合肥工业大学现代电源实验
实验1 单端隔离型高频开关电源实验
一．实验目的
1.了解单端反激式开关电源的主电路结构、工作原理；
2.掌握单端反激式变压器设计和绕制方法；
3.学会开关电源调试的基本方法。
二．实验原理
U
-+L
图1 单端反激式隔离变换器电路拓扑
单端反激式隔离变换器图1所示。当VT 导通时，输入电压U i 便加到变压器T 的初级绕组N 1上，根据变压器T 对应端的极性，次级绕组N 2为下正上负，二极管VD 截止，次级绕组N 2中没有电流流过。当VT 截止时，N 2绕组电压极性变为上正下负，二极管VD 导通，此时，VT 导通期间储存在变压器（电感）中的能量使通过二极管VD 向负载释放。
本次实验输入为工频交流220V ，经过工频隔离变压器将电压降到交流35V ，再经过二极管整流和大电解电容滤波变成约48V 的直流电压。采用UC3842作为PWM 控制芯片，驱动功率MOSFET ，控制高频变压器的原边通电，副边采用±15V 和+15V 三路输出，其中+15V 输出作为反馈端，实现电压稳压输出。
AC
220V
图2 单端隔离型高频开关电源电路框图
技术指标：
输入：交流220V±15% 输出：+15V/0.2A ，±15V /0.5A （实验者可调整） MOSFET 开关频率：100kHz （实验者可调整） 实验者可观测的数据和波形： 交流输入电压波形、二极管整流后电压波形、电容滤波后电压波形、MOSFET 的漏源极电压波形、输出电压波形、UC3842的锯齿波振荡器波形、UC3842的输出驱动波形。
实验者可调整的参数：
可改变反馈电压分压比进而改变输出电压数值；可改变RCD 吸收电路参数观测MOSFET 的漏源极电压波形变化情况；可改变功率MOSFET 的驱动电阻数值参数观测MOSFET 的漏源极电压波形变化情况；可改变3842的锯齿波振荡器电阻值，观测UC3842的输出驱动波形频率的变化情况。
三．实验设备
单端隔离型反激式变换器实验板1块（已含在实验箱内） DF1731直流稳压电源1台（或调压器和隔离变压器） 示波器1台 数字万用表1块 小一字螺丝刀1把
四．实验电路原理分析
1.PWM 控制芯片UC3842简介
UC3842是一种单端输出控制电路芯片，其内部结构框图如图3所示。
7
65
3
8
4
21
图3 UC3842内部结构框图
该芯片电源电压范围30V ，输出电流峰值±1A ，输出电流(连续)200mA ，模拟输入(2脚、3脚)从0到2.6V ，误差放大器下拉电流5mA ，振荡频率范围100Hz ～500Hz ，振荡器定时电阻(R T )500Ω≤R T ≤150kΩ，振荡器电容(C T )1000pF≤C T ≤1µF 。
UC3842/UC3843的管脚功能如下：
1脚：输出补偿端。该管脚为误差放大器输出，并可用于环路补偿。
2脚：电压反馈端。该管脚为误差放大器的反相输入端，通常通过一个分压器连接至开关电源的输出，构成电压闭环。
3脚：电流取样端。一个正比于所控电流的电压接至该引脚，利用电流测定、电流测定比较器构成电流闭环。当该引脚电压≥1.0V 时，PWM 控制芯片封锁输出脉冲。
4脚：RT/CT 端。用于外接振荡电阻和电容，将电阻R T 跨接在4脚与8脚（V ref ）两端，电容C T 接在4脚与电源地之间。
当R T >5kΩ时，振荡频率为：
T
T OSC 86
.1C R f
5脚：接地端。是控制电路与电源的公共地。
6脚：脉冲输出端。该输出可直接驱动功率MOSFET ，具有1A 的驱动（拉、
灌）能力。
7脚：电源供电端。启动门限电压为16V ，最低工作电压为10V 。
8脚：基准电压输出端。该引脚输出5V基准电压，具有50mA的带载能力，该电源通过R T向C T提供充电电流。
图4 UC3842及外围电路原理图
整流后的直流电压经R1分压后向C9充电，当C9电压≧16V时，达到UC3842 7脚的启动电压门槛值，芯片开始工作：4脚输出锯齿波，其频率可通过电位器RP1调节；6脚输出方波驱动功率MOSFET工作，以控制变压器的原边通电。当输出高电平时，MOSFET开通。
2.整流输出电路
图5 变压器副边输出电路原理图
变压器副边采用+15V和±15V三路输出，选择+15V输出1（X2）作为反馈端，±15V输出2（X3）是变压器另两个绕组T3、T4的输出电压，经过7815和7915稳压输出。
变压器开始向负载传递能量时，+15V输出1作为反馈端开始工作：首先反馈量向C9充电将UC3842的7脚电压钳制住保持不变；其次反馈量经R3和电位器RP7分压后输入UC3842的2脚的误差放大器，与芯片内部2.5V基准电压
作比较来调整驱动脉冲宽度，从而改变输出电压以实现反馈绕组电压稳压输出，由此可知调节电位器RP7可以改变反馈输出端的输出电压。 3.电压尖峰抑制电路
90/5W
调节
图6 DS 波形尖峰抑制电路
图6所示是驱动电阻和RCD 缓冲电路部分，此部分设计用来抑制MOSFET 漏源极电压波形尖峰即DS 波形尖峰。
五． 实验步骤
1.反激式变压器设计
设计一个安匝连续的反激变压器
（1）决定设计反激变压器有关的电源参数。 输入电压 U i ：48±7V 输出电压 U o ：15V 满载电流 I o ：0.2A
电路拓扑 反激连续模式 开关频率 f s ：100kHz
设定占空比 D ：在48V 输入时0.4
最大纹波电流 ΔI ：0.03A(次级),55V 输入？？ 变压器效率 η：80%
输出功率 0P =18W
峰值短路电流 I sp ：6.474A(次级)（参考《开关电源优化设计》沙占友）？？ 次级电感 L ：18.23μH (D=0.4, ΔI =0.03A)？？
'
2
2300(1)o I L U L uH D T
∆=⇒≈-
最大损耗（绝对）：2.0W 最大温升 40℃
冷却方式 自然对流 （2）初步计算：
