【正文】 的基準(zhǔn)，用于精確控制主回路輸出電壓。LM324 是雙運(yùn)放集成電路,這里接成兩個(gè)電壓比較器。在充電過(guò)程中， =220V 交流電經(jīng)整流橋整流和電容濾波后，形成約為1U=300V 的電壓，該電壓只有正向，無(wú)反向電壓，最大電壓為 。當(dāng)VEE 達(dá)到負(fù)向最大電壓時(shí)，U2BLM324 負(fù)端電壓小于 0V，比正端電壓低，U2BLM324 輸出高電平。此時(shí)的場(chǎng)效應(yīng)管 Q14N90C 無(wú)電壓提供，處于斷開(kāi)狀態(tài)，充電完畢?？偨Y(jié)與展望35第五章 總結(jié)與展望在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間通過(guò)與別人設(shè)計(jì)的對(duì)比讓我學(xué)到了很多的東西和認(rèn)識(shí)了自身的不足。在線路的設(shè)計(jì)和論文的寫(xiě)作過(guò)程中，我遇到的問(wèn)題很多，有些是在自己技術(shù)所在范圍之外，每當(dāng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自己的想法或者運(yùn)行不下去的時(shí)候，我就會(huì)出現(xiàn)浮躁的情緒，但是我沒(méi)有放棄，而是適時(shí)地調(diào)節(jié)自己的心態(tài)，在同學(xué)老師的幫助下，完成了初次的設(shè)計(jì)。比如說(shuō)電路圖工作原理不明確；撰寫(xiě)論文時(shí)條理不清晰及論文格式不正確等，這些都是在張老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下一一解決的，從中使我獲益匪淺。論文的設(shè)計(jì) 和實(shí)驗(yàn)成功的展現(xiàn)在我們面前，對(duì)自己而言有種收獲的感覺(jué)，心里很有成功感！這次的設(shè)計(jì)對(duì)以后的工作學(xué)習(xí)都有很大的幫助。老師將初稿修改后及時(shí)反饋給我，看了之后才發(fā)現(xiàn)論文中的論文漏洞很多，特別是論文的格式問(wèn)題，有些段落間距設(shè)置不合格，標(biāo)題的字體和大小等，在寫(xiě)的時(shí)候往往把這些給疏漏掉，還有就是頁(yè)眉頁(yè)腳不同標(biāo)題的設(shè)置問(wèn)題。（2）由于最高充電電壓由 運(yùn)算放大器的反相基準(zhǔn)端電壓來(lái)決定的，而根據(jù)不同的充電電流，需要不同的充電電壓，因此在選取電阻時(shí)要經(jīng)過(guò)計(jì)算，選取適當(dāng)?shù)碾娮瑁?jīng)過(guò)計(jì)算出的電阻有的不好找，但因?qū)﹄姵氐某潆婋娏饕蟛皇呛車?yán)格，可以用阻值相近的電阻代替。在充電完畢時(shí)，蓄電池電壓非常接近充電電壓，此時(shí)二極管 D8 處于截止?fàn)顟B(tài)，反向電壓VEE 較大， U2BLM324 正極輸入電壓大于負(fù)極，一直處于輸出高電平狀態(tài)，U2ALM324 則相反，一直處于輸入低電平狀態(tài)，因此 LED2 一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，一直發(fā)出綠光。 = 電壓與 VEE 之間連接 2 個(gè)電阻，經(jīng)電阻分壓后送給 U2ALM3245和 U2BLM324 兩個(gè)比較器的負(fù)端使用，而正端接地，電壓為 0。 充電器系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)31圖 32第四章 整體調(diào)試 整體電路的連接及工作原理在連接完各部分電路后對(duì)整體電路進(jìn)行連接，整體電路如圖 所示。 U2D 的工作原理為當(dāng)輸出電壓 44V 因負(fù)載或來(lái)電的原因逐漸減小時(shí)，經(jīng)R27/ R9 的分壓，將低于 ，送到 U2D 的同向輸入端，與反向輸入端的 比較（R11 直接接到 TL431 的 ） ，使 D16 二極管趨于截止，經(jīng) R10 送到 PC817 光電耦合器，其發(fā)光強(qiáng)度削弱，內(nèi)部三極管趨于截止，Q2 趨于截止，Q1 柵極電位升高，漏源之間更趨向接通，從而使輸出電壓升高，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用。