【正文】 在工作中要學(xué)會(huì)與人合作的態(tài)度，認(rèn)真聽取別人的意見，這樣做起事情來就可 以事倍功半。由于變壓器不能直接購買到與電路符合要求的，需自己改繞，所以變壓器有可能造成輸出電壓和電流與理論設(shè)計(jì)上的不符合。 LED1 導(dǎo)通，一直發(fā)出紅光。 U2C和 U2D 為 LM324 內(nèi)含兩個(gè)完全獨(dú)立的運(yùn)算放大器，僅供用電源。 保護(hù)電路的 設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)保護(hù)電路部分輸出回路用于監(jiān)測(cè)輸出電流，并為 U2C 提供供電電壓， U2C 通過比較運(yùn)算控制光電耦合器 PC817 的導(dǎo)通 與 截止 ， 從而起到過流保護(hù)的作用。而本次設(shè)計(jì)恰是將整流橋送出的脈動(dòng)直流311V 經(jīng)電容濾波轉(zhuǎn)換成近似直流 311V，故選用電容濾波電路。反之，當(dāng) Ｒ L 很大，即 IL 很小時(shí)，盡管 C 較小 , RLC 仍很大 ,電容濾波的 效果也很好，見濾波曲線中的 3。經(jīng)過濾波電路后，既可保留直流分量，又可濾掉一部分交流分量，改變了交直流成分的比例，減小了電路的脈動(dòng)系數(shù)，改善了直流電壓的質(zhì)量。 圖 單相橋式整流電路的 負(fù)載特性曲線 (2) 單相半波整流電路 單相整流電路除橋式整流電路外還有有單相半波和單相全波兩種形式。 電源電路的設(shè)計(jì) 圖 電源電路 由圖 可知， 電源電路是由橋式整流及濾波電路組成。 由圖 ， VI是一個(gè)內(nèi)部的 ，接在運(yùn)放的反相輸入端。電阻 R R2 組成分壓電路，為運(yùn)放 A1 負(fù)輸入端提供偏置電壓 U1，作為比較電壓基準(zhǔn)。 這種有源帶通 濾波器的中心頻率 ，在中心頻率 fo 處的電壓增益Ao=B3/2B1，品質(zhì)因數(shù) ， 3dB 帶寬 B=1/（ п*R3*C）也可根據(jù)設(shè)計(jì)確定的 Q、 fo、Ao 值，去求出帶通濾波器的各元件參數(shù)值。按圖中所給數(shù)值， Av=10。 5) 在線性電路上的應(yīng)用 線性光電耦合器應(yīng)用于線性電路中，具有較高地線性度以及優(yōu)良地電隔離性能。采用這種組合方式制成的器件稱為光電耦合器。 (1) 場效應(yīng)管的 特點(diǎn) 具有輸 入電阻高（ 100MΩ～ 1 000MΩ）、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)?、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn) ,現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強(qiáng)大競爭者 。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)線圈。穩(wěn)壓管反向擊穿后，電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端的電壓變化很小。但要對(duì)方案的性能、成本、體積、難易程度等進(jìn)行分析與比較，本著以滿足功能要求為前提，綜合考慮，確定方案。 （ 2） 充電器常見的幾種充電模式 1) 限流恒壓充電模式 2) 兩階段恒流充電模式 3) 恒流脈沖充電模式 此三種充電模式均為業(yè)界推薦采用 ，其各階段充電電流間的轉(zhuǎn)換，都分別受有溫度補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)換電壓 Vmin（快充最低允 許電壓）、 Vbik（快充終止電壓）和Vflt（浮充電壓）控制。摘 要 I 電動(dòng)車充電器 摘 要 隨著電動(dòng)車的普及，電動(dòng)車充電器的使用也越來越廣泛。 課題研究的內(nèi)容 本此設(shè)計(jì)的內(nèi)容是將 220V 市電通過一系列的轉(zhuǎn)換與控制 輸出穩(wěn)定的電壓44V 對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行充電。 