U o ＇等于输出电压加上整流器、功率开关、线圈和电感电阻压降，取U o ＇
=16V ，在额定U i =48V 和设定的占空比为0.4时匝比为：
i 'o 480.49621160.645
U D n U D =≈==- 为了计算最坏情况－低U i 损耗，应首先决定低U i 时占空比D 、交流和直流分量。低输入电压时的占空比为：
'o max '
i o 2*16
0.44412*16
nU D U nU =≈=++ 线圈取整后，占空比要相应发生变化，电流推迟到后面计算。
（3）部分参数计算：
i P P η=
，min 41i U V =，且有2
112
i p P LI f =
， 1min max p i LI U D T
=
，两式相除的
21max 11min
min max 122p p i i p i i LI f D I P P LI U U D T
=⇒=，由此解得1p I 。 根据公式得初级短路峰值电流：111.3sp p I I =？？ 另有： 21n p p I I =，221.3sp p I I =。
由：'022(1)p
U I D fL =-，得'0
22-D p U L I f
=（1）
初级电流：1L I =0I
n
（4）用产品手册选择磁芯材料：磁芯材料为铁氧体，Philips 3C90。100℃时，饱和磁感应为0.32T 。
（5）决定磁芯工作的最大磁通密度和 最大磁通密度摆幅。如右图，采用磁芯比 损耗为100W/cm 3时，工作频率
f =100kHZ 对应的B 值约为120mT 。电感安匝连 续模式，饱和限制了最大磁通密度
B max ＝0.12T(1200高斯)。因此，在峰值短路时，B 将达到B max =0.12T 。假定加了气隙的磁芯的B －H 特性线性度好，ΔB max 与电流纹波（在55V ）将是：
max max
SP20.03
0.120.00056T 6.474
I B B I ∆∆====560高斯 将峰峰值磁通密度摆幅除以2是0.028T （280高斯）。
在3C90材料磁芯损耗曲线上查300高斯，纹波频率100kHz 时比损耗近似为10mW/cm 3。比经验值100mW/cm 3小得多，磁芯损耗可忽略不计。因此，在I SP ＝6.474A 时达到B max ，而ΔI =0.015A 时ΔB max 仅为0.0028T 。
（6）选取B max =0.3T ，反激变压器K 1=0.0085
4
3
SP21L max 1LI I AP B K ⎡⎤=∙⎢⎥⎣⎦
磁芯类型选择：查表得磁芯EI22的磁芯AP=40.1225cm ， 如果选择EI22容易引起磁饱和。因此选择EE25磁芯，其AP 为35154mm ，裕量充分，查表得EE25磁芯参数为：
有效截面积 A e ：0.429cm 2 体积 V e ：4.17cm 3 磁路长度 l e ：4.95cm
中柱直径 C ：0.655cm ，D ：0.655cm 窗口面积 A w ：0.8194cm 2
（7）根据需要的电感量计算次级匝数(L －μH;尺寸－cm;B —高斯)：
22max 10e
L I
N B A -∆=
⨯∆
（max 2
2
22max e e
B A L I I
N e L N t t B A ∆∆∆==⇒=∆∆∆） 根据匝比求得初级匝数：
12N N n =⨯
（8）根据要求的电感量计算所需的气隙长度(L －μH;尺寸－cm)：
g 24g 010A
N L
δμ=⨯
（9）计算100kHz 时的穿透深度
0.24mm δ==
（10）计算导线尺寸
设选择导线时，确定电流密度值为4A/mm 2，则 次级线圈：U o =41V ，1－D max =0.56。 输出电流：I o =0.2A 平均峰值电流？：
o 2a max 0.2
0.4510.44
I I A D ===-
电流有效值：
20.3I A A ===
选择电流密度为4A/mm2，初级线圈和次级线圈可以均选用AWG30号导线绕制，每股导线截面0.06785mm2。
初级线圈：U i=41V，
max
D=0.44。
因为初级和次级的平均安匝总是相等的，一起驱动电感磁芯。因此
平均峰值电流：I1a=I2a/n=0.225
有效值电流：
10.14
I A
===
峰值短路电流：I1SP
（10）T3和T4端
T3和T4端匝数按类似方法计算。设计变压器时采用不同匝比得到不同输出电压值，由于稳压块7815和7915的启动电压在17V-30V之间，因此绕制变压器时T3和T4的匝数与T2（+15V）的不同。单排插针J22的1脚和9脚用来测变压器T3、T4端输出电压值，本实验中取此值约为25V，此电压启动稳压块7815和7915工作，最后输出2端稳定输出±15V电压。
2.变压器绕制方法：
设变压器原边匝数为n1，副边+15V（反馈端）匝数为n2，±15V匝数为n3。1）拿到变压器骨架后首先自己确定1，2，3，4，5，6，7脚
2）1（原边），4，6，7脚为同名端
3）第一层先绕副边，从4脚进线，为了不容易绕错，顺时针绕线，绕n2匝，绕完后从3脚出线，然后用绝缘胶布包裹，漆包线与脚相连部位用砂纸打磨除漆
4）从1脚进线顺时针绕n１匝，从2脚出线，包裹，除漆，完成原边绕制
5）从6端进线，顺时针绕n3匝，从5脚出线
6）从7端进线，顺时针绕n3匝，从6脚出线
注：每一层绕完后用绝缘胶布包裹，漆包线与脚相连部位用砂纸打磨除漆，用万用表测一下是否通路。
3.调试注意事项
1）带电过程中，禁止用手随意触摸器件，防止短路，离得较近散热器的防止接触；
2）示波器两探头地线通过示波器内部连接，故在使用两个探头时要将其中一个探头的地线悬空，并应清楚所同时观测的信号是共地信号，不允许同时使用示波器两探头观测隔离电路的两个信号。
3）该实验电路输入端有整流桥，故可使用交、直流信号。使用稳压电源替代调压器作为电源输入时，输入额定电压为DC48V，故应使稳压电源的双路输出（每路32V/3A）为串联状态。
