【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 實(shí)現(xiàn)控制高頻變壓器輸出電壓和電流的大小。 這種方法 是目前市場(chǎng)充電器流行使用的方法，也是一種很技術(shù)非常成熟的方法。而且 技術(shù)簡(jiǎn)單、成熟、有多年的實(shí)用經(jīng)驗(yàn)、所需的元器件少、成本低 ，安全可靠，適應(yīng)市電輸入范圍寬都是其主要的優(yōu)點(diǎn) 。 功能元器件概述 穩(wěn)壓二極管 穩(wěn)壓二極管 (又叫齊納二極管 )是一種硅材料制成的面接觸型晶體二極管，簡(jiǎn)稱穩(wěn)壓管。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)體器件。穩(wěn)壓管在反向擊穿時(shí)，在一定的電流范圍內(nèi)（或者說在一定功率損耗范圍內(nèi)），端電壓幾乎不變，表現(xiàn)出穩(wěn)壓特性，因而廣泛應(yīng)用于穩(wěn)壓電源與限幅電路之中。穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來分檔 的。圖 31 即為穩(wěn)壓管等效電路。 (1) 工作原理 穩(wěn)壓管也是一種晶體二極管，它是利用 PN 結(jié)的擊穿區(qū)具有穩(wěn)定電壓的特性來工作的。穩(wěn)壓二極管的特點(diǎn)就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。這樣，當(dāng)把穩(wěn)壓管接 電動(dòng) 車 充電器的設(shè)計(jì) 5 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。如圖 32 畫出了穩(wěn)壓管的伏安特性及其符號(hào)。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。利用這一特性，穩(wěn)壓管在電路中能起穩(wěn)壓作用。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 。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。 圖 31 穩(wěn)壓二極管符號(hào)及福安特性 (2) 穩(wěn)壓管的主要參數(shù) 1) 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。對(duì)于同一型號(hào)的穩(wěn)壓管來說，穩(wěn)壓值有一定的離 散性。 2) 穩(wěn)定電流 Iz 穩(wěn)壓管工作時(shí)的參考電流值。它通常有一定的范圍，即 Izmin——Izmax。 3) 動(dòng)態(tài)電阻 rz 它是穩(wěn)壓管兩端電壓變化與電流變化的比值，如上圖所示，即這個(gè)數(shù)值隨工作電流的不同而改變。通常工作電流越大，動(dòng)態(tài)電阻越小，穩(wěn)壓性能越好。 (3) 穩(wěn)壓二極管的選用 穩(wěn)壓二極管一般用在穩(wěn)壓電源中作為基準(zhǔn)電壓源或用在過電壓保護(hù)電路中作為保護(hù)二極管。 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。穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓值應(yīng)與應(yīng)用電路的基準(zhǔn)電壓值相同，穩(wěn)壓二極管的最大穩(wěn)定電流應(yīng)高于應(yīng)用電路的最大 負(fù)載電流 50%左右。 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。故選擇穩(wěn)壓二極管維持電路的正常運(yùn)行。 電動(dòng) 車 充電器的設(shè)計(jì) 6 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）。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。如圖 32所示。 圖 32 變壓器符號(hào) (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。 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。 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。 按電源相數(shù)分類：?jiǎn)蜗嘧儔浩鳌⑷嘧儔浩?、多相變壓器? 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。 (2) 電源變壓器的特性參數(shù) 1) 工作頻率 變壓器鐵芯損耗與頻率關(guān)系很大，故應(yīng)根據(jù)使用頻率來設(shè)計(jì) 和使用，這種頻率稱工作頻率。 2) 額定功率 在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器能長(zhǎng)期工作，而不超過規(guī)定溫升的輸出功率。 3) 額定電壓 指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時(shí)不得大于規(guī)定值。 4) 電壓比 電動(dòng) 車 充電器的設(shè)計(jì) 7 指變壓器初級(jí)電壓和次級(jí)電壓的比值，有空載電壓比和負(fù)載電壓比的區(qū)別。 5) 效率 指次級(jí)功率 P2 與初級(jí)功率 P1 比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。 設(shè)計(jì)中所采用的變壓器由初線圈、上次級(jí)線圈、下次級(jí)線圈組成。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。 場(chǎng)效應(yīng)管 場(chǎng)效應(yīng)晶體管（ Field Effect Transistor 縮寫 (FET)）簡(jiǎn)稱場(chǎng)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。 場(chǎng)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(jìng)爭(zhēng)者。 場(chǎng)效應(yīng)管的作用：場(chǎng)效應(yīng)管可應(yīng)用于放大 .由于場(chǎng)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。場(chǎng)效應(yīng) 管可以用作電子開關(guān)。場(chǎng)效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換 .常用于多級(jí)放大器的輸入級(jí)作阻抗變換 .場(chǎng)效應(yīng)管可以用作可變電阻 .場(chǎng)效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。 場(chǎng)效應(yīng)管的分類：場(chǎng)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(chǎng)效應(yīng)管均為耗盡型，絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管既有耗盡型的，也有增強(qiáng)型的。 場(chǎng)效應(yīng)管工作條件：場(chǎng)效應(yīng)管和三極管的功能、作用一樣，可以用于放大、振蕩、開關(guān)電路。 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)光管流過導(dǎo)通電流后開始發(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： ：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極間耦合電容對(duì)輸出電流的影響很小，因而共 電動(dòng) 車 充電器的設(shè)計(jì) 8 模抑制比很高。 ：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。 ： 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 耦合器也可工作于開關(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。 圖 33 即為光電耦合器符號(hào) 圖 33 光電耦合器符號(hào) LM324 四運(yùn)算放大器 LM324 是四運(yùn)放集成電路，它采用 14 腳雙列直插塑料封裝，外形如圖所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。 每一組運(yùn)算放大器可用圖 34 所示的符號(hào)來表示，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。兩個(gè)信號(hào)輸入端中， Vi（ ）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的相位相反； Vi+（ +）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的相位相同。 1 腳 OUT1 是運(yùn)算放大器 1輸出，其空載電壓為 18V。 2 腳 Inputs1()是運(yùn)算放大器 1 反相輸入端，其空載電壓為 0V。 3 腳 Inputs1(+)是運(yùn)算放大器 1 同相輸入端，其空載電壓為 。 4 腳 Vcc 是供電，其空載電壓為 19V。 電動(dòng) 車 充電器的設(shè)計(jì) 9 5 腳 Inputs2(+)是運(yùn)算放大器 2 同相輸入端，其空載電壓為 。 6 腳 Inputs2()是運(yùn)算放大器 2 反相輸入端，其空載電壓為 。 7 腳 OUT2 是運(yùn)算放大器 2輸出，其空載電壓為 0V。 8 腳 OUT3 是運(yùn)算放大器 3輸出，其空載電壓為 。 9 腳 Inputs3()是運(yùn)算放大器 3 反相輸入端，其空