本次充電器的設(shè)計(jì) 包含四部分，即 電源電路、振蕩電路、 保護(hù)電路及 充電狀態(tài)指示 電路。利用這一特性，穩(wěn)壓管在電路中能起穩(wěn)壓作用。 如圖 所示。 (2) 場效應(yīng)管的 作用 場效應(yīng)管可應(yīng)用于放大 .由于場效應(yīng)管放大器的輸入阻抗很高 ,因此耦合電容可以容量較小 ,不必使用電解電容器 。光電耦合器一般制成管式或雙列直插式結(jié)構(gòu)，由于發(fā)光器件和光敏器被相互絕緣地分置于輸入和輸出回路，故可實(shí)現(xiàn)兩路間的電氣隔離。 6) 特殊場合的應(yīng)用 光電耦合器還可應(yīng)用于高壓控制，取代變壓器，代替觸點(diǎn)繼電器以及用于A/D 電路等多種場合。此電路輸入電阻為Ri。 R1=Q/（ 2пfoAoC）， R2=Q /（（ 2Q2Ao）*2пfoC）， R3=2Q/（ 2пfoC）。靜態(tài)時(shí)，電容C1 充電完 畢，運(yùn)放 A1 正輸入端電壓 U2 等于電源電壓 V+，故 A1 輸出高電平。由運(yùn)放的特性可知，只有當(dāng) REF端（同相端）的電壓非常接近 VI（ ）時(shí)，三極管中才會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的非飽和電流通過，而且隨著 REF端電壓的微小變化，通過三極管 圖 1到 100mA變化。 整流電路的任務(wù)是將交流電變換成直流電。單相半波整流電路如圖 (a)所示，波形圖如圖 (b)所示。 (1) 容濾波電路 1) 電路的組成 現(xiàn)以單相橋式整流電容濾波電路 為例來說明。所以電容濾波適合輸出電流較小的場合。 振蕩電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中 與振蕩相關(guān)的電路見 所示，市電 220V 由 JP1 輸入，經(jīng)整流和濾波后，形成約 311V 的直流電壓。 TL431 為精密穩(wěn)壓專用集成電路，用于基準(zhǔn)電路中產(chǎn)生 的基準(zhǔn)電壓，為 U2D 提供電壓， U2D 通過比較運(yùn)算穩(wěn)定輸出電壓。 U2C 為運(yùn)算放大器用于限制輸出電流，即起到過流保護(hù)的作用， U2D 運(yùn)算放大器用于穩(wěn)定輸出電壓。上半部分電流經(jīng)穩(wěn)壓二極管 Z2 穩(wěn)壓后形成 4U =15V 電壓，同時(shí)Z1 穩(wěn)壓后形成 5U = 電壓。 雖然充電器的使用元件比較多，但大多比較便宜，花費(fèi)不是很大 調(diào)試注意事項(xiàng) 在調(diào)試的過程中，結(jié)合我的全程制作的經(jīng)驗(yàn)，我覺得還要重點(diǎn)注意以下一些方面： （ 1）經(jīng)過初步的分析設(shè)計(jì)后，在制作硬件電路的同時(shí)，調(diào)試也在穿插進(jìn)行。 總體說來，經(jīng)過此次設(shè)計(jì)，使我學(xué)會(huì)了怎樣根據(jù)要求去設(shè)計(jì)電路和調(diào)試電路的方法。 在整個(gè)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)的過程中我學(xué)到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先我明白了做學(xué)問要一絲不茍，對(duì)于出現(xiàn)的任何問題和偏差都不要輕視，要通過正確的途徑去解決，在做事情的過程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅(jiān)持下去就可以找到思路去解決問題的。對(duì)于直流輸出，用萬用表測(cè)量直流輸出兩端接出導(dǎo)線之間的電壓，用一發(fā)光二極管和電阻串聯(lián)，接入導(dǎo)線兩 端，發(fā)光二極管發(fā)光，則電源可使用。變壓器變壓后輸出兩個(gè)電壓 3U =44V和反向電壓 VEE，由于充電時(shí)，蓄電池電壓約為 36V，低于 3U =44V，因此二極管 D8 導(dǎo)通，電流分為兩部分，一部分供給蓄電池充電，另一部分供給圖上半部分。 圖 充電器系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 29 電壓比較電路 的 設(shè)計(jì) 由圖 所示， Z2 為 15V 穩(wěn)壓二極管，提供給運(yùn)算放大器做供電電壓。 