4.调试步骤
（1）确保变压器接入电路板（注意别插错）
（2）输入波形观测：输入端X1由220V交流电降压至35V交流电输入，保证输入端X1电源正确接入前提下，示波器接J16的3脚（GND）和1脚（AC），观察输入交流电压波形和电压值；再接3脚（GND）和5脚（DC），观察经整流和滤波之后的直流电压波形和电压值；观察三个输出指示灯是否正常发光。如果每灯都正常发光说明芯片、变压器及各二极管均可正常工作，这样才能进行下面的调试步骤。如果有灯不亮，请对照原理图检查对应电路。
如果想直接利用稳压电源进行调试，直接利用稳压电源接入输入端，稳压电
源应该串联连接，把电压档打到零再开始打开开关，缓慢增加电压，加到48V 左右，然后根据上述步骤进行调试。
（3）芯片UC3842的调试：输入端X1电源正确接入以启动UC3842芯片工作。
①万用表接J19的GND和Back，此电压对应芯片7脚电源电压；
②万用表接J19的GND和Vref，测量Vref脚电压是否为5V，此电压对应芯
片8脚基准电压端；
③用示波器探头接J19的GND和CT，观察J19的CT脚锯齿波输出，如图7
所示，此波形对应芯片4脚输出。此锯齿波的频率是可调的，调节“频率调节”处的电位器RP1，在示波器上观察锯齿波频率的变化。随着锯齿波频率的改变，J19的OUT脚输出的驱动方波频率也会随之改变，在后面的测试里可以观察。
④三个指示灯均正常发光条件下，负载选择处的J5、J6、J7、J8均接短路块
（即给输出端接入负载），用示波器探头接J19的GND和OUT，观察J19的OUT脚波形输出，如图8所示。此波形对应芯片UC3842的6脚输出波形，用来驱动MOS管工作。
图7 芯片4脚锯齿波输出示例图8 芯片6脚驱动方波输出示例
（4）反馈输出端电压调节：用万用表测X2的1和3端口（或J21两脚），测量反馈绕组输出1端X2的电压值。在“反馈电压调节”处调节电位器RP7，观察所测电压值的变化，本实验中要求此电压值为15V。
（5）负载选择处的J5、J6、J7、J8均接短路块，示波器探头接J29的+脚和—脚，输入端X1电源正确接入，在电路各部分均正常工作条件下，进行以下测试：
①用示波器分别记录J1接短路块和J1不接短路块的
V波形，对波形进行比
DS
较和分析；
②J1不接短路块的情况下，按J4、J3、J2顺序逐次将短路块插针，分别记录
V
DS 波形，观察其波形和峰值；
（6）观察负载对输出电压的影响：负载选择处J5、J6接短路块，断开J7、J8的短路块，X3的+15V和-15V分别接一个滑动变阻器（量程在1A以内），并各自串联一个电流表。滑动变阻器从最大阻值处开始缓慢减小阻值，直到电流表的读数为0.5A左右。在移动滑动变阻器的同时，用万用表测量X3的+15V 和-15V两路输出的电压值，观察其值是否有变化，并思考原因
六．可借鉴的实验波形和结果
以下给出了单端隔离型高频开关电源在开关频率为100kHz，220V交流电经变压器降为35V交流输入X1，输出电压为15V，输出端满载时电路部分器件工作波形。
（1）驱动电阻的大小对MOS管
V波形的影响
DS
V波形示例，峰-峰值218V
图9 驱动电阻较大时的
DS
V波形示例，峰-峰值262V
图10 驱动电阻较小时的
DS
⑵RCD缓冲电路对
V波形的影响
DS
①只有J4接短路块，表示RCD缓冲电路接入电路，但缓冲电路内部只有R8
和C17起作用。此条件下测得的
V波形如图所示。
DS
V波形
图11 只有J4接短路块的
DS
②只有J4、J3接短路块，表示RCD缓冲电路接入电路，且缓冲电路内部R8、C17和C18起作用，电容变大。此条件下测得的
V波形如图所示。
DS
V波形
图12 只有J4、J3接短路块
DS
③J4、J3、J2全部接短路块，表示RCD缓冲电路接入电路，且缓冲电路内部R8、R9、C17和C18起作用，缓冲电路的电阻变小，电容变大。
V波形
图13 J4、J3、J2全部接短路块时的
DS
合工大电路实验报告2024解析
合工大电路实验报告2024解析 实验名称：合工大电路实验报告2024解析 实验目的： 本实验旨在通过实际操作，了解基本电路的组成和性质，并学习使用实验仪器进行基本电路的测量和分析，以增强对电路基本原理的理解。实验原理： 本次实验主要涉及三个实验项目：串联电路、并联电路和交流电路。 1.串联电路：由于串联电路中电流只有一条路径，所以电流在串联电路中是相等的，而电压则是分配的。由欧姆定律可以得出串联电路中电流的计算公式。 2.并联电路：并联电路中电流可以分流，并且电压在并联电路中是相等的。并联电路中电阻的计算公式是根据电导值计算的。 3.交流电路：交流电路中，电流和电压是随时间变化的，信号是周期性的。交流电路中电流和电压的计算公式是基于正弦函数的。 实验仪器和材料： 1.DC电源：用于提供直流电压供电实验。 2.电阻箱：用于调节串联电路或并联电路的阻值。 3.多用电表：用于测量电路中的电流和电压。 4.示波器：用于观察交流电路中的波形图。 实验步骤：
1.串联电路实验： -连接电路：将两个电阻依次连接起来，形成串联电路。 -测量电流：将多用电表置于电阻的两端，测量电流大小，并记录下来。 -计算电流：根据串联电路中电流相等的原理，将测量到的电流作为串联电路的总电流。 -测量电压：将多用电表的两个探头分别接在两个电阻上，测量电压大小，并记录下来。 -计算电压：根据欧姆定律和串联电路中电压分配的原理，计算每个电阻上的电压值，并与测量结果进行比较。 2.并联电路实验： -连接电路：将两个电阻并联连接起来，形成并联电路。 -测量电流：将多用电表置于并联电路的入口端，测量电流大小，并记录下来。 -计算电流：根据并联电路中电流分流的原理，将测量到的电流作为并联电路的总电流。 -测量电压：将多用电表的两个探头分别接在两个电阻上，测量电压大小，并记录下来。 -计算电压：根据并联电路中电压相等的原理，计算每个电阻上的电压值，并与测量结果进行比较。 3.交流电路实验：
