学习情景学习情景二 二 项目项目 2. 2. 恒压源充电器的制作与测恒压源充电器的制作与测试试

主讲教师 张恩沛教授

任务 1. 恒压源充电器的基本原理 任务 2. 恒压源充电器的制作 任务 3. 恒压源充电器的测试

项目 2. 恒压源充电器制作与测试

知识点 1.熟悉整流、滤波和稳压电路； 2.掌握恒压源充电器的基本原理。 技能点 1.掌握恒压源充电器的制作方法； 2.掌握恒压源充电器的测试方法。

教学要点

重点与难点

实训重点 掌握恒压源充电器的制作实训难点 掌握恒压源充电器的测试

任务 1. 恒压源充电器的基本原理 在生产、生活和科研工作中，主要用交流电源，但

是在仪器仪表、笔记本电脑、控制装置、照明装置、便携式通讯装置，特别是手机，都需要高质量的充电器。 充电器实际上就是一个直流稳压电源，具有稳压、稳流的功能。由于输出电压、电流稳定，通常作为直流电流源和直流电压源使用。

任务 1.恒压源充电器的基本原理

什么是恒压源？ 恒压源是一种理想的电压源，能在负载变动情况下，保持输出电压不变，其特点如下： 1.理想电压源的端电压恒定； 2.电源内阻 Ro近似为零； 3.电源中的电流取决于它所连接的外电路； 4.理想电压源不能短路，不能并联使用。

任务 1.恒压源充电器的基本原理

理想恒压源特性曲线

任务 1.恒压源充电器的基本原理

恒压源模型

实际电压源特性曲线

任务 1.恒压源充电器的基本原理

什么是恒压源充电器？ 恒压源充电器就是输出电压保持恒定的充电器，是由稳压、滤波等控制电路构成，可以提供稳定的电压和充足的电流，是广泛采用的充电方法。例如手机充电器。 恒压源充电器也可作为稳压电源使用，例如充电器输出 4.4V，可以给 4.5V的设备使用；输出 5.9V，可以给 6V设备使用。

任务 1.恒压源充电器的基本原理

充电器电路原理图

IN4001

R 1KΩ

7806

C100μUi

+

--

～220V

A

C 0.1μ

B VD5

VD1-4

IN4001

mA

～12V

任务 1.恒压源充电器的基本原理

充电器原理框图 充电器电压通常是由交流电压转变而成的，将交流电压转变成稳定的直流电压，需要经过变压、变压、整流、滤波、稳压整流、滤波、稳压四个过程。

任务 1.恒压源充电器的基本原理

整流电路是利用二极管的单向导电特性，将交流电变换成脉动的直流电。常用的整流电路有三种：单相单相半波整流、全波整流和桥式整流半波整流、全波整流和桥式整流。目前广泛使用的是桥式整流电路，整流电路是由二极管整流桥组成。

1. 整流电路

任务 1.恒压源充电器的基本原理

交流电压经整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成分又有交流成份。利用电容“隔直流通交流”的特性 , 滤掉交流成份，保留直流成份，达到平滑输出电压的目的。

2. 滤波电路

任务 1.恒压源充电器的基本原理

稳压电路采用三端稳压器。三端稳压器是一个串联式稳压电路，电压负反馈，输出电流稳定，稳压系数高，电路简单。 三端稳压器具有输入端、输出端和公共端三个端子，W78系列输出正电压， W79系列输出负电压。充电器采用 W7806稳压器，输出 +6V电压。

