一、可以满足的教学功能
通过该电路板的学习,可以:
1、掌握二极管稳压电路的组成和工作原理;
2、掌握电路构成主要部件的作用和工作原理;
3、学会电路板工作性能的检测方法;
4、学会电路板常见故障的诊断和维修方法;
5、掌握万用表使用方法。
二、电路板工作原理
元器件参数表:
元件编号 | 元件名称 | 参数 |
J1、J2 | 2P测量端子 | |
RT1、RT2 | 电位器 | 10K |
R1、R2 | 3K | |
R3、R4 | 电阻 | 300Ω |
C1 | 瓷片电容 | led汽车灯泡0.1uf |
D1、D2 | LED发光二极管 | |
CT1 | 电解电容 | 22uf |
D3 | 稳压二极管 | 5.1v |
二极管稳压电路利用稳压二极管在反向击穿时其两端电压能够保持在固定电压大小范围内的特性来实现保持电路中电压的稳定。
本电路分为两个基本的工作电路:第一个是由电位器RT1,电阻R1、R3,发光二级管D1,稳压管D3组成的稳压二极管电路;第二个是由电位器RT2,电阻R2、R4,发光二极管D2组成的对比电路。
两个电路的区别在于第一个电路多了一个稳压二极管来实现电路中电压的稳定,通过这两个电路电压的变化对比,了解稳压二极管的作用和稳压电路的实现过程。
本电路通过调节RT1、RT2来分别调节两个电路的输入电压的大小,可通过电压表测量测J1、J2的电压,来观察这两个电路的电压变化,来判断稳压二极管在电路中的作用。
在输入电压能够达到稳压二极管的反向击穿电压时,通过调节RT1,在输入电压变化很大时,稳压二极管两端变化很小,指示灯D1亮度基本不变。而对比电路测量电压的波动很大,指示灯D2亮度变化很大。
稳压二极管工作原理:在输入电压变大时,电路中电流变大,此时流入稳压二极管的电流增大,而流入电阻支路的电流基本不变,从而保持稳压二极管两端电压基本不变;在输入电压减小时,电路中电流减小,此时流入稳压二极管的电流减小,而流入电阻支路的电流基本不
变,从而保持稳压二极管两端电压基本不变。稳压二极管通过调节流过自身电流大小保持其两端电压基本保持不变。
3、主要组成元件的作用和工作原理
1、稳压二极管
稳压二极管,又叫齐纳二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。在这临界击穿点上,反向电阻降低到一个很小的数值,当把稳压管接入电路以后,若由于电源电压发生波动,或其它原因造成电路中各点电压变动时,在这个低阻区中电流变化而电压则保持恒定,负载两端的电压将基本保持不变。
稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种特性,稳压管主要被当作稳压器或电压基准元件使用。
2、发光二极管
发光二级管是一种能发光的半导体电子元件。不同材料的发光二极管可以发出不同颜的光,
林砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光。 LED只能往一个方向导通(通电),叫作正向偏置(正向偏压),LED正向偏压的大小根据颜不同而不同,一般为2V左右。 发光二极管的反向击穿电压约5伏。它的正向工作电流一般为20mA,使用时必须串联限流电阻以控制通过发光二极管的电流。限流电阻R可通过计算求得 。
3、电阻
电阻(通常用“R”表示),在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体,电阻一般不同,电阻是导体本身的一种特性。电阻将会导致电子流通量的变化,电阻越小,电子流通量越大,反之亦然。
电阻元件的电阻值大小一般与温度,材料,长度,还有横截面积有关,衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数,其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。
电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。
4、电位器
电位器是具有三个引出端,阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时,通过改变接入电路部分电阻线的长度来改变电阻的大小,从而逐渐改变电路中的电流大小,在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器。
四、故障诊断流程
通过电压表测量J1、J2的端子电压,调节电位器观察两个对比电路的电压变化,判断电路是否正常工作。若二极管稳压电路电压变化很大,则可以判断稳压二极管断开,其次测量各点电压,判断电路中哪一点或哪个元件出现故障。
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