合肥工业大学数字电路课程设计之电子时钟实验报告1
设计题目：数字电子钟设计 1.设计任务与要求 （1）时钟功能: 采用数码管显示累计时间，以24小时为周期。（2）校时功能: 能快速校准“时”、“分”、“秒”的功能。 （3）整时报时功能: 具体要求整点前鸣叫5 次低音( 500 Hz ) , 整点时再鸣叫一次高音(1 000 Hz左右) , 共鸣叫6 响, 两次鸣叫间隔0 .5 s。(选做) （4）计时准确: 每天计时误差不超过10 s。 2. 方案设计与论证 （1）工作原理 数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、LED数码管、校时电路、整点报时电路等组成。工作原理为时钟源用以产生稳定的脉冲信号，作为数字种的时间基准，要求震荡频率为1HZ，为标准秒脉冲。将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用24进制计数器，可以实现24小时的累计。LED数码管将“时、分、秒”计数器的输出状态显示。校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。
根据题设要求，可得题设的总体设计思路框架如下： 1 : 方案一74LS192芯片对电路进行输入设计。利用利用编码器74Ls192的秒脉冲分信号。再利用1HZ对芯片1kHz的输入信号进行分频，得到 74LS192进行产生秒，分，时，最后在数码管上显示出来。: 方案二对芯利用74LS92芯片对电路进行输入设计。利用编码器74Ls92的秒脉冲分信号。再利用的输入信号进行分频，得到1HZ 片1kHz 进行产生秒，分，时，最后在数码管上显示出来。74LS192 方案三：编程实现数字时钟。 方案比较：
合肥工业大学电路理论教学大纲
教学大纲 目录 课程教学大纲 (2) 实验教学大纲 (6)
《电路理论》教学大纲 总学时：128 课堂教学：98 实验/上机：30 学分：8 教学大纲的说明 一、课程的目的与任务： 电路是电类（特别是强电类）诸如电气工程、自动化、生物医学工程等专业的一门重要的技术基础课，是各个专业课的桥梁和纽带。 它的任务：通过该课程的学习，使学生初步掌握电路理论、及其基本分析方法、并锻炼实验的基本技能，并为学习后续课程打下扎实的基础。同时通过学习，可以加强能力培养和严谨的学风训练。 二、课程的基本要求： 1、熟练掌握基尔霍夫定律和电阻、电感、电容以及独立源、受控源等电路元件的电压电流关系。牢固掌握电路中电压电流的参考方向的概念。 2、充分理解并能运用线性电路的基本分析方法：结点法、支路法、回路法和迭加定律、替代定律、戴维南定理、诺顿定理等电路的基本定律和定理，有源和无源的等效电阻、输入电阻以及Y-⊿变换。 3、掌握电感、电容的动态特性的概念熟练掌握一阶电路的时域分析方法，掌握二阶电路的时域分析方法，并能列写其状态方程。充分理解时间常数、零状态响应、零输入响应、全响应、自由分量、强制分量等概念。理解电路的单位阶跃响应与单位冲激响应。能掌握和运用拉普拉斯变换分析和计算一阶、二阶电路。 4、熟练掌握正弦量的有效值、频率、相位和初相位及相位差的概念，相量的概念、相量图的作法、复阻抗、复导纳及其相互变换。能熟练掌握和运用相量法分析计算正弦电流电路（包括磁耦合电路、三相电路）。了解非正弦电路的分析方法。 5、掌握现代电路分析的基本理论，初步了解大型网络和电路的分析方法以及计算机在电路分析中的应用。 6、了解非线性电路的一些基本特点和分析方法。 7、能正确的使用国际单位制。 三、与其他课程的联系与分工： 前期课程主要为：高等数学、复变函数、积分变换，线性代数，大学物理。 本门学科是后续电子技术（数电、模电）、微机原理的重要前提。 四、教学形式与学时分配
合肥工业大学电力系统自动装置习题2
电力系统自动装置试题 课程代码：02304 一、单项选择题(本大题共15小题，每小题1分，共15分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.AAT装置的主要作用是( ) A.提高供电可靠性 B.提高供电选择性 C.改善电能质量 D.提高继电保护的灵敏度 2.当在双电源线路上装设无电压检定和同步检定重合闸时，如果线路发生瞬时性故障，线路两侧重合闸的动作顺序是( ) A.同步侧先合，无压侧后合 B.无压侧先合，同步侧后合 C.两侧同时合 D.一侧合，另一侧不合 3.在330kV~500kV线路中，一般情况下应装设( ) A.单相自动重合闸装置 B.三相自动重合闸装置 C.综合自动重合闸装置 D.单相和三相自动重合闸 4.与线性整步电压波形的斜率大小成正比的是( ) A.频率差 B.电压差 C.相角差 D.导前时间 5.准同期装置中，利用线性整步电压获取导前时间脉冲的核心电路是( ) A.积分电路 B.微分电路 C.比例+积分电路 D.比例+微分电路 6.电力系统可能出现的最大有功功率缺额Pla.max与自动低频减负荷装置的切除负荷总量Pcut.max的关系为( ) A. Pla.max>Pcut.max B. Pla.max 实验报告 课程名称： 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 年月 模拟电子技术课程设计报告 班级：通信工程 姓名： 学号： 指导教师：孙锐许良凤 目录 课程设计一、集成直流稳压电源P 3 课程设计二、数据放大器P 7 课程设计三、方波-三角波-正弦波函数信号发生器 P 13 课程设计一 集成直流稳压电源 1.设计指标及要求 输出直流电压可调范围V o 9~3V ++=，输出电流最大值mA o 800I max =， 输出电压变化范围 mV p op 5V ≤?