本設(shè)計(jì)選用的是變壓器反饋式振蕩電路，它能夠 將電路工作時(shí)所產(chǎn)生的電流電壓通過相關(guān)器件自行反饋，從而改變振蕩頻率維持充電狀態(tài)的穩(wěn)定性。在接通電源的瞬間，將產(chǎn)生強(qiáng)大的充電電流，這種電流稱為“浪涌電流”；同時(shí)，因負(fù)載電流太大，電容器放電的速度加快，回事負(fù)載電壓變得不夠平穩(wěn)，所以電容濾波電路適用于負(fù)載電流較小的場合。當(dāng) ＲL 很小，即 IL 很大時(shí)，電容濾波的效果不好，見圖 濾波曲線中的 2。電感器 L 對(duì)直流阻抗小，對(duì)交流阻抗大，因此 L 應(yīng)與負(fù)載串聯(lián)。 3) 單相橋式整流電路的負(fù)載特性曲線 單相橋式整流電路的負(fù)載特性曲線是指輸出電壓與負(fù)載電流之間的關(guān)系 該曲線如圖 所示，曲線的斜率代表了整流電路的內(nèi)阻。下面將具體介紹這四大模塊的電路設(shè)計(jì)。 TL431 的具體功能可以用如圖 的功能模塊示意。此電路可用在一些自動(dòng)控制系統(tǒng)中。 如圖 。負(fù)號(hào)表示輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相反。 4) 在脈沖放大 電路中的應(yīng)用 光電耦合器應(yīng)用于數(shù)字電路，可以將脈沖信號(hào)進(jìn)行放大。 光電耦合器 把發(fā)光器件和光敏器件按適當(dāng)方式組合，就可以實(shí)現(xiàn)以光信號(hào)為媒介的電信號(hào)變換。 場效應(yīng)管 場效應(yīng)晶體管（ Field Effect Transistor 縮寫 (FET)）簡稱場效應(yīng)管 .由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電 ,也稱為單極型晶體管 .它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件 。 變壓器 變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯 （或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。如圖 畫出了穩(wěn)壓管的 伏安特性及其 符號(hào)。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)課題的要求和技術(shù)指標(biāo)，能實(shí)現(xiàn)對(duì) 充電過程的保護(hù)、充電狀態(tài)顯示 等的方案可謂很多。在充電過程中，充電電流還將逐漸降低。 充電器的種類很多，其原理大同小異。本文通過四部分電路的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)充電器的功能，即電源電路、振蕩電路、保護(hù)電路和充電狀態(tài)指示電路。 結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。因?yàn)檫@種特性，穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準(zhǔn)元件使用。 圖 (1) 變壓器的分類 按冷卻方式分類：干式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、氟化物（蒸發(fā)冷卻）變壓器。 場效應(yīng)管可以用作電子開關(guān) 。光電耦合器既可用來傳遞模擬信號(hào)，也可作為開關(guān)器件使用，也就是它具有變壓器和繼電器的功能。 本次設(shè)計(jì)選用的光耦即為 PC817A— C 系列 。一般情況下先取 Ri 與信號(hào)源內(nèi)阻相等，然后根據(jù)要求的放大倍數(shù)在選定 Rf。上式中，當(dāng) fo=1KHz 時(shí)， C 取 。當(dāng)輸入電壓 Ui 變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，二極管 D1 導(dǎo)通，電容 C1 通過 D1 迅速放電，使U2 突然 降至地電平，此時(shí)因?yàn)?U1U2，故運(yùn)放 A1 輸出低電平。