【正文】 口出包好，以防導(dǎo)線裸露出接觸造成短路，連接完后用萬用表測量插頭兩端是否短路，檢查完畢后將充電電池放入事先購買好的充電插槽中，接入220V 電源，發(fā)光二極管亮，電池兩端產(chǎn)生電壓，則充電開始，經(jīng)過一端時間后檢查電池兩端電壓是否發(fā)生變化，放電電路的檢查也和充電電路的檢查差不多。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 場效應(yīng)1管 Q14N90C 的導(dǎo)通與閉合。TL431 是精密穩(wěn)壓專用集成電路。圖 (2) 三點式振蕩電路圖 （a)為三點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，服從于共射三點振蕩電路對電抗性的要求，故能振蕩 充電器系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計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，該電路的缺點是：用調(diào)節(jié)電容來改變頻率時，會使反饋系數(shù)改變，所以通常用改進(jìn)型的電容三點振蕩電路。圖 電感濾波電路圖 電感濾波電路波形圖 通過對比可知，電容濾波的特點為結(jié)構(gòu)簡單、輸出電壓高、脈動小。顯然。電容器 C 對直流開路，對交流阻抗小，所以 C 應(yīng)該并聯(lián)在負(fù)載兩端。脈動系數(shù) S 定義為二次諧波的幅值與平均值的比值。通過這幾部分的整合，從而實現(xiàn)充電器的功能。3 個引腳分別為：陰極（CATHODE） 、陽極（ANODE）和參考端（REF） 。圖 6) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 見圖 。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，以選出各個不同頻段的信號，在顯示上利用發(fā)光二極管點亮的多少來指示出信號幅度的大小。 放大器電壓放大倍數(shù) Av 僅由外接電阻 Ri、Rf 決定：Av=Rf/Ri。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)載隔離地問題。電路中場效應(yīng)管通過導(dǎo)通與關(guān)斷控制變壓器的振蕩周期，達(dá)到一個穩(wěn)定的狀態(tài)。通過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。故選擇穩(wěn)壓二極管維持電路的正常運(yùn)行。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，或其它原因造成電路中各點電壓變動時，負(fù)載兩端的電壓將基本保持不變。（3） 電壓參數(shù)：22V 交流轉(zhuǎn)換成 44V 直流。也就是說，充電器輸出最大達(dá)到44V/3A/130W，已經(jīng)可滿足。物美價廉使其得到廣泛應(yīng)用。該電路能夠?qū)崿F(xiàn)電壓的自動轉(zhuǎn)換、充電過程的自動保護(hù)及充電狀態(tài)的指示，克服了種種充電時的隱患。 圖 根據(jù)圖 ，顯然需要運(yùn)算放大器、光電耦合器、場效應(yīng)管等功能部件，其中的每一個功能部件又都有多種選擇的余地，當(dāng)我們對每一個功能部件進(jìn)行分析、比較、選擇和確定后，總體方案便確定下來了。其伏安特性見穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓。 按防潮方式分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。系統(tǒng)總體的設(shè)計7。但光電耦合器的體積小、重量輕、壽命長、開關(guān)速度比繼電器快，且無觸點、耗能少。由于它具有隔離控制作用，故能夠有效的保護(hù)場效應(yīng)管，控制充電過程中電壓的變化。Co 和 Ci 為耦合電容。此電路亦可用于一般的選頻放大。當(dāng)輸入電壓變高時，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，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)。但如果在設(shè)計、分析應(yīng)用TL431的電路時，這個模塊圖對開啟思路，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。在小功率整流電路中，常見的整流電路有單相半波、全波、橋式整流電路等。負(fù)載上輸出平均電壓為 流過負(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。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。 電容濾波電路的計算比較麻煩，因為決定輸出電壓的因素較多。這樣，Q1完成了一個由關(guān)斷→微導(dǎo)通→導(dǎo)通→微導(dǎo)通→迅速關(guān)斷的過程，形成一個振蕩周期。28圖 過流保護(hù)電路的設(shè)計過流保護(hù)電路由 RQ2 組成，見圖 。 U2D 的工作原理為當(dāng)輸出電壓 44V 因負(fù)載或來電的原因逐漸減小時，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，實現(xiàn)穩(wěn)壓作用。 = 電壓與 VEE 之間連接 2 個電阻，經(jīng)電阻分壓后送給 U2ALM3245和 U2BLM324 兩個比較器的負(fù)端使用，而正端接地，電壓為 0。（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，因此在選取電阻時要經(jīng)過計算，選取適當(dāng)?shù)碾娮瑁?jīng)過計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。論文的設(shè)計 和實驗成功的展現(xiàn)在我們面前，對自己而言有種收獲的感覺，心里很有成功感！這次的設(shè)計對以后的工作學(xué)習(xí)都有很大的幫助。