圖 基準(zhǔn)電路的設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源的輸出電壓（或輸出電流）需要精確控制，要想獲得精確、穩(wěn)定的輸出電壓（或輸出電流） ，必須有一個(gè)參數(shù)相對(duì)準(zhǔn)確、穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓（或電流）作參考，該部分電路見(jiàn)圖 所示。28圖 過(guò)流保護(hù)電路的設(shè)計(jì)過(guò)流保護(hù)電路由 RQ2 組成，見(jiàn)圖 。由 此 可 見(jiàn) ， 本 次 設(shè) 計(jì) 中 的 振 蕩 電 路 應(yīng) 選 擇 自 激 式 振 蕩 。這樣，Q1完成了一個(gè)由關(guān)斷→微導(dǎo)通→導(dǎo)通→微導(dǎo)通→迅速關(guān)斷的過(guò)程，形成一個(gè)振蕩周期。當(dāng) v2 正半周時(shí)，D D 3 導(dǎo)電，電感中的電流將滯后 v2。 電容濾波電路的計(jì)算比較麻煩，因?yàn)闆Q定輸出電壓的因素較多。所以在 t2 到 t3 時(shí)刻，二極管導(dǎo)電，Ｃ充電，V i=Vo 按正弦規(guī)律變化；t1 到 t2 時(shí)刻二極管關(guān)斷，V i=Vo 按指數(shù)曲線下降，放電時(shí)間常數(shù)為 RLC。22圖 電容濾波電路2) 電容濾波電路工作原理 若 v2 處于正半周，二極管 DD 3 導(dǎo)通，變壓器次端電壓 v2 給電容器 C 充電。而在有些設(shè)備中，如電子儀、自動(dòng)控制裝備等，則要求直流電壓非常穩(wěn)定。負(fù)載上輸出平均電壓為 流過(guò)負(fù)載和二極管的平均電流為 20(a)電路圖 (b)波形圖圖 單相半波整流電路二極管所承受的最大反向電壓 (3) 單相全波整流電路單相全波整流電路如圖 (a)所示，波形圖如圖 (b)所示。單相橋式整流電路的波形圖見(jiàn)圖 （b）。在小功率整流電路中，常見(jiàn)的整流電路有單相半波、全波、橋式整流電路等。充電器系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)17第三章 充電器系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)電動(dòng)自行車充電器的設(shè)計(jì)方案可謂是多種多樣，本次設(shè)計(jì)主要以模擬器件為核心器件設(shè)計(jì)并制作了充電電源及控制電路。但如果在設(shè)計(jì)、分析應(yīng)用TL431的電路時(shí)，這個(gè)模塊圖對(duì)開(kāi)啟思路，理解電路都是很有幫助的，本文的一些分析也將基于此模塊而展開(kāi)。 它 的 輸 出 電 壓 用 兩 個(gè) 電 阻 就 可 以 任 意 的 設(shè) 置 到 從Verf（ ） 到 36V 范 圍 內(nèi) 的 任 何 值 。當(dāng)輸入電壓變高時(shí)，二極管 D1 截止，電源電壓 R3 給電容 C1 充電，當(dāng) C1 上充電電壓大于 U1 時(shí)，既 U2U1，A1 輸出又變?yōu)楦唠娖?，從而結(jié)束了一次單穩(wěn)觸發(fā)。 若選擇 U1U2，則當(dāng)輸入電壓 Ui 越出[U2 ，U1] 區(qū)間范圍時(shí)，LED 點(diǎn)亮，這便是一個(gè)電壓雙限指示器。此電路亦可用于一般的選頻放大。而對(duì)信號(hào)源的影響極小。Co 和 Ci 為耦合電容。此放大器可代替晶體管進(jìn)行交流放大，可用于擴(kuò)音機(jī)前置放大等。由于它具有隔離控制作用，故能夠有效的保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管，控制充電過(guò)程中電壓的變化。如果使用非線性光耦，有可能使振蕩波形變壞，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)寄生振蕩，使數(shù)千赫的振蕩頻率被數(shù)十到數(shù)百赫的低頻振蕩依次為號(hào)調(diào)制。