【正文】 放電，由于放電常數(shù)很小， UC按照指數(shù)規(guī)律緩慢下降當(dāng) UC=|U2|時(shí)， U2的負(fù)半周使 D2,D4正偏導(dǎo)通。電容 C又充電，重復(fù)上述過程，得出圖中（ b ）的波形顯然比沒有濾波時(shí)平滑的多。 電容濾波電路原理圖如下所示： 6 圖 24單向橋式整流電容濾波電路 (a)電路圖 (b)U2 Uc Uo波形 (c)二極管電流 ID波形 穩(wěn)壓電路 交流電壓通過整流，濾波后雖然變?yōu)榻涣鞣至枯^小的直流電壓，但當(dāng)電網(wǎng)波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)，平 均值也將隨之變化。因此，穩(wěn)壓電路的功能是：使輸出直流電壓 U4 基本不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)載變化影響，從而獲得足夠高的穩(wěn)定性 1 穩(wěn)壓電路概述 引起輸出電壓變化的原因是負(fù)載電流的變化和輸入電壓的變化，參見圖 27。 負(fù)載電流的變化會(huì)在整流電源的內(nèi)阻上產(chǎn)生電壓降，從而使輸入電壓發(fā)生變化。 7 圖 25穩(wěn)壓電源方框圖 即 2 集成穩(wěn)壓器 集成穩(wěn)壓器是指將不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓的集成電路。由于集成穩(wěn)壓器具有穩(wěn)壓精度高、工作穩(wěn)定可靠、外圍電路簡(jiǎn)單、體積小、重量輕等顯箸優(yōu)點(diǎn)，在各種電源電路中得到了普遍的應(yīng)用。 常用的集成穩(wěn)壓器有：金屬圓形封裝、金屬菱形封裝、塑料封裝、帶散熱板塑封、扁平式封裝、雙列直插式封裝等。在電子制 用中應(yīng)用較多的是三端固定輸出穩(wěn)壓器。 78xx 系列集成穩(wěn)壓器是常用的固定正輸出電壓的集成穩(wěn)壓器，輸出電壓有 5V、 6V、 9V、 12V、15V、 18V、 24V等規(guī)格，最大輸出電流為 。它的內(nèi)部含有限流保護(hù)、過熱保護(hù)和過壓保護(hù)電路，采用了噪聲低、溫度漂移小的基準(zhǔn)電壓源，工作穩(wěn)定可靠。 78xx系列集成穩(wěn)壓器為三端器件： 1腳為輸入端， 2腳為接地端，3 腳為輸出端，使用十分方便 它的電路符號(hào)外形如圖下所示。 要特別注意，不同型號(hào)，不同封裝的集成穩(wěn)壓器 ,它們?nèi)齻€(gè)電極的位置是不同的，要查手冊(cè)確定。 8 圖 26 78**系列電路符號(hào) 78系列外形圖 三端穩(wěn)壓器件 。78xx/79xx 系列三端穩(wěn)壓器件是最常用的線性降壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，目前也有大量先進(jìn)的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器層出不窮，例如低壓差線性穩(wěn)壓器 LDO等 , （例如， NSC 的 LM29 LM265LM5020， MAXIAM 的 MAX1747 等等）。 78xx/79 系列簡(jiǎn)單易用、價(jià)格低廉，直到今天還在大多電路中采用。 如 7805， 78xxx， 7809， 7812，7815， 7824，（ 79 ）。以及三 端 可調(diào)穩(wěn)壓（ LM317,337,338......）78xx/79xx系列在降壓電路中應(yīng)注意以下事項(xiàng)： （ 1） 輸入輸出壓差不能太大 ,太大則轉(zhuǎn)換效率急速降低，而且容易擊穿損壞； （ 2） 輸出電流不能太大， 是其極限值。大電流的輸出，散熱片的尺寸要足夠大，否則會(huì)導(dǎo)致高溫保護(hù)或熱擊穿； （ 3） 輸入輸出壓差也不能太小 ,大小效率很差 塊 電壓比較器原理 比較器是由運(yùn)算放大器發(fā)展而來的，比較器電路可以看作是運(yùn)算放大器的一種應(yīng)用電路。由于比較器電路應(yīng)用較為廣泛，所以開發(fā)出 9 了專門的比較器集成電路 。 