【正文】 放大器 LM393 2 3 電阻 RES2 33 14 電容 CAP 17 65 二極管 DIODE 9 16 光耦 OPTIOISO1 2 7 LED 燈 LED 2 8 三極管 NPN 1 2 9 MOS 管 MOSFET N 1 10 穩(wěn)壓二極管 ZENER1 2 11 肖特基二極管 MBR30150CT 1 12 其它 13 人工費用等 3合計 20 （ 2）初步成本預算 根據(jù)本產(chǎn)品在制造過程中所需的原材料（ 14 元）、工人勞務費（ 2 元）、和其他不可預見費用（ 1 元）。同時 1腳輸出電平又送到 IC2B 的反相輸入 端．而同相輸入端 5腳則同樣由 R2 R2 R24 組成的分壓電路提供電壓，因此 7 腳輸出高電平，通過 VDl2 與 R2 R30 加到 TL431的控制端 R上。這個電壓供給變壓器 T1 的一次線圈。 式（ 328） 所以 選用 56mΩ、 金屬膜電阻或錳銅絲。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。 圖 317 輸出整流濾波與隔離電路圖 變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓（或電流）。電路中場效應管通過導通與關斷控制變壓器的振蕩周期，達到一個穩(wěn)定的狀態(tài)。如果不接，出于負載的增加引起輸出電壓的跌落，這個跌落的值 (幅度 )將會超出期望值。 常用的線性光耦是 PC817A— C系列。 所以在電源電路中采用了 單相橋式整流電路及濾波電路 如圖 312。所以電容濾波適合輸出電流較小的場合。 (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。 17 （ a） 橋式整流電路 （ b）波形圖 圖 33 單相橋式整流電路圖及波形圖 流過負載的平均電流為 : 式（ 31） 流過二極管的平均電流為 : 式（ 32） 二極管所承受的最大反向電壓 : 式（ 33） 流過負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。 目前已有一些減小共模 EMI 電流的方法。即高 dv/dt 和 di/dt、是其 EMI 產(chǎn)生的主要原因。開關電源的基本構成如圖 23所示，其中 DC/DC變換器進行功率轉換，它是開關電源的核心部分，此外還有啟動、過流與過壓保護、噪聲濾波等電路。只有正確地維護好電池的特性，才能充分發(fā)揮充電電池的優(yōu)勢。 采用單片機技術的智能充電器在我國的研究發(fā)展比較晚，因其體積小、動態(tài) 響應 速度快、輸出紋波小、效率高等特點，近年來得到國內外的廣泛研究與關注，特別在通信、電 力等領域中，己經(jīng)得到了普遍的研究與使用。但是過小的電流又會影響到充電的時間。充電器是采用電力電子半導體器件，將電壓和頻率固定不變的交流電變換為直流電的一種靜止變流裝置。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。 本課題是設計基于 UC3843 構成的 80W 充電器 ，主要由開關電源電路、 EMI抑制電路、反激式直流轉換電路、輸出整流濾波與隔離電路和電池電壓狀態(tài)顯示電路等組成，能達到的技術性能如下：輸入電壓為 90~264V，輸出電壓為44V/，具有恒壓恒流特性，同時具有體積小、轉換效率高等優(yōu)點。當對充電電池充電時，電能轉變?yōu)榛瘜W能，實現(xiàn)向負荷供電，伴隨吸熱過程。自適應充電器遵循各類電池的充、放電規(guī)律進行充、放電。而智能充電器具有操作簡單、可靠性高和通用性強等優(yōu)點，是充電器家族中一個重要的組成部分，也是未來充電器發(fā)展的主要方向。第一個方向是對開關電源的核心單元 —— 控制電路實現(xiàn)集成化；第二個方向則是對中、小功率開關電源實現(xiàn)單片集成化。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，如在負載電阻兩端并聯(lián)電容器 C，或與負載串聯(lián)電感器 L，以及 由電感、電容組合而成的各種復式濾波電路。 從 EMl 產(chǎn)生的機理來分析，僅僅是簡單地將電容從電路個移除或減小其數(shù)值一般情況不太可行，因為這樣做會顯著增加 EMI。 在負載電阻上正、負半周經(jīng)過合成，得到的是同一個方向的單向脈動電壓。 20 濾波電路 濾波電路中整流 電路輸出的直流電壓脈動大，僅適用于對直流電壓要求不高的場合，如電鍍、電解等設備。顯然。 圖 311 電感濾波電路圖 23 圖 312 電感濾波電路波形圖 通過對比可知，電容濾波的特點為結構簡 單、輸出電壓高、脈動小。 光電耦合器分為兩種：一種為非線性光耦，另一種為線性光耦。其管教功能說明如表 31 所示 表 31 UC3843 管腳功能說明 27 通過以上的理解，本設計采用 8腳的 UC3843。 29 本次設計選擇 N 溝道場耗盡型場效應管。由電池的充電特性可知，在電池充電的初期，提供一 個較大的充電電流．使電池的極板能被快速的激化，之后用小電流慢充。 穩(wěn)壓管也是一種晶體二極管，它是利用 PN 結的擊穿區(qū)具有穩(wěn)定電壓的特性來工作的。因為擁有較低的寄生電感和較低的等效電阻，所以并聯(lián)較單個電容效果 好，能有效減小紋波電壓。因此IC2 組成的比較電路可根據(jù)電池的充電電流與端電壓自動調整合適的電壓值。當電池電壓未充滿時， R15 上的電壓高，該高電壓由 R33 送到 IC2A 的反相輸入端 3 腳，而同相輸人端則由 R2 R2 R24 組成的分壓電路提供比較電壓。這次的設計對以后的工作學習都有很大的幫助。一路走來有我的母校陪我一起成長，感謝我的母校，祝我的母校越來越好。