3. 稳压电路

任务 1.恒压源充电器的基本原理

IN4001

R 1KΩ

7806

C100μUi

+

--

～220V

A

C 0.1μ

B VD5

VD1-4

IN4001

mA

～12V

任务 1.恒压源充电器的基本原理

项目 2. 恒压源充电器的制作

实训内容 1.工具准备、元件选取； 2.元件布局，引线焊接； 3.充电器焊接质量检查。

任务 2.恒压源充电器的制作

1. 工具准备

任务 2.恒压源充电器点的制作

2. 元件选取

1)电源变压器 220V/12V/10W 1只2)二极管整流桥 IN4007/50V 5只二极管 3)电解电容器 100μF/25V 2只

3)电容 0.33μF/25V 2只4)电阻 100Ω 2只5)三端稳压器 LM7805 1 只6)万用板 100×60 1 块

任务 2.恒压源充电器的制作

3. 充电器所需元件表序号 名称 型号 单位 数量 备 注

1 电源变压器 220V/12V/10W 个 1 小变压器

2 硅二极管整流桥 IN4007/50V 只 4 集成式整流器

3 电解电容器 100μ/25V 只 1 滤波

4 电容器 0.33μ 只 1 或 0.47μ

5 电容器 0.1μ 只 1 或 0.47μ

6 电阻器 100Ω 只 1 金属膜电阻

7 硅二极管 IN4007/50V 只 1 或其他型号

8 三端稳压器 LM7805 只 1 电压输出 +5V

9 万能板 标准式 块 1 面包板

10 充电电池 标准式 只 4 手机充电电池

11 连接导线 红、绿、黄、黑 米 各 0.5 或其他颜色

任务 2.恒压源充电器的制作

4. 元件布局

1 ）元件选取后，检查标称值是否符合要求；2 ）然后用万用表检测元件质量；3 ）按原理图进行元件布局，在万用板上插接元件；4 ）印有标称值的元件，要数字朝外，以便于识别；5 ）元件布局要合理，摆放要紧凑，连线要短捷，避免交叉；6 ）元件引线长度要合适，不要齐根弯曲，以免折断。

任务 2.恒压源充电器的制作

5. 电路板布局

IN4001

R 1KΩ

7806

C100μUi

+

--

～220V

A

C 0.1μ

B VD5

VD1-4

IN4001

mA

～12V

任务 2.恒压源充电器的制作

6. 元器件布局

IN4001

R 1KΩ

7806

C100μUi

+

--

～220V

A

C 0.1μ

B VD5

VD1-4

IN4001

mA

～12V

任务 2.恒压源充电器的制作

7. 手工焊接

手工焊接操作流程： 准备 加热 加焊料 焊接 冷却 清洗 三工序操作法，如图所示。

任务 2.恒压源充电器的制作

8. 操作要领 电烙铁握法

电烙铁焊法

任务 2.恒压源充电器的制作

9. 烙铁头的温度调整 烙铁头的温度可以通过插入烙铁心的深度来调节，烙铁头插入烙铁心越深，其温度越高。目测法判断：在烙铁头上熔化一点松香芯焊料，根据助焊剂的烟量大小判断温度，烟小温度低。烟大温度高，中等烟量，温度大约 300 ℃ ，最佳 。

任务 2.恒压源充电器的制作

10. 焊点质量要求

1)选择合适的烙铁、焊锡和焊剂，电烙铁选 20W～45W；2)选管状焊锡（如通用焊丝）、中性焊剂（松香等）；3)焊接前，对元件引线清洁处理，并预先上锡；4)烙铁头与焊接物的接触面尽量大些，控制焊接时间；5)要避免虚焊，焊点要干净利落。6)上锡量适中，焊点光亮、圆滑，杜绝虚焊、假焊。

任务 2.恒压源充电器的制作

11. 焊点质量分析

1)焊料适当、温度适当、外形美观、导电良好；2)焊料过多、焊丝撤离过迟，呈凸型、不美观；3)焊料过少、焊丝撤离过早，强度不够；4)出现拉尖、毛刺，加热时间过长，外观不佳；5)焊点松动、引线松动、虚焊假焊、导电不良。

1. 2. 3. 4. 5.

