电子产品与工艺制作报告书

下图所示：

直流稳压电源的方框图

其中：

电源变压器：是降压变压器，它的作用是将220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。变压器的变比由变压器的出级与次级线圈的匝数比确定，变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n，式中n是变压器的效率。

整流电路：为了克服半波整流的缺点，常采用桥式整流电路，如下图所示，图中V1、V2、V3、V4四只整流二极管接成电桥形式，故称为桥式整流。设变压器二次电压u2=21/2U2sinωt，波形如下图所示。在u2的正半周，即a点为正，b点为负时，V1、V3承受正向电压而导通，此时有电流流过RL，电流路径为a→V1→RL→V3→b，此时V2、V4因反偏而截止，负载RL上得到一个半波电压。若略去二极管的正向压降，则uO≈u2。电压、电流波形在u2的负半周，即a点为负b 点为正时，V1、V3因反偏而截止，V2、V4正偏而导通，此时有电流流过RL，电流路径为b→V2→RL→V4→a。这时RL上得到一个与0～π段相同的半波电压，若略去二极管的正向压降，uＯ≈－u2。由此可见，在交流电压u2的整个周期始终有同方向的电流流过负载电阻RL，故RL上得到单方向全波脉动的直流电压。可见，桥式整流电路输出电压为半波整流电路输出电压的两倍，所以桥式整流电路输出电压平均值为uＯ=2×0.45U2=0.9U2。桥式整流电路中，由于每两只二极管只导通半个周期，故流过每只二极管的平均电流仅为负载电流的一半，在u2的正半周，V1、V3导通时，可将它们看成短路，这样V2、V4就并联在u2上，其承受的反向峰值电压为URＭ=21/2U2。

同理，V2、V4导通时，V1、V3截止，其承受的反向峰值电压也为URＭ=21/2U2。二极管承受电压的波形如下图所示。

在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半。

滤波电路：采用滤波电路可滤除整流电路输出电压中的交流成分，使电压波形变得平滑。

常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等。在整流电路的输出端，即负载电阻RL两端并联一个电容量较大的电解电容C，则构成了电容滤波电路。由于滤波电容与负载并联，也称为并联滤波电路。当u2为正半周时, 电源u2通过导通的二极管VD1、VD3向负载RL供电，并同时向电容C充电，输出电压uo＝uc ≈ u2；uo达峰值后u2减小；当uo≥u2时，VD1、VD3提前截止，电容C通过RL放电，输出电压缓慢下降，由于放电时间常数较大，电容放电速度很慢，当uC下降不多时u2已开始下一个上升周期；当u2＞uo时，电源u2又通过导通的VD2、VD4向负载RL供电，同时再给电容C充电，如此周而复始。电路进入稳态工作后，负载上得到的输出电压波形，与整流输出的脉动直流相比，滤波后输出的电压平滑多了。显然，放电时间常数RLC越大、输出电压越平滑。若负载开路（RL=∞），电容无放电回路，输出电压将保持为u2的峰值不变。

稳压电路：虽然整流滤波电路能将正弦交流电压变换为较为平滑的直流电压，但是，一方面，由于输出电压平均值取决于变压器副边电压有效值，所以当电网电压波动时，输出电压平均值将随之产生相应的波动；另一方面，由于整流滤波电路内阻的存在，当负载变化时，内阻上的电压将产生相反的变化，于是输出电压平均值也将随之产生相反的变化。因此，整流滤波电路输出电压会随着电网电压的波动而波动，随着负载电阻的变化而变化。为了获得稳定性好的直流电压，必须采取稳压措施。在设计中，常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点，将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联，以达到使输出波形基本平滑的目的。

过电路保护电路：由取样电阻R6及R7、C3组成延时电路、单向晶闸管及电子开关电路组成截止式过流保护电路。当稳压管输出的电流增大并超出额定值的20%时，过流取样电阻R6上的电压上升并使晶闸管触发导通，晶闸管的AK电压降至0.8V左右，此电压经电阻R2后，使得V1截止，从而V2截止，因而切断稳压管LM317的供电电压，最终稳压管无电压输出。

过电流保护电路图

（2）multisim仿真(选做)

创建新电路文件，放置元件搭建滤波整流电路，仿真电路图如图所示：

仿真电路图

进行电路仿真，结果如下：

示波器显示结果图电压显示结果图（3）焊接工艺

焊接工艺的重要性

焊接是电子制作工艺中非常重要的环节，焊接的质量直接影响产品的质量。若没有掌握好焊接的要领，容易产生虚焊；若焊接过程中加入焊锡过多会造成桥接(短路) ，致使制作出来的产品性能达不到设计要求。

焊接机理

通过对焊件加热，并使焊料熔化后，在焊件与焊料之间产生了原子扩散，待凝固后，在其交界面上将形成一层合金结合层。该合金结合层有良好的导电性和机械强度。

焊接要求

焊接要求示意图

焊接过程

焊接操作过程示意图

5.实验步骤

1）PCB的设计流程

电路原理图

电路原理图

依据原理图建立.Sch文件

电路文件图

先生成网络表，再建立.PCB文件，导入网络表后自动布线，并对其进行手工调整，最终效果图如下图所示。

PCB最终效果图

2）本组最终定型PCB

最终定型PCB电路板图

最终选取本人的PCB电路板

其实，广义上讲，印刷电路板的设计只要符合电气规则就好。然后是看制作电路板的设备是什么，若是数控一体化机，用元件库默认的PCB封装就行；若是手工化学腐蚀或CNC机雕刻，焊盘要大些，且焊盘中心距也要大些，这样会方便刻板。

3）CAM文件准备流程

在PCB中，选择文件→输出制造文件，生成CAM制造文件，复制到刻板机所连接的电脑中。

4）PCB刻板操作过程

根据设计的印刷电路板大小，我们切割了5cm*5cm大小的板子。把它背面贴上双面胶，并在雕刻机操作台上压紧。在Circuit Workstation软件中打开工艺文件，加载不同半径的雕刻刀，并设置相关参数，运用“粗调”与“细调”确定原点后试雕。下图是Circuit Workstation软件的刻板界面截图。