圖 27 電壓比較器原理圖 圖 27(a)由運(yùn)算放大器組成的差分放大器電路，輸入電壓 VA經(jīng)分壓器 R R3 分壓后接在同相端， VB通過輸入電阻 R1接在反相端， RF為反饋電阻，若不考慮輸入失調(diào)電壓，則其輸出電壓 Vout與VA、 VB及 4個(gè)電阻的關(guān)系式為 ：Vout=(1+RF/R1)R3/(R2+R3)VA (RF/R1)VB。若 R1=R2， R3=RF，則Vout=RF/R1(VAVB)， RF/R1為放大器的增益。當(dāng) R1=R2=0(相當(dāng)于 RR2短路 )， R3=RF=∞( 相當(dāng)于 R RF開路 )時(shí)， Vout=∞ 。增益成為無窮大，其電路圖就形成圖 27(b)的樣子，差分放大器處于開環(huán)狀態(tài)，它就是比較器電路。實(shí)際上，運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)時(shí)，其增益并非無窮大，而 Vout輸出是飽和電壓，它小于正負(fù)電源電壓，也不可能是無窮大。從圖 27中可以看出，比較器電路就是一個(gè)運(yùn) 算放大器電路處于開環(huán)狀態(tài)的差分放大器電 路。 工作過程 本設(shè)計(jì)中電壓比較器由時(shí)基電路組成，在它的控制端接有一個(gè)穩(wěn) 10 壓二極管 VS所以將電路的復(fù)位電平定在 。發(fā)光二極管 VL為充電指示器。下面我們來介紹一下時(shí)基電路的工作過程 圖 28 555時(shí)基電路內(nèi)部等效電路圖 11 圖 29 555時(shí)基電路等效功能電路圖 從 NE555 時(shí)基電路的內(nèi)部等效電路圖中可看到， VTlVT VTVT7組成上比較器 Al， VT7的基極電位接在由三個(gè) 5kΩ電阻組成的分壓器的上端，電壓為 ?VDD； VT9VT13 組成下比較器 A2， VTl3 的基極接分壓器的下端，參考電位為 ?VDD。在電路設(shè)計(jì)時(shí)，要求組成分壓器的三個(gè) 5kΩ電阻的阻值嚴(yán)格相等，以便給出比較精確的兩個(gè)參考電位?VDD和 ?VDD。 VTl4VTl7與一個(gè) 觸發(fā)電路。 VTl8VT21組成一個(gè)推挽式功率輸出級(jí)，能輸出約 200mA 的電流。 VT8為復(fù)位放大級(jí)， VT6是一個(gè)能承受 50mA 以上電流的放電晶體三極管。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的工作狀態(tài)由比較器 A A2的輸出決定。 555 時(shí)基電路的工作過程如下：當(dāng) 2 腳，即比較器 A2 的反相輸入端加進(jìn)電位低于 ?VDD 的觸發(fā)信號(hào)時(shí)，則 VT VTll 導(dǎo)通，給雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中的 VTl4提供一偏流，使 VTl4飽和導(dǎo)通，它的飽和壓降 Vces箝制 VTl5的基極處于低電平，使 VTl5截止， VTl7飽和，從而使 VTl8截 12 止， VTl9導(dǎo)通， VT20完全飽和導(dǎo)通， VT21截止。因此，輸出端 3腳輸出高電平。此時(shí)，不管 6端 (閾值電壓 )為何種電平，由于雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(VTl4VTl7)中的 4． 7kΩ電阻的正反饋?zhàn)饔?(VTl5 的基極電流是通過該電阻提供的 )， 3 腳輸出高電平狀態(tài)一直保持到 6 腳出現(xiàn)高于 ?VDD的電平為止。當(dāng)觸發(fā)信號(hào)消失后，即比較器 A2 反相輸入端 2 腳的電位高于 ?VDD，則 VT VTll截止， VTl4因無偏流而截止，此時(shí)若 6腳無觸發(fā)輸入，則 VTl7的 Vces 飽和壓降通過 VTl3截止，使VTl7飽和穩(wěn)態(tài)不變，故輸出端 3 腳仍維持高電平。同時(shí)， VTl8的截止使 VT6也截止。