【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 直流 — 直流電源變換器中。它主要的優(yōu)點(diǎn)是外界元件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。它的內(nèi)部電路包括如下性能：一是可調(diào)整的充放電振蕩器，可精確的控制占空比；二是采用電流型控制，并可在 500KHz 高頻狀 態(tài)下工作；三是誤差放大器具有自動(dòng)補(bǔ)償功能；四是帶鎖定的 PWM控制電路，可進(jìn)行逐個(gè)脈沖的電流控制；五是具有內(nèi)部可調(diào)整參考電壓，具有欠壓保護(hù)鎖定功能；六是采用圖騰柱輸出電路，提供大電流輸出，輸出電流可達(dá)到 ? 1A；七是可直接驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管或雙晶體管。 UC3842 的內(nèi)部由啟動(dòng)電路，振蕩電路，基準(zhǔn)電壓發(fā)生器， PWM特制電路，驅(qū)動(dòng)電路等構(gòu)成。其各引腳功能如下： 1腳 COMP 是內(nèi)部誤差放大器的輸出端，通常此腳與 2 腳之間接有反饋網(wǎng)絡(luò)，以確定誤差放大器的增益和頻響。 2腳 VFB 是反 饋電壓輸入端 （內(nèi)部誤差放大器反相輸入端） ，此腳與內(nèi)部誤差放大器同向輸入端的基準(zhǔn)電壓 (一般為 +)進(jìn)行比較，產(chǎn)生控制電壓，控制脈沖的寬度。 3腳 ISENSE 是電流傳感端 又可定義為充電電流控制端 。在外圍電路中，在功率開(kāi)關(guān)管 (如 VMos 管 )的源極串接一個(gè)小阻值的取樣電阻，將脈沖變壓器的電流轉(zhuǎn)換成電壓，此電壓送入 3 腳，控制脈寬。此外，當(dāng)電源電壓異常時(shí)，功率開(kāi)關(guān)管的電流增大，當(dāng)取樣電阻上的電壓超過(guò) 1V時(shí)， UC3842 就停止輸出，有效地保護(hù)了功率開(kāi)關(guān)管。 4 腳 RT/CT 是 外接振蕩器 定時(shí)端。鋸齒波振蕩器外接定時(shí)電 容 C 和定時(shí)電阻 R 的公共端。 5腳 GND 是接地。 6 腳 OUT 是 驅(qū)動(dòng)脈沖 輸出端，此腳為圖滕柱式輸出，驅(qū)動(dòng)能力是 177。lA 。這種圖騰柱結(jié)構(gòu)對(duì)被驅(qū)動(dòng)的功率管的關(guān)斷有利，因?yàn)楫?dāng)三極管 VTl 截止時(shí)， VT2 導(dǎo)通，為功率管關(guān)斷時(shí)提供了低阻抗的反向抽取電流回路，加速功率管的關(guān)斷。 7腳 Vcc 是電源。當(dāng)供電電壓低于 ＋ 16V 時(shí)， UC3824 不工作，此時(shí)耗電在 1mA 以聊城大學(xué)本科畢業(yè) (設(shè)計(jì) ) 6 下。輸入電壓可以通過(guò)一個(gè)大阻值電阻從高壓降壓獲得。芯片工作后，輸入電壓可在+10～ +30V 之間波動(dòng)，低于 +10V 停止工作。工作時(shí)耗電約為 15mA，此電流可通過(guò)反饋電阻提 供。 8腳 VREF 是 5V基準(zhǔn)電壓輸出，可輸出精確的 +5V 基準(zhǔn)電壓，電流可達(dá) 50mA。 LM358 雙運(yùn)算放大器 LM358 內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無(wú)關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。 LM358 有以下特性：一是內(nèi)部頻率補(bǔ)償；二是 直流電壓增益高 (約 100dB)；三是 單位增益頻帶寬 (約 1MHz)；四是 電源電壓范圍寬：?jiǎn)坞娫?(3— 30V)； 五是 雙電源 (177。 一 177。15V) ；六是 低功耗電流，適合于電池供電 、低輸入偏流；七是 低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流 ；八是 共模輸入電壓范圍寬，包括接地 ；九是 差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍 ；十是 輸出電壓擺幅大 (0 至) 圖 UC3842引腳圖 圖 UC3842內(nèi)部構(gòu)成方框圖 聊城大學(xué)本科畢業(yè) (設(shè)計(jì) ) 7 TL431 集成電路誤差放大器 TL431 是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。 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。該器件的典型動(dòng)態(tài)阻抗為 ，在很多應(yīng)用中用它代替齊納二極管，例如數(shù)字電壓表，運(yùn)放電路，可調(diào)壓電源 ， 開(kāi)關(guān)電源等 。如圖 ，其 3個(gè)引腳分別為：陰極，陽(yáng)極和參考端。 TL431 是一種并聯(lián)穩(wěn)壓集成電路，因其性能好，價(jià)格低，因此廣泛應(yīng)用在各種電源電路中。其主要參數(shù)為：最大輸入電壓為 37V；最大工作電流 150mA；內(nèi)基準(zhǔn)電壓為；輸出電壓范圍為 — 30V。 而 TL431 的具體功能可以用圖 。 由圖可以看到 VI 是一個(gè)內(nèi)部的 的基準(zhǔn)源，接在運(yùn)放的反向輸入端。由運(yùn)放的特性可知，只有當(dāng) REF端（同向端）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(guò)，而且隨著 REF端電壓的微小變化，通過(guò)三極管的電流將從 1 到 100mA 變化。