在線路的設(shè)計和論文的寫作過程中，我遇到的問題很多，有些是在自己技術(shù)所在范圍之外，每當(dāng)無法實現(xiàn)自己的想法或者運(yùn)行不下去的時候，我就會出現(xiàn)浮躁的情緒，但是我沒有放棄，而是適時地調(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。此時的場效應(yīng)管 Q14N90C 無電壓提供，處于斷開狀態(tài)，充電完畢。在充電過程中， =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，無反向電壓，最大電壓為 。由輔助控制回路用電壓經(jīng) Z2 穩(wěn)壓，進(jìn)一步由 Z1 進(jìn)行能隙電路 TL431 穩(wěn)壓，產(chǎn)生 的基準(zhǔn)，用于精確控制主回路輸出電壓。(1) 反饋式振蕩電路圖 （a)為變壓器反饋振蕩電路，其正反饋過程是：若輸入 Ui 為上正下負(fù)，對于振蕩頻率，回路諧振的并聯(lián)阻抗為電阻性，所以輸出電壓 Uo 與 Ui 反相，即 Uo 為上負(fù)下正，由于同名端決定了 Uf 為上正下負(fù)，Uf 正好與 Ui 同相，只要晶體管的 β 足夠大和變壓器的匝數(shù)比合適，電路一定能夠振蕩，還可以證明電路的起振條件和振蕩頻率分別為：β≥rbeRC/Mf≈1/2π 式中：rbe 為基極與射極度之間的交流等效電阻，R 為次級折算到初級的等效電阻，M 為互感系數(shù)。因橋式電路的對稱性和電感中電流的連續(xù)性，四個二極管 DD 3；D D 4 的導(dǎo)電角都是 180176。圖 電容濾波電路波形需要指出的是，當(dāng)放電時間常數(shù) RLC 增加時，t 1 點要右移，t 2 點要左移，二極管關(guān)斷時間加長，導(dǎo)通角減?。环粗?，R LC 減少時，導(dǎo)通角增加。濾波電路利用電抗性元件對交、直流阻抗的不同，實現(xiàn)濾波。（a）橋式整流電路 （b）波形圖圖 單相橋式整流電路 流過負(fù)載的平均電流為流過二極管的平均電流為充電器系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計19二極管所承受的最大反向電壓 流過負(fù)載的脈動電壓中包含有直流分量和交流分量，可將脈動電壓做傅里葉分析，此時諧波分量中的二次諧波幅度最大。本次設(shè)計主要分為四個模塊，即電源電路、振蕩電路、電壓保護(hù)電路及燈光指示電路。圖 圖 是該器件的符號。 此電路與各類傳感器配合使用，稍加變通，便可用于各種物理量的雙限檢測、短路、斷路報警等。RR2 組成 1/2V+偏置，靜態(tài)時 A1 輸出端電壓為 1/2V+，故運(yùn)放 A2A4輸出端亦為 1/2V+，通過輸入輸出電容的隔直作用，取出交流信號。放大器采用單電源供電，由 RR2 組成 1/2V+偏置，C1是消振電容。2) 作為固體開關(guān)應(yīng)用在開關(guān)電路中，往往要求控制電路和開關(guān)之間要有很好的電隔離，對于一般的電子開關(guān)來說是很難做到的，但用光電耦合器卻很容易實現(xiàn)。故只要加上正向電壓 vDS，就有電流 iD。 設(shè)計中所采用的變壓器由初線圈、上次級線圈、下次級線圈組成，如圖 所示。由上述內(nèi)容可知，穩(wěn)壓管具有穩(wěn)定電壓的作用，它能使輸出電壓在一定范圍內(nèi)變化，從而為負(fù)載電路提供穩(wěn)定的電壓。穩(wěn)壓二極管的特點就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。（2） 充電顯示：通過 LED 燈的閃爍，能夠顯示當(dāng)前的充電狀態(tài)。根據(jù)電動自行車鉛酸蓄電池的特點，當(dāng)其為 36V/12AH 時，采用限壓恒流充電方式，初始充電電流最大不宜超過 3A。本設(shè)計是基于對電動車充電，采用普通的電子元件、不用昂貴的專用集成電路，既便于制作又降低制作費(fèi)用。設(shè)計中主要以模擬器件為核心設(shè)計并制作了充電電路。下面將講述設(shè)計中一些重要器件的應(yīng)用特性及其選擇原因。圖 (2) 穩(wěn)壓管的主要參數(shù)系統(tǒng)總體的設(shè)計51) 穩(wěn)定電壓 Uz Uz 就是 PN 結(jié)的擊穿電壓，它隨工作電流和溫度的不同而略有變化。 6按鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C 型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C 型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。 (3) 場效應(yīng)管的分類場效應(yīng)管分結(jié)型、絕緣柵型(MOS)兩大類；按溝道材料：結(jié)型和絕緣柵型各分 N 溝道和 P 溝道兩種；按導(dǎo)電方式：耗盡型與增強(qiáng)型,結(jié)型場效應(yīng)管均為耗盡型，絕緣柵型場效應(yīng)管既有耗盡型的，也有增強(qiáng)型的。與變系統(tǒng)總體的設(shè)計9壓器相比，工作頻率范圍寬，耦合電容小，輸入輸出之間絕緣電阻高，并能實現(xiàn)信號的單方向傳遞。 四運(yùn)放集成電路 LM324(1) LM324 的基本結(jié)構(gòu)10 LM324 是四運(yùn)放集成電路，它采用 14 腳雙列直插塑料封裝，外形如圖。系統(tǒng)總體的設(shè)計11圖 2) 同相交流放大器電路見圖 。 此電路亦可使用單電源，只需將運(yùn)放正輸入端偏置在 1/2V+并將電阻 R2 下端接到運(yùn)放正輸入端既可。顯然，提高 U1 或增大 RC1 的數(shù)值，都會使單穩(wěn)延時時間增長，反之則縮 短。(2)恒壓電路應(yīng)用，所以當(dāng)在REF 端引入輸出反饋時，器件可以通過從陰極到陽極很寬范圍的分流，控制輸出電壓。濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負(fù)載電阻兩端并聯(lián)電容器 C，或與負(fù)載串聯(lián)電感器 L，以及由電感、電容組合而成的各種復(fù)式濾波電路。(a)電路圖 (b)波形圖圖 單相全波整流電路 根據(jù)圖 （b）可知，全波整流電路的輸出電壓與橋式整流電路的輸出相同。此時 C 相當(dāng)于并聯(lián)在 v2 上，所以輸出波形同 v2 ，是正弦波。工程上有詳細(xì)的曲線可供查閱，一般常采用以下近似估算法：一種是用鋸齒波近似表示，即另一種是在 RLC=（3