當(dāng)觸發(fā)信號(hào)加到 6腳時(shí)，且電位高于 ?VDD時(shí)，則 VTl、VT VT3皆導(dǎo)通。此時(shí)，若 2腳無外加觸發(fā)信號(hào)使 VT VTl4截止，則VT3的集電極電流供給 VTl5偏流，使該級(jí)飽和導(dǎo)通，導(dǎo)致 VTl7截止，進(jìn)而 VTl8導(dǎo)通， VTl VT2。都截止， VT21飽和導(dǎo)通，故 3腳輸出低電平。當(dāng) 6腳的觸發(fā)信號(hào)消失后，即該腳電位降至低于 ?VDD時(shí)，則 VTl、 VTVT3皆截止，使 VTl5得不到偏流。此時(shí)，若 2腳仍無觸發(fā)信號(hào)，則 VTl5通過 ，使 VTl5維持飽和導(dǎo)通， VTl7截止的穩(wěn)態(tài)，使 3 腳輸出端維持在低電平狀態(tài)。同時(shí)， VTl8的導(dǎo)通，使放電級(jí) VT6飽和導(dǎo)通。通過上面兩種狀態(tài)的分析，可以發(fā)現(xiàn)：只要 2腳的電位低于 ?VDD，即有觸發(fā)信號(hào)加入時(shí)，必使輸出端 3腳為高電平；而當(dāng) 6腳的電位高于 ?VDD 時(shí)，即有觸發(fā)信號(hào)加進(jìn)時(shí)，且同時(shí) 2 腳的電位高于?VDD時(shí)，才能使輸出端 3腳有低電平輸出。 4腳為復(fù)位端。當(dāng)在該腳加有觸發(fā)信號(hào)，即其電位低于導(dǎo)通的飽和壓降 ， VT8導(dǎo)通，其發(fā)射極電位低于 lV，因有 D3 接入， VTl7為截止?fàn)顟B(tài)， VTl VT21飽和 13 導(dǎo)通，輸出端 3腳為低電平。此時(shí)，不管 2腳、 6腳為何電位， 均不能改變這種狀態(tài)。因 VT8的發(fā)射極通過 D3 及 VTl7的發(fā)射極到地，故VT8的發(fā)射極電位任何情況下不會(huì)比 電壓高。因此，當(dāng)復(fù)位端 4腳電位高于 ， VT8處于反偏狀態(tài)而不起作用，也就是說，此時(shí)輸出端 3腳的電平只取決于 2腳、 6腳的電位。 根據(jù)上面的分析， NE555時(shí)基電路的內(nèi)部等效電路可簡(jiǎn)化為如圖所示的等效功能電路。顯然， 555電路 (或者專 556電路 )內(nèi)含兩個(gè)比較器 A1和 A一個(gè)觸發(fā)器、一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)放電晶體管。兩個(gè)比較器分別被電阻 R R2和 R3構(gòu)成的分壓器設(shè)定的 ?VDD和 ? 塊 LED被廣泛用于種電子儀器和電子設(shè)備中，可作為電源指示燈、電平指示或微光源之用。紅外發(fā)光管常被用于電視機(jī)、錄像機(jī)等的遙控器中 ,本設(shè)計(jì)中采用了以發(fā)光二極管為主的自動(dòng)充電器的充電顯示電路。 發(fā)光二極管的發(fā)光原理 14 圖 210 發(fā)光二極管的構(gòu)造圖 發(fā)光二極管的核心部分是由 p 型半導(dǎo)體和 n 型半導(dǎo)體組成的晶片，在 p 型半導(dǎo)體和 n 型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為 pn 結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的 PN 結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫 發(fā)光二極管，通稱LED。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從 LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。 數(shù)字電路控制 LED燈指示電路工作過程 在自動(dòng)充電器的電路運(yùn)行中，當(dāng)電池處于充電狀態(tài)時(shí) NE555的 7腳被懸空， 發(fā)光二極管 PN節(jié)導(dǎo)通 VL發(fā)光指示電路在充電。