但光電耦合器的體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、開(kāi)關(guān)速度比繼電器快，且無(wú)觸點(diǎn)、耗能少。本次設(shè)計(jì)選擇 N 溝道場(chǎng)耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管。系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì)7。 5) 效率 指次級(jí)功率 P2 與初級(jí)功率 P1 比值的百分比。 按防潮方式分類：開(kāi)放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。選用的穩(wěn)壓二極管，應(yīng)滿足應(yīng)用電路中主要參數(shù)的要求。其伏安特性見(jiàn)穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來(lái)以便在較高的電壓上使用，通過(guò)串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓。穩(wěn)壓管在穩(wěn)壓設(shè)備和一些電子電路中獲得廣泛的應(yīng)用。 圖 根據(jù)圖 ，顯然需要運(yùn)算放大器、光電耦合器、場(chǎng)效應(yīng)管等功能部件，其中的每一個(gè)功能部件又都有多種選擇的余地，當(dāng)我們對(duì)每一個(gè)功能部件進(jìn)行分析、比較、選擇和確定后，總體方案便確定下來(lái)了。③采用 LM324 四運(yùn)放器進(jìn)行電壓比較，可實(shí)現(xiàn)電路比較功能。該電路能夠?qū)崿F(xiàn)電壓的自動(dòng)轉(zhuǎn)換、充電過(guò)程的自動(dòng)保護(hù)及充電狀態(tài)的指示，克服了種種充電時(shí)的隱患。電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也極大的推進(jìn)了電力的利用。物美價(jià)廉使其得到廣泛應(yīng)用。主電路主要分為電源電路、振蕩電路、電壓保護(hù)電路、充電狀態(tài)指示電路四個(gè)單元電路。也就是說(shuō)，充電器輸出最大達(dá)到44V/3A/130W，已經(jīng)可滿足。其間用到了精密基準(zhǔn)穩(wěn)壓源及四運(yùn)放集成電路等重要元件。（3） 電壓參數(shù)：22V 交流轉(zhuǎn)換成 44V 直流。此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導(dǎo)體電源電路振蕩電路電壓保護(hù)保護(hù)電路充電狀態(tài)指示電路4器件。這樣，當(dāng)把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動(dòng)，或其它原因造成電路中各點(diǎn)電壓變動(dòng)時(shí)，負(fù)載兩端的電壓將基本保持不變。2) 穩(wěn)定電流 Iz 穩(wěn)壓管工作時(shí)的參考電流值。故選擇穩(wěn)壓二極管維持電路的正常運(yùn)行。 按用途分類：電源變壓器、調(diào)壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。通過(guò)變壓器振蕩頻率的改變，輸出電壓改變，經(jīng)負(fù)載電路的控制，輸出可供充電的電壓。下面將對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管的特性進(jìn)行比較，如表 所示。電路中場(chǎng)效應(yīng)管通過(guò)導(dǎo)通與關(guān)斷控制變壓器的振蕩周期，達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。非線性光耦的電流傳輸特性曲線是非線性的，這類光耦適合于開(kāi)關(guān)信號(hào)的傳輸，不適合于傳輸模擬量。3) 在觸發(fā)電路上的應(yīng)用將光電耦合器用于雙穩(wěn)態(tài)輸出電路，由于可以把發(fā)光二極管分別串入兩管發(fā)射極回路，可有效地解決輸出與負(fù)載隔離地問(wèn)題。