-，稳压系数3 v 103S -?≤。 2. 实验用仪器以及已知条件 变压器220V-50HZ ，变压器降压后V2rms=18V ；整流二极管4个1N4001；稳压二极管一个1N4148；电容2200μF ×2,0.1μF ×1，1μF ×1， 10μF ×1；可调式三端稳压器CW317；电位器5k Ω；电阻240Ω,10Ω×2。 3.工作原理 4.电路设计与调试 首先应在变压器的副边接入保险丝FU,以防电路短路损坏变压器或其他器件,其额定电流要略大于Iomax,选FU的熔断电流为1A,CW317要加适当大小的散热片。先装集成稳压电路，再装整流滤波电路，最后安装变压器。安装-一级测试一级。对于稳压电路则主要测试集成稳压器是否能正常工作。其输人端加直流电压V≤12V,调节RP,输出电压V。随之变化，说明稳压电路正常工作。整流滤波电路主要是检查整流二极管是否接反,安装前用万用表测最其正反向电阻。接人电源变压器，整流输出电压V.应为正。断开交流电源,将整流滤波电路与稳压电路相连接,再接通电源输出电压V。为规定值，说明各级电路均正常工作，可以进行各项性能指标的测试。对于图所示稳压电路，测试工作在室温下进行,测试条件是I。=500mA,RL= 18Ω 实物连接图： 测试结果如下图所示， 1 一、 判断题：（1×10＝10分，在括号中正确用“T ”表示，错误用“F ”表示） 1、 一个线性二端元件在电路中，其端电压值为10V ，流经该元件的电流值为2A ，则可以说该元 件吸收功率为20W 。（ ） 2、 KCL 、KVL 两个定律仅适用于线性电阻电路。（ ） 3、 互易定理的适用范围是线性电阻电路。（ ） 4、 戴维南等效电路是指对端口以外的电路等效。（ ） 5、 换路定则在任何情况下都适用。（ ） 6、 二阶电路分析中，如果某待求量的解是一个衰减的正弦量时，说明该电路属于过阻尼状态。 （ ） 7、 相同阻抗角的阻抗并联后，总阻抗的阻抗角变大了。（ ） 8、 在感性负载两端并联电容，通过改变电容的大小，是可以提高整个电路的功率因数的，而不 是提高感性负载的功率因数。（ ） 9、 交流电路系统中，各个元件的瞬时功率在某一时刻可以不守恒的。（ ） 10、 对称的三相电路，是指三个电源完全相同，三个负载也完全相同。（ ） 二、 计算（7×10＝70分） 1、 计算图1中两个电源的功率，并指出是吸收和是发出。 2、 计算图2中ab 两端的等效电阻。 3、 写出图3中以独立结点a 、b 、c 为变量的结点电压方程。 4、 写出图4电路中规定的回路电流方向的回路电流方程。 图1 图2 6? I 1 3A 图3 图4 6Ω 2 Z U 图10 5、 用叠加定理方法计算图5中电流I 。 6、 计算图6中电路的戴维南等效电路。 7、 图7中N 为线性纯电阻网络，请用特勒根定理或者互易定理求b)中2Ω电阻中的电流I 。 8、 图8中电容初值0)0(=-c u V ，求?)0(=+c u 9、 计算图9中三个元件消耗的视在功率，同时计 算总电路的功率因数。 10、 计算图10中对称三相电路中A I 和AC U 的相位差和该三相负载消耗的总的有功功率，已知负载Ω∠=0 6010Z ，线电压AC U 为380V 。 图5 + _ 图6 + _ (b) （b ） 图7 ＋ u C _ 图8 -j3Ω 图9 _ HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 《传感器原理及应用》课程 实验报告 班级 学号 姓名 机械与汽车工程学院机械电子工程系 二零一零年三月 实验概况 一实验地点 传感器实验室——合肥工业大学机械楼南楼226室 二实验时间 2010年4月日下午2:30～5:50 三实验小组 第小组 四实验台名称 CSY2001/2001B型传感器实验台 五实验内容 1. 金属箔式应变计三种桥路性能比较； 2. 双孔应变传感器——称重实验； 3. 光栅传感器衍射演示实验； 4. 微机检测与转换——数据采集处理。 实验一金属箔片应变计三种桥路性能比较 一实验目的 1、观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式； 2、测试应变梁变形的应变输出； 3、比较各桥路间的输出关系； 4、通过对单臂、半桥、全桥三种测量桥路的输出关系的分析比较，掌握直 流惠斯通电桥的结构形式及特点。 二实验所需部件 直流稳压电源（±4V）、应变式传感器实验模块、贴于悬臂梁上的箔式应变计、螺旋测微仪、数字电压表。 三数据及计算结果 四按实验指导书要求绘制特性曲线 在同一坐标系上绘出3条U – X曲线，并分别计算灵敏度S。 五实验结果分析 比较三种桥路的灵敏度，并做出定性的结论。 六思考题 从理论上分析三种桥路的灵敏度之间的关系？ 实验二双孔应变传感器的称重实验 一实验目的 1、观察了解电阻应变片的结构及粘贴方式； 2、了解双孔悬臂梁式称重传感器的结构及工作原理； 3、认识差动电桥的输出特性。 二实验所需部件 直流稳压电源（±4V）、双孔悬臂梁式称重传感器、应变式传感器实验模块、称重砝码（20克/个）、数字电压表。 三数据及计算结果 四按实验指导书要求绘制特性曲线 在坐标系上绘出U – W曲线，并计算灵敏度S。 实验1 单端隔离型高频开关电源实验 一．实验目的 1.了解单端反激式开关电源的主电路结构、工作原理； 2.掌握单端反激式变压器设计和绕制方法； 3.学会开关电源调试的基本方法。 二．实验原理 U -+L 图1 单端反激式隔离变换器电路拓扑 单端反激式隔离变换器图1所示。当VT 导通时，输入电压U i 便加到变压器T 的初级绕组N 1上，根据变压器T 对应端的极性，次级绕组N 2为下正上负，二极管VD 截止，次级绕组N 2中没有电流流过。