當(dāng)然，該圖絕不是 TL431的實(shí)際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以不能簡單地用這種組合來代替它。完成這一任務(wù)主要是靠二極管的單向?qū)щ娮饔?，因此二極管是構(gòu)成整流電路的關(guān)鍵元件。 根據(jù)圖 可知，輸出電壓在一個(gè)工頻周期內(nèi)，只是正半周導(dǎo)電，在負(fù)載上得到的是半個(gè)正弦波。電容濾波電路如圖 所示，在負(fù)載電阻上并聯(lián)了一個(gè)濾波電容 C。 圖 電容濾波的效果 充電器系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 23 3) 電容濾波電路參數(shù)的計(jì)算 濾波電容 C 的大小取決于放電回路的時(shí)間常數(shù)， RLC 愈大，輸出電壓脈動(dòng)就愈小，通常取 RLC 為脈動(dòng)電壓中最低次諧波周期的 35 倍，即 式中 T 為交流電源電壓的周期。 該 311V 直流電壓加到開關(guān)變壓器的初級(jí)線圈的上端，經(jīng)下端接到場效應(yīng)管Q1 的漏極，同時(shí) 311V 還經(jīng) R R4 兩個(gè) 電阻串聯(lián)接到場效應(yīng)管柵極，設(shè)初始時(shí) Q1 處于關(guān)斷狀態(tài)，由于 R R4 阻值較大， 300V 經(jīng)過 R R4 到 Q1 柵極只能使得場效應(yīng)管處于由關(guān)斷到微導(dǎo)通的過度過程，則初級(jí)產(chǎn)生上正下負(fù)的電勢(shì)，并感應(yīng)到下次級(jí)線圈，下 次級(jí)線圈產(chǎn)生下正上負(fù)的電勢(shì)，經(jīng) C5 使 Q1 進(jìn)一步導(dǎo)通，到一定程度后，初級(jí)電勢(shì)不再升高 ,下次級(jí)原感應(yīng)的電勢(shì)也消失， Q1 退出導(dǎo)通狀態(tài)復(fù)又進(jìn)入微導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)初級(jí)產(chǎn)生下正上負(fù)的電勢(shì)，下次級(jí)感應(yīng)出上正下負(fù)的電勢(shì)，則負(fù)電壓通過 C5 加到柵極，使 Q1 迅速關(guān)斷。 保護(hù)電路設(shè)計(jì)如圖 所示，主要包括過流保護(hù)電路、輸出回路、基準(zhǔn)電路及電壓比較電路。 U2C 的工作原理為：當(dāng)輸出電流達(dá)到 ， VEE 為 * =，經(jīng)過 R1 R22 的分壓，使得分壓點(diǎn)電位為低于 0V（ R22 的另一端電位為 ），送到 U2C 的反向輸入端，與其同相輸入端的 0V 比較，使得 U2C 輸出為趨向于增大，經(jīng) D1 R10 送到 PC817 光電耦合器，其發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)內(nèi)部三極管易于導(dǎo)通， Q2 趨于飽和， Q1 柵極電位降低，漏源之間趨向斷開，從而使輸出電壓降低，輸出的電流負(fù)載下降，實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)的作用。 4U =15V 電壓供給右半部分的指示燈控 制部分，而 5U = 電壓則供給右半部分 U2ALM324 和 U2BLM324 兩個(gè)比較器使用。這樣有利于問題的分析和解決，不會(huì)造成問題的積累，而且不會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)小問題而進(jìn)行整體電路的檢查，從而可以節(jié)約大量的調(diào)試時(shí)間。鍛煉了自己的細(xì)心和設(shè)計(jì)思路，動(dòng)手能力得到很大的提高。越是不懂的東西才要去學(xué)，在學(xué)習(xí)的過程中你會(huì)收獲很多，其中一點(diǎn)就是互相學(xué)習(xí)是最好的學(xué)習(xí)途徑，在學(xué)習(xí)之后你會(huì)感覺到很有成就感，這也是我在完成設(shè)計(jì)之后體會(huì)到的。 調(diào)試及