每一組運(yùn)算放大器可如圖所示的符號(hào)來(lái)表示，它有 5 個(gè)引出腳，其中“+” 、“” 為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+” 、“V”為正、負(fù)電源端， “Vo”為輸出 端。 放大器電壓放大倍數(shù) Av 僅由外接電阻 Ri、Rf 決定：Av=Rf/Ri。其中的 RR2 組成 1/2V+分壓電路，通過(guò) R3 對(duì)運(yùn)放進(jìn)行偏置。12圖 4) 有源帶通濾波器許多音響裝置的頻譜分析器均使用此電路作為帶通濾波器，以選出各個(gè)不同頻段的信號(hào)，在顯示上利用發(fā)光二極管點(diǎn)亮的多少來(lái)指示出信號(hào)幅度的大小。此時(shí)運(yùn)放便形成一個(gè)電壓比較器，其輸出如不是高電平（V+），就是低電平（ V或接地）。圖 6) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 見(jiàn)圖 。剛加電時(shí)， U1U2，運(yùn)放 A1 輸出低電平，隨著電容 C1 不斷充電，U2 不斷升高，當(dāng) U2U1 時(shí)，A1輸出才變?yōu)楦唠娖健? 個(gè)引腳分別為：陰極（CATHODE） 、陽(yáng)極（ANODE）和參考端（REF） 。顯見(jiàn)，這個(gè)深度的負(fù)反饋電路必然在VI等于基準(zhǔn)電壓處穩(wěn)定，此時(shí) Vo=(1+R1/R2)Vref。通過(guò)這幾部分的整合，從而實(shí)現(xiàn)充電器的功能。 單相整流電路(1) 單相橋式整流電路181) 工作原理單相橋式整流電路是最基本的將交流轉(zhuǎn)換為直流的電路，如圖 （a）所示。脈動(dòng)系數(shù) S 定義為二次諧波的幅值與平均值的比值。 通過(guò)對(duì)比可知，單相橋式整流電路的變壓器中只有交流電流流過(guò)，而半波和全波整流電路中均有直流分量流過(guò)。電容器 C 對(duì)直流開(kāi)路，對(duì)交流阻抗小，所以 C 應(yīng)該并聯(lián)在負(fù)載兩端。先假設(shè)二極管關(guān)斷，電容 C 就要以指數(shù)規(guī)律向負(fù)載Ｒ L 放電。顯然。 此外，對(duì)濾波電容器的選擇除電容量外，還有耐壓值。圖 電感濾波電路圖 電感濾波電路波形圖 通過(guò)對(duì)比可知，電容濾波的特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出電壓高、脈動(dòng)小。圖 振蕩電路的振蕩方式振蕩電路一般可分為自激式和它激式兩種。圖 (2) 三點(diǎn)式振蕩電路圖 （a)為三點(diǎn)振蕩電路及其交流等效電路，從圖 （b）看出，與發(fā)射極相接為電容，集極度與基極之間接電感，服從于共射三點(diǎn)振蕩電路對(duì)電抗性的要求，故能振蕩 充電器系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)27圖 一般反饋系數(shù) F=C1/C2 取 之間，由于該電路的輸入端接電容，而容抗又隨頻率增加而減小，所以輸入電壓中的高次諧波分量將明顯地受到抑制，使輸出波形良好，該電路的缺點(diǎn)是：用調(diào)節(jié)電容來(lái)改變頻率時(shí)，會(huì)使反饋系數(shù)改變，所以通常用改進(jìn)型的電容三點(diǎn)振蕩電路。由高頻開(kāi)關(guān)變壓器上次級(jí)線圈感應(yīng)的電壓經(jīng)過(guò) D8 二次整流 E2 高頻濾波得到的主輸出電壓可供各負(fù)載使用。TL431 是精密穩(wěn)壓專用集成電路。由充電電流取樣電阻 R12 取得的電壓變化信號(hào),經(jīng)R18 送入 U2B 的反向輸入端。2U 12URM?當(dāng) =220V 電壓加至變壓器后，變壓器的工作出現(xiàn)兩種狀態(tài)，即 MOS 場(chǎng)效應(yīng)1管 Q14N90C 的導(dǎo)通與閉合。二極管 D12 負(fù)端高，正端低，處于截止?fàn)顟B(tài)，同時(shí)， U2ALM324 狀態(tài)相反，輸出低電平，二極管 D11 導(dǎo)通，因此電流流向發(fā)光二極管 L