当VT 截止时，N 2绕组电压极性变为上正下负，二极管VD 导通，此时，VT 导通期间储存在变压器（电感）中的能量使通过二极管VD 向负载释放。 本次实验输入为工频交流220V ，经过工频隔离变压器将电压降到交流35V ，再经过二极管整流和大电解电容滤波变成约48V 的直流电压。采用UC3842作为PWM 控制芯片，驱动功率MOSFET ，控制高频变压器的原边通电，副边采用±15V 和+15V 三路输出，其中+15V 输出作为反馈端，实现电压稳压输出。 AC 220V 图2 单端隔离型高频开关电源电路框图 技术指标： 输入：交流220V±15% 输出：+15V/0.2A ，±15V /0.5A （实验者可调整） MOSFET 开关频率：100kHz （实验者可调整） 实验者可观测的数据和波形： 交流输入电压波形、二极管整流后电压波形、电容滤波后电压波形、MOSFET 的漏源极电压波形、输出电压波形、UC3842的锯齿波振荡器波形、UC3842的输出驱动波形。 实验者可调整的参数： 可改变反馈电压分压比进而改变输出电压数值；可改变RCD 吸收电路参数观测MOSFET 的漏源极电压波形变化情况；可改变功率MOSFET 的驱动电阻数值参数观测MOSFET 的漏源极电压波形变化情况；可改变3842的锯齿波振荡器电阻值，观测UC3842的输出驱动波形频率的变化情况。 《电力电子技术》课程期末考试试题(A) 合肥工业大学计算机与信息学院 一.填空（每空1分，36分） 1、请在正确的空格内标出下面元件的简称： 电力晶体管；可关断晶闸管；功率场效应晶体管；绝缘栅双极型晶体管；IGBT是和的复合管。 2、晶闸管对触发脉冲的要求是、和 。 3、多个晶闸管相并联时必须考虑的问题，解决的方法是。 4、在电流型逆变器中，输出电压波形为波，输出电流波形为波。 5、型号为KS100-8的元件表示晶闸管、它的额定电压为伏、额定有效电流为安。 6、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在_ 上的上、下二个元件之间进行；而120º导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在_ 上的元件之间进行的。 7、当温度降低时，晶闸管的触发电流会、正反向漏电流会；当温度升高时，晶闸管的触发电流会、正反向漏电流会。 8、在有环流逆变系统中，环流指的是只流经、 而不流经的电流。环流可在电路中加来限制。为了减小环流一般采控用控制角αβ的工作方式。 9、常用的过电流保护措施有、、 、。（写出四种即可） 10、双向晶闸管的触发方式有、、、、 四种。 二.判断题,（每题1分，10分）（对√、错×） 1、在半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路出故障时会出现失控现象。 （） 2、在用两组反并联晶闸管的可逆系统，使直流电动机实现四象限运行时，其中一组逆变 器工作在整流状态，那么另一组就工作在逆变状态。（） 3、晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。（） 4、逆变角太大会造成逆变失败。（） 5、并联谐振逆变器必须是略呈电容性电路。（） 6、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。（） 合肥工业大学2017年攻读博士学位研究生入学考试试题 考试科目：现代电路理论 考试时间： 月 日 （注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效！） ——————————————————————————————— 一、如图1所示含有流控电流源的二端口，试判断此二端口是有源的还是无源的？并说明条件。（10 分） 1 i 1 i β2i +- 1u 2 u +- 二、若一非线性电阻构成关系为，试说明 当 时，此非线性电阻相当于一个倍频器。[提 示：利用三角关系 ].（10 分） 三、如图2所示电路，，L=0.7014H,C=0.9403F,令 ，试求 和Q 对各元件参数的灵敏度。（15 分） 1 R 2R C L +_ out u +- in u 图2 四、设计一个Butterworth 低通滤波器，在（） =2处幅值衰减量不低于50dB ，试确定该滤波器的阶数。（10 分） 五、设H(s)为 如果取样频率为：(1)，(2), 用双线性变换求出Z 域转移函数 。（15 分） 六、试求图3所示电路的转移函数。（10分） ()S H = ) () (S V S V in out 图 3 七、如图4所示电路，降压变换器工作在电流连续导通模式，试用平均状态法分析直流稳态输出电压以及小信号转移函数。（15分） R C +_ out u +_L u +_ in u K D 八、如图5所示积分电路，采用无源补偿方法可使电路的相位差为零，试求与电阻R 、电容C 以及运放时间常数的关系式。（15分） c R in u out u +- + 图 5 目录 实验1 Protel 99SE使用基础 实验2 Protel 99SE原理图设计 实验3 Protel 99SE原理图编辑 实验4 Protel 99SE原理图设计的电路测试与报表输出实验实验5 PCB印制电路板设计 附录： 1、各个实验相关电路图及报表 2、PCB印制电路板设计 实验1 Protel 99SE使用基础 实验目的 (1)掌握Protel 99SE的启动和退出方法； (2)熟悉Protel 99SE的操作环境（菜单栏、工具栏、状态栏以及系统菜单等）； (3)掌握创建和打开设计数据库文件的方法； (4)掌握启动原理图编辑器、印制电路板编辑器以及其他编辑器的基本方法； (5)掌握不同编辑器之间的切换方法； 实验步骤 1.启动Protel 99SE 2.创建设计数据库文件 3.