示。

5V直流稳压电源成品图

1.25V到12V连续可调的直流稳压电源成品图

这两款学生实验专用电源主要用在实验实训室等实践教学课程中作为产品调试电源或生产线上产品寿命试验的固定电源。它是最好的选择,它具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、精度高、纹波小、无高频辐射干扰、适用场合广等优点。它具有完善的保护线路,更能满足使用者简单、方便、价格低的使用需求。相比于普通的电池电源它具有超高的准确性、高精确度、高稳定性等优良的电子特性。

二、学生实验专用电源设计过程

在刘昆山老师的指导下,充分了解我院实验实训室电源使用情况后,确定了产品设计任务,然后进行电路原理图的绘制并仿真,采用万能板搭建电路并调试,采用制板软件PROTEL99SE设计电路PCB板并生产,最后进行了产品装配及调试等环节,成功开发出了学生实验专用电源。

1、产品设计任务

要求能稳定输出固定直流5V电压和连续可调的直流电压,输出电流大于1A,纹波小于0.01V,价格在20元以内。

2、电路原理图的绘制并仿真

   采用电子仿真软件MULTISIM11.0绘制电路仿真图,并进行电路仿真,调试电路参数使之符合设计要求。

3、采用万能板搭建电路并调试

计算机仿真成功后,并不一定就说明设计步骤完成了,必须再进行实物调试。我们采用了万能板搭建电路并调试的方法,在实物调试过程中不断修改电路参数使之符合设计要求。

4、电路PCB板的设计

经过前面几个步骤,最终设计完成了满足设计要求的电路原理图如下:


1.25V到12V连续可调的直流稳压电源原理图

 

5V直流稳压电源原理图

根据电路原理图,采用制板软件PROTEL99SE,经过电路原理图绘制、生成网络表、PCB设计规则设置、元器件布局、PCB布线等环节才能设计出一块PCB电路板。在PCB布线环节,对技术的要求非常高,应根据电路参数要求和实际情况选择对应的电子元器件,同时还要不断的测量实际元件的大小来修改元件封装,只有反复改进才能够设计出比较完美的产品,这期间花费的时间是最多的,也是最锻炼学生能力的。

5PCB板的生产

PCB板的生产由专门的厂家可以完成,我们只需要将我们设计好的文件打包发送过去就可以。PCB板子的大小直接关系到生产费用问题,所以我们在绘制PCB板要在布局合理的情况下尽量使板子最小化,其次就是在绘制原理图及绘制PCB板环节,不能出一点点错误,否则厂家生产出来的就可能是废板,浪费了时间和资金。

6、产品装配及调试

PCB厂家拿到生产好的PCB板就可以进行产品装配及调试,装配过程中最容易犯的错误就是把元器件放错位置,这也有可能导致产品装配失败,所以这个步骤必须小心谨慎。

 通过成功开发学生实验专用电源,让我们协会的成员掌握了电子产品设计与开发技术,极大的激发了协会会员的学习热情,营造了浓厚的学术氛围,也为我院降低教学成本做出了贡献。

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