對本 文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。從預測的成本來看，預測成本與目標成本利潤基本一致，預算經(jīng)濟指標完全可以達到的，在經(jīng)濟和技術上是可行的。在設計課題過程中我查閱了大量的資料和進行理論知識的復習，查找和畢業(yè)設計課題有關的內容，設計系統(tǒng)的設計方案，通過指導老師的多次修改，最終把設計方案確定下來了。二極管 VD電容器 C1 C1 C14 用來整流和平滑輸出電壓。 VD C1 C16 和 IC3（ 78L12）為 IC2 及充電狀態(tài)指示電路提供 +5V 電壓。 圖 318 穩(wěn)壓管伏安特性曲線 選用的穩(wěn)壓二極管，應滿足應用電路中主要參數(shù)的要求。選用 TDK 公司的 PC40 材質的磁心，相當于 Philips3C85 材質一次電感量的計算 : Ip=δ max Uin(min)dc/(Ippk fmin)= 127/( 70 10^3)=310μ H 式（ 322） 31 廠商推薦磁心工作的最大磁通密度 : Bmax= CUT3019 磁心的有效面積 : Ae=132 m ㎡ 由磁通密度定義的公式中得到一次圈數(shù)的公式 : np=Lp Ippk/(Bmax Ae) 式（ 323） AL的值由以下公式?jīng)Q定（決定一次的圈數(shù) ): AL=Lp/np^2=(Bmax Ae)^2/(Lp Ippk^2) =()(132 10^6)^2/( 10^3 ^2)=131 nH 式（ 324） 從廠商推薦的磁心信息（產(chǎn)品信息目錄），選用 AL為 100nH 可以得到一次線圈的圈數(shù) : np= TALLp 489^101313^ ?????? 式（ 325） 二次 44V 的圈數(shù)可以給出 (假定用超快恢復 二極管 )： ns=(Us+Ufwd)(1δ max)np/(δ min Uin(min)dc) =(44+)()48/( 127)=17T 式（ 326） 設計中所采用的變壓器由一次線圈、二次級線圈組成。這種抑制器的振幅有 50V，所以這個電壓會疊加在開關上?？蓱糜诜糯?.由于場效應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。這些集成電路具有可微調的振蕩器、能進行精確的占空比控制、溫度補償?shù)膮⒖?、高增益誤差放大器。 (1) 光電耦合器 把發(fā)光器件和光敏器件按適當方式組合，就可以實現(xiàn)以光信號為媒介的電信號變換。 (2) 濾波電路 利用儲能元件電感器 Ｌ 的電流不能突變的性質，把電感 Ｌ 與整流電路的負載Ｒ L 相串聯(lián)，也可以起到濾波的作用。在剛過 時，正弦曲線下降的速率很慢。 19 (a)電路圖 (b)波形圖 圖 36 單相全波整流電路圖 根據(jù)圖 36（ 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。差模電容用來短路差模噪聲電流，而接地的電容是用來短路共模噪聲電流。高頻變壓器的 EMI 來源集中體現(xiàn)在漏感對應的 di/dt 快速循環(huán)變換，因此高頻變壓器是磁場 耦合的重要干擾源。 12 圖 23 開關電源的基本構成方框圖 13 3 充電器的總體設計 充電器實現(xiàn)的功能及技術指標 (1) 充 電保護：在充電過程中，能夠自行調節(jié)輸出電流及電壓，保證充電電壓在44V 左右； (2) 充電顯示：通過 LED 燈的閃爍，能夠顯示當前的充電狀態(tài)； (3) 技術指標：輸入電壓是 90264V （ AC）；輸出電壓是 44V/；效率是 86%；輸出特性是恒壓、恒流輸出，近似于矩形輸出特性。 a b c 圖 21 充電電池的典型輸出特性曲線圖 （ a） 恒壓源；（ b）恒流源；（ c）恒功率源 充電電池最好的輸出特性似乎是結合了恒壓源和恒流源的特性。同時，對充電電池的性能和工作壽命的要求也不斷地提高。 充電器的發(fā)展趨勢 充電器的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段 : （ 1）限流限壓式充電器 最原始的就是限壓式充電，然后過渡到限流限壓式充電，它使用的方式就是 8 淺充淺放，壽命較短。電池技術的持續(xù)進步也要求要實現(xiàn)快速安全的充電。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人完全意識到本聲明的 法律后果由本人承擔。 充電器的特點 如今，隨著越來越多的手持式電器的出現(xiàn)，對高性能，小尺寸，重量輕的電池充電器的需求也越來越大。 本課題是在以上三種充電方式的基礎上加以改進，結合這三種充電方式的特點，是在充電過程中不同階 段采取不同充電方式的充電模式。因此需要對充電過程進行更精確的監(jiān)控，以縮短充電時間，達到最大的電池 9 容量，并且防止電池損耗。輸出特性關系如圖 21(c)所示。負載變化瞬態(tài)響應主要由輸出端 LC 濾波器特性決定，所以可以利用調高開關頻率、降低輸出濾波器 LC 體積的方法來改善瞬態(tài)響應特性。 (2)高頻變壓器。本設計由C CY CY R R2 和 L1 組成輸入回路 EMI 抑制電路 (圖 34111)。負載上輸出平均電壓為 : 式（ 36） 流過負載和二極管的平均電流為 : 式（ 37） (a)電路圖 (b)波形圖 圖 35 單相半波整流電路圖 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 36(a)所示，波形圖如圖 36(b)所示。指數(shù)放電起始點的放電速率很大。一般耐壓值?。?）V2.。 圖 314 輸出電壓電流檢測控制電路圖 以上電路主要用到光耦和 UC3843，所以我們將對主要元器件進行選型 。 （ 2） UC3843