打开设计数据库文件 4.启动原理图编辑器 5.启动印制电路板编辑器 6.不同编辑器之间的切换 思考题 (1)如何在不同类型的编辑器或相同类型的不同文件之间进行切换？ 答：在创建不同类型的文件或相同类型的不同文件并进入相应的编辑器时，在工作窗口上部会相应地增加不同的标签。用鼠标单击选中这些标签就可以在不同类型的编辑器或相同类型的不同文件之间自由切换 实验2 Protel 99SE原理图设计 实验目的 (1)掌握各类窗口的打开、关闭和切换方法； (2)掌握各种工具栏的打开和关闭（或隐藏）方法； (3)掌握绘图区域的放大与缩小方法； (4)掌握文件管理的基本操作（创建、打开、保存、关闭和删除原理图文件等）； (5)熟悉画原理图工具栏中各按钮的功能，并掌握绘制原理图的相关操作（设置图纸、放置和调整元件、原理图的布线和调整）； (6)熟悉画图形工具栏中各按钮的功能，并掌握在原理图上添加注释文字和图线的方法； 合肥工业大学电拖实验报告 第一章直流电机 实验一认识实验 一．实验目的 1．学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。 2．认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。 3．熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机方向与调速的方法。 二．预习要点 1．如何正确选择使用仪器仪表，特别是电压表、电流表的量程。 2．直流电动机起动时，励磁电源和电枢电源应如何调节？为什么？若励磁回路断开造成失磁时，会产生什么严重后果？ 3．直流电动机调速及改变转向的方法。 三．实验项目 1．了解电机系统教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表及直流电动机的使用方法。 2．用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。 3．直流他励电动机的起动，调速及改变转向。 四．实验设备及仪器 1．教学实验台主控制屏 2．电机导轨及测功机、转速转矩测量（NMEL-13A） 3．直流并励电动机M03 4．直流电动机电枢电源（NMEL-18/1 5．直流电动机励磁电源（NMEL-18/2 6．可调电阻箱（NMEL-03/4） 7．直流电压、毫安、安培表 各面板的布置及使用方法，注意事项。 2．在控制屏上按次序悬挂NMEL-13A。 件，并检查NMEL-13A U：直流电动机电枢电源（NMEL-18/1 R：可调电阻箱（NMEL-03/4）中R1与R2其中一组串联 V：直流电压表（NMEL-06） A：直流安培表（NMEL-06） M：直流电机电枢 （1）经检查接线无误后，直流电动机电枢电源调至最小。直流电压表量程选为300V档，直流安培表量程选为2A档。 （2）依次闭合主控制屏绿色“闭合”按钮开关，可调直流稳压电源的船形开关，建立直流电源，并调节直流电源至220V输出。 电路分析基础 实验指导 合肥工业大学计算机与信息学院 2007．9 实验一 叠加原理 一、实验目的 1、学会使用直流稳压电源和万用表。 2、通过实验证明线性电路的叠加原理。 二、实验设备 1、双路直流稳压电源一台 2、指针万用表和数字万用表各一块 3、实验电路板一块 三、实验原理 由叠加原理，在线性电路中，有多个电源同时作用时，在电路的任何部分产生的电流或电压，等于这些电源分别单独作用时在该部分产生的电流或电压的代数和。 为了验证叠加原理，实验电路如图1-1所示，当1E 和2E 同时作用时，在某一支路中所产生的电流I ，应为1E 单独作用在该支路中所产生的电流I '和2E 单独作用在该支路中所产生的电流I ''之和，即I ＝ I '+I ''。实验中可将电流表串联接入到所研究的支路中，分别测量出在1E 和2E 单独作用时，以及它们共 同作用时的电流值，加以验证叠加原理。 2 图1-1叠加原理实验电路 四、实验内容及步骤 1、直流稳压电源和万用表的使用 参见本书的仪器仪表说明部分，掌握直流稳压电源和万用表的使用。 2、验证叠加原理 实验电路如图1-1所示，1E 、2E 由直流稳压电源供给。1E 、2E 两电源是否作用与电路，分别由开关1S 、2S 来控制。实验前先检查电路，调节两路稳压电源使V 121=E 、V 62=E ，进行以下测试，并将数据填入表1-1中。 （1）1E 单独作用时（1S 置“1”处，2S 置“'2”处），测量各支路的电流。 （2）2E 单独作用时（1S 置“1'”处，2S 置“2”处），测量各支路的电流。 （3）1E 、2E 共同作用时(1S 置“1”处，2S 置“2”处)，测量各支路的电流。 表1-1 数据记录与计算 合肥工业大学宣城校区《信号与系统》课程实验报告 专业班级 学生姓名 《信号与系统》课程实验报告一 实验名称一阶系统的阶跃响应 姓名系院专业班级学号 实验日期指导教师成绩一、实验目的 1．熟悉一阶系统的无源和有源电路； 2．研究一阶系统时间常数T的变化对系统性能的影响； 3．研究一阶系统的零点对系统响应的影响。 二、实验原理 1．无零点的一阶系统 无零点一阶系统的有源和无源电路图如图2-1的(a)和(b)所示。它们的传递函数均为： 1 0.2s 1 G(s)＝ + (a) 有源(b) 无源 图2-1 无零点一阶系统有源、无源电路图 2．有零点的一阶系统(|Z|<|P|) 图2-2的(a)和(b)分别为有零点一阶系统的有源和无源电路图，它们的传递函数为： 1 0.2s 1) 0.2(s G(s) + + =， ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎭ ⎫ ⎝ ⎛ + + = S 6 1 1 S 1 6 1 G(s） (a) 有源(b) 无源 图2-2 有零点(|Z|<|P|)一阶系统有源、无源电路图3．