任务 2.恒压源充电器的制作

12. 充电器成品

任务 2.恒压源充电器的制作

13. 充电器焊接底板

任务 2.恒压源充电器的制作

14. 改进型—桥堆充电器

任务 2.恒压源充电器的制作

任务 3. 恒压源充电器的测试

实训内容 1.测试项目 2.测试仪表 3.测试方法

任务 3.恒压源充电器的测试

1. 测试准备 测试是为检测充电器质量而进行的实验过程，是必须

掌握的技术难点，准备工作如下： 1 ）二人一组，一人测试，一人记录，共同完成测试； 2 ）熟悉仪器仪表的的使用方法，掌握操作技术； 3 ）研究测试项目，查找测试点，准确进行测试； 4 ）按照指导书要求，记录测试数据、并进行分析，将分析结果写入实训报告。

任务 3.恒压源充电器的测试

2. 仪器仪表

1 ）直流稳压电源 UTP3704/0.0～ 30V/1A 1台2 ）直流毫安表 C21-mA/0-150/0-500 mA 1台3 ）直流毫伏表 C65-mV 0-300/0-600-mV 1台4 ）双踪示波器 UTD2052CL/50MHz 1台5 ）指针式万用表 MF47 1只6 ）数字式万用表 优利德 /UT39A 1只7 ）充电电池 南孚 6V/500mA 2只

任务 3.恒压源充电器的测试

3. 所需仪器仪表序号 名称 型号 单位 数量 备 注

1 直流稳压电源 UTP3704 台 1 0.0 ～ 30V/1A

2 直流毫安表 C21-mA 只 4 0-150/0-500 mA

3 直流毫伏表 C65-mV 只 1 0-300/0-600-mV

4 双踪示波器 UTD2052CL 只 1 带宽 50MHz

5 指针式万用表 MF47 只 1 全功能

6 数字式万用表 优利德 /UT39A

只1 全功能

7 充电电池 6V/500mA 只 2 南孚锂电池

任务 3.恒压源充电器的测试

4. 测试项目

1 ）测量充电器空载输出电压；2 ）测量充电器满载输出电压；3 ）测量充电器满载输出电流；4 ）用示波器测量整流滤波电路的输入、输出波形；5 ）用示波器测量稳压电路输出波形（注意观察波纹）。

任务 3.恒压源充电器的测试

5. 测试方法

按照原理图检查元件、连线和焊接质量，确认无误后，接电源，进行测试，做好记录。1 ）用直流毫伏表（或万用表）测空载输出电压；2 ）先接一个充电电池为充电负载，用毫安表测输出电流；3 ）再加一个电池为充电负载，测满载电流和输出电压；4 ）用示波器观察输入的交流波形（正弦波）；5 ）用示波器观察输出的直流波形（直流波纹）。

任务 3.恒压源充电器的测试

6. 实训报告

1 ）实训目的 通过实训熟悉整流、滤波和稳压电路；2 ）实训内容 充电器原理、制作和测试；3 ）制作方法 元件选取、布局、电路板焊接；4 ）测试方法 项目测量、数据分析；5 ）实训小结 质量检查、自我评价。

7. 实训效果考核评价序号 考评内容 考评标准 成绩

1元器件识别元器件检测 正确地进行元器件识别、质量检测； 优秀、良好、中等、

及格、不及格五级

2电路板布局元器件焊接 布局合理、焊点干净、符合工艺要求；

优秀、良好、中等、及格、不及格五级

3电路测试、整机检测

1. 电路测试完好，整机正常；2. 准确地测试电路板的各个测试点；

优秀、良好、中等、及格、不及格五级

4整机成品展示小组同学评议指导教师评价

1. 总结操作过程：开始、过程、结果；2. 报告检测点、检测数据；3. 制作中出现问题，解决方法；4. 整机外观评价、技术鉴定。

优秀、良好、中等、及格、不及格五级

5工具元件清点工作台清理环境整洁度

1. 剩余元器件清点、摆放整齐；2. 工具仪表摆放整齐；3. 台面整洁、环境清洁。

优秀、良好、中等、及格、不及格五级

6实训记录实训报告

1. 填写实训报告，规范、工整、独立完成2. 实验记录真实、数据分析可信；3. 电路图绘制干净，绘图规范。

优秀、良好、中等、及格、不及格五级

实训小结

1 ）通过实训，熟悉了充电器的基本原理；2 ）学习了元器件选取、电路板布局和焊接；3 ）掌握了恒压源充电器的制作方法；4 ）熟悉了用仪器仪表测试充电器的方法；5 ）掌握了恒压源充电器质量检验方法；6 ）熟悉了用示波器观察分析输入输出波形方法。

课间休息