隨著充電不斷進(jìn)行，充電電池 G兩端電壓逐漸升高，當(dāng)升至 ， NE555 15 復(fù)位，它的 3腳輸出低電平，充電自動(dòng)終止，同時(shí) NE555內(nèi)部放電管導(dǎo)通， 7腳輸出低電平，發(fā)光二極管 PN節(jié) 自動(dòng)截止， VL熄滅表示充電結(jié)束。 注： 由于發(fā)光二極管的顏色、尺寸、形狀、發(fā)光強(qiáng)度及透明情況等不同，所以使用發(fā)光二極管時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行恰當(dāng)選擇。由于發(fā)光二極管具有最大正向電流 IFm、最大反向電壓 VRm的限制，使用時(shí)，應(yīng)保證不超過此值。為安全起見，實(shí)際電流 IF應(yīng)在 ；應(yīng)讓可能出現(xiàn)的反向電壓 VR0。 6VRm。 3 集成塊基本功能 NE555 NE555是一種應(yīng)用特別廣泛作用很大的集成電路，屬于小規(guī)模集成電路，在很多電子產(chǎn)品中都有應(yīng)用。 NE555的作用是用內(nèi)部的定時(shí)器來構(gòu)成時(shí)基 電路，給其他的電路提供時(shí)序脈沖。 NE555時(shí)基電路有兩種封裝形式有，一是 DIP雙列直插 8腳封裝，另一種是 SOP8小型（ SMD）封裝形式。 NE555的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可等效成 23個(gè)晶體三極管 .17個(gè)電阻 .兩個(gè)二極管 .組成了比較器 .RS觸發(fā)器 .等多組單元電路 .特別是由三只精度較高 5k 電阻構(gòu)成了一個(gè)電阻分壓器 ,NE555 屬于 COMS工藝制造 . 利用 NE555可以組成相當(dāng)多的電路，例如家用電器控制裝置，報(bào)警器，門鈴，信號(hào)發(fā)生器，自動(dòng)控制裝置及其他應(yīng)用電路，這是因?yàn)镹E555巧妙的將數(shù)字電子和模擬電子結(jié)合起來的緣故 ，下面我們將對(duì)其進(jìn)行介紹。 16 NE555的外形圖 圖 31 NE555的兩種封裝形式 引腳介紹 圖 32 NE555引腳圖 表 31 NE555引腳功能介紹： 1 2 3 4 5 6 7 8 地 GND 觸發(fā) 輸出 復(fù)位 控制電壓 門限 (閾值 ) 放電 電源電壓 Vcc 下面是 NE555的一個(gè)簡(jiǎn)單應(yīng)用 17 圖 33 相片曝光定時(shí)器電路 三端集成穩(wěn)壓器 LM7809 概述 將線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源和各種保護(hù)電路集成在一起就得到了集成穩(wěn)壓器。早期的集成穩(wěn)壓器外引線較多，現(xiàn)在的集成穩(wěn)壓器只有三個(gè)外引線：輸入端、輸出 端和公共端。 LM7809 美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的三端固定穩(wěn)壓集成電路，用于將輸入的電壓穩(wěn)壓為 9V 后提供給有關(guān)電路，其應(yīng)用相當(dāng)廣泛，在音視頻設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其顯示器等各種電器上均有應(yīng)用。 表 32 LM7809集 成電路的引腳功能及數(shù)據(jù) ： 三端穩(wěn)壓器管腳判斷： 在 78** ， 79**系列中最常用的是 TO220和 TO202兩種封裝，這兩種封裝的引腳功能及引腳序號(hào)如下圖： 18 圖 34 三端穩(wěn)壓器（ 78， 79系列）管腳判斷方法 圖中的引腳號(hào)的標(biāo)注方法是按照引腳電位從高到低的順序標(biāo)注的，引腳 ① 為最高電位， ③ 腳為最低電位， ② 腳居中。從圖中可以看出，不論 78 系列、還是 79 系列， ② 腳均為輸出端。對(duì)于 78 正壓系列，輸入是最高電位