有零点的一阶系统(|Z|>|P|) 图2-3的(a)和(b)分别为有零点一阶系统的有源和无源电路图，它们的传递函数为： 1 s 1 0.1s G(s)＝ + + (a) 有源(b) 无源 图2-3 有零点(|Z|>|P|)一阶系统有源、无源电路图 三、实验步骤 1．打开THKSS-A/B/C/D/E型信号与系统实验箱，将实验模块SS02插入实验箱的固定孔中，利用该模块上的单元组成图2-1(a)(或(b))所示的一阶系统模拟电路。 2．实验线路检查无误后，打开实验箱右侧总电源开关。 3．将“阶跃信号发生器”的输出拨到“正输出”，按下“阶跃按键”按钮，调节电位器RP1，使之输出电压幅值为1V，并将“阶跃信号发生器”的“输出”端与电路的输入端“Ui”相连，电路的输出端“Uo”接到双踪示波器的输入端，然后用示波器观测系统的阶跃响应，并由曲线实测一阶系统的时间常数T。 4．再依次利用实验模块上相关的单元分别组成图2-2(a)(或(b))、2-3(a)(或(b))所示的一阶系统模拟电路，重复实验步骤3，观察并记录实验曲线。 注：本实验所需的无源电路单元均可通过该模块上U6单元的不同连接来实现。 四、实验结果及分析 实验一微波常规测量系统的熟悉与调整 一、实验目的 1、了解常用微波常规测量系统的组成，认识常用微波元件，熟悉其特性、在系统中的作用及使用方法。 2、熟悉常用微波仪器的调整和使用方法。 二、实验原理 1、实验系统简介 图1-1 常规微波测量系统 微波常规测量系统如图1-1所示。系统中的仪器和主要元件作用如下： (1)、信号源：产生微波信号。常用的简易信号发生器，包括速调管振荡器、速调管电源和调制器。速调管振荡器产生并输出需要的连续或调制信号，速调管电源供给速调管振荡器所需各组稳压电源，调制器产生方波调制信号（重复频率一般为1000Hz ）,对速调管振荡器进行方波调制。标准信号发生器主要有速调管和体效应管两类，在包含上述功能的基础上增加了输出幅度调节器（可变衰减器）以及频率计等。 (2)、频率与功率监视部分：由正向接入的定向耦合器从主通道中耦合出一部分能量，通过对该部分信号的监测，确定其信号源的频率并监视输出功率的稳定性，标准信号源往往附有监测系统。 (3)、隔离器：是一种铁氧体器件，用于消除负载反射对信号源的影响。理想的隔离器只允许信号由源向负载单方向通过（即对入射波衰减为零）。而全部吸收由负方载向源的反射功率（即对反射波衰减为无穷大）。利用其单向传输特性，既保证了信号的正常传输，又防止反射波进入信号源影响其输出功率和振荡频率的稳定。实用的隔离器正向衰减为零点几分贝，反向衰减为几十分贝。在没有隔离器时，可用固定衰减器代替。此时，对正向、反向信号有同样衰减。 (4)、衰减器：分固定衰减器和可变衰减器两种。为电平元件，用来调节输出功率的大 小。调整可变衰减器的衰减量，可以控制到达负载的功率，使指示器有适度的指示。固定衰减器也可以用定向耦合器代替。 (5)、测量线：用来测量负载在传输线上造成的驻波分布，确定驻波系数、驻波最小点位置和波导波长等，以便计算各种待测参数。 (6)、指示器：指示检波电流的大小，对连续波信号、常用微安表、光点检流计等指示器。而对调制波信号，常用选频放大器做指示器。 (7)、负载：包括匹配负载、短路器及其它任何待测终端器件。 (8)、频率计：用于测量信号源频率。在简单的测量系统中也可以将其接在主通道中，接在副通道中的目的在于防止对主通道产生影响。 在进行微波参数测量之前，首先要对系统进行调整。主要包括：①根据要求调整信号源频率及输出功率；②调整可变衰减器使功率电平满足要求；③系统调配；④测量线探头调谐，该部分调节本实验系统可不进行。 主要调整步骤和原理介绍如下： (1)、信号源的调整 试验过程中可能会接触到不同型号按“点频”方式工作的信号源，其机械调谐旋钮置于某一位置时，输出相应的单一频率信号。信号源的调整主要包括：①调整频率旋钮，选择需要的频率；②系统调配使振荡器处于最佳工作状态且输出功率最大；③调整输出衰减器，使信号源输出功率满足测量要求。 在使用信号源之前，请仔细阅读说明书。 (2)、谐振式频率计的使用 在厘米波段，广泛使用谐振式频率计（也称为谐振式波长计）。测量微波频率，实际上是使用一只一端尺寸可调（一般用短路活塞）的单模谐振腔，将其以适当方式接入到测量电路中，调整短路活塞（即改变腔体长度），使之与信号源频率谐振，谐振时活塞位置刻度所对应的频率值，即为待测频率。 谐振式的频率计读数方式通常有两种：一种是频率计上仅有用螺旋测微器读出的活塞位置刻度，使用前先用外差式频率计或数字频率计校准，做出刻度一频率校正曲线（或校正表）；使用时根据读数从校正曲线或校正表上查出频率。另一种是直读式，即将校准的频率值直接标注在测微器的外侧圆筒上，使用时可直接读出频率。 根据谐振式频率计藕合元件的不同，采用不同的方式接入测量系统中，其调谐指示曲线也不相同。 第一种：通过式频率计的接法。这种接法的频率计腔体具有两个基本耦合元件。通过输入、输出耦合元件串接在测量系统中。当腔体与待测信号失谐时，通过输入棍耦合元件进入腔体的信号很微弱，因而耦合输出也很弱，检波器指示会很小。严重失谐时，检波电流接近于零，无检波指示。当调谐腔体尺寸使之与待测信号谐振时，进入腔体的信号最强，耦合输出也最大。测量时，只要连续调节调谐机构，同时观察检波指示。当检波指示最大时，频率计所对应的频率就是待测频率。 第二种：吸收式频率计接法。该种频率计腔体只有一个耦合元件。腔体通过耦合机构与待测信号的传输系统相耦合，形成主通道的一个分支。腔体失谐时，基本上不吸收微波功率，从而不影响信号的正常传输，检波指示正常，当调谐腔体使之与待测信号谐振时，合肥工业大学模拟电子技术课程设计报告
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