在此次的設(shè)計(jì)中如果TL431 異常時(shí)，將不能控制輸出電流，從而會(huì)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)電源輸出電壓升高的故障；而如果其產(chǎn)生漏電的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)電源輸出電壓低的故障，所以其對(duì)電路的影響非常大。 圖 LM358 內(nèi)部構(gòu)成方框圖 聊城大學(xué)本科畢業(yè) (設(shè)計(jì) ) 8 EL817 光電耦合器 光電耦合器由一只發(fā) 光管和一只光敏管構(gòu)成，主要應(yīng)用在組成開(kāi)關(guān)電路，邏輯電路，隔離耦合電路，高壓穩(wěn)壓電路等。當(dāng)光電耦合器輸入端的發(fā)光管流過(guò)導(dǎo)通電流后開(kāi)始發(fā)光，光的強(qiáng)度取決于激勵(lì)電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實(shí)現(xiàn)了電 — 光 — 電的轉(zhuǎn)換。 光電耦合器包含如下工作特性：共模抑制比很高：在光電耦合器內(nèi)部，但由于發(fā)光管和受光管之間的耦合電容很小的（ 2pF 以內(nèi)）所以共模輸入電壓通過(guò)極間耦合電容對(duì)輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。 輸出特性：光電耦合器的輸 出特性是指在一定的發(fā)光電流 IF 下，光敏管所加偏置 電壓 VCE 與 輸出電流 IC之間的關(guān)系，當(dāng) IF=0 時(shí)，發(fā)光二極管不發(fā)光，此時(shí)的光敏晶體管集電極輸出電流稱為 暗電流 ，一般很小。當(dāng) IF0 時(shí)，在一定的 IF作用下，所對(duì)應(yīng)的 IC 基本上與 VCE 無(wú)關(guān)。 IC 與 IF 之間的變化成線性關(guān)系，用半導(dǎo)體管特性圖示儀測(cè)出的光電耦合器的輸出特性與普通晶體三極管輸出特性相似。 光電耦合器可作為線性耦合器使用 ： 在發(fā)光二極管上提供一個(gè)偏置電流，再把信號(hào)電壓通過(guò)電阻耦合到發(fā)光二極管上，這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的光信號(hào)，其輸出 電流將隨輸入的信號(hào)電壓作線性變化。光電耦合器也可工作圖 TL431的封裝和電路符號(hào)以及引腳圖 圖 TL431內(nèi)部電路簡(jiǎn)圖 圖 TL431功能模塊 圖 聊城大學(xué)本科畢業(yè) (設(shè)計(jì) ) 9 于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，傳輸脈沖信號(hào)。在傳輸脈沖信號(hào)時(shí)，輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間存在一定的延遲時(shí)間，不同結(jié)構(gòu)的光電耦合器輸入 和 輸出延遲時(shí)間相差很大 ，所以要對(duì)每個(gè)不同的光電耦合器區(qū)別對(duì)待。 電路總體設(shè)計(jì) 新型三段式智能充電器的原理框圖如圖所示： 該系統(tǒng)主要由電池檢測(cè)分析部分、充電部分、充電參數(shù)調(diào)整與動(dòng)態(tài)控制部分和綜合檢測(cè)控制部分等組成。 電池檢測(cè)分析部分 電池檢測(cè)分析部分主要完成兩方 面的工作。一方面檢測(cè)預(yù)充電電池得出參數(shù)，控制充電部分工作狀態(tài)。另一方面，工作在低壓充電時(shí)識(shí)別電池的電壓大小為充電部分充電 部分 電源 部分 電池檢測(cè) 分析部分 綜合控制檢測(cè)部分 充電參數(shù)調(diào)整與動(dòng)態(tài)控制部分 圖 充電器的原理框圖 指示 部分 圖 光電耦合器電路符號(hào) 聊城大學(xué)本科畢業(yè) (設(shè)計(jì) ) 10 提供準(zhǔn)確參數(shù)。 充電部分 主 要用于剛開(kāi)始充電時(shí)依據(jù)得到的電池檢測(cè)參數(shù)使充電器工作在相應(yīng)的狀態(tài)。充電過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)電池兩端充電參數(shù)反饋給充電參數(shù)調(diào)整與動(dòng)態(tài)控制部分，并依據(jù)充電參數(shù)調(diào)整與動(dòng)態(tài)控制部分得到的參數(shù)對(duì)充電狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，使充電器工作在相應(yīng)的狀態(tài)。 充電參數(shù)調(diào)整與動(dòng)態(tài)控制部分 充電參數(shù)調(diào)整與動(dòng)態(tài)控制部分用來(lái)對(duì)充電部分得到的參數(shù)進(jìn)行處理，并發(fā)出充電器調(diào)整工作狀態(tài)所需的參數(shù)。 指示部分 對(duì)充電器的各工作狀態(tài)及電池兩端電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)指示。 綜合檢測(cè)控制部分 本部分為整個(gè)充電器工作的核心，進(jìn)行參數(shù)的綜合處理，使各個(gè)工作模塊的工作協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 本 設(shè)計(jì) 的硬件工作原理 電池檢測(cè)分析部分 原理框圖如圖： 充電部分 充電部分由 KA3842P、 TL431 和 LM358 構(gòu)成的開(kāi)關(guān)型充電