【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)性直流電，這就是交流電的整流過(guò)程，整流電路主要由整流二極管組成。經(jīng)過(guò)整流電路之后的電壓已經(jīng)不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓，習(xí)慣上 稱單向脈動(dòng)性直流電壓。 整流電路 簡(jiǎn)介 整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)性直流電，這就是交流電的整流過(guò)程，整流電路主要由整流二極管組成 。經(jīng)過(guò)整流電路之后的電壓已經(jīng)不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和 交流電壓 的混合電壓，習(xí)慣上稱單向脈動(dòng)性直流電壓 。 整流電路的意義 （ 1） 電源電路中的整流電路主要有半波整流電路、全波整流電路和橋式整流三 種，倍壓整流電路用于其它交流信號(hào)的整流，例如用于 發(fā)光二極管 電平指示器電路中，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行整流 。 （ 2） 前三種整流電路輸出的單向脈動(dòng)性直流電特性有所不同，半波整流電路輸出的電壓只有半周，所以這種單向脈動(dòng)性直流電主要成分仍然是 50Hz的，因?yàn)檩斎虢涣魇须姷念l率是 50Hz，半波整流電路去掉了交流電的半周，沒(méi)有改變單向脈動(dòng)性直流電中交流成分的頻率 ； 全波和橋式整流電路相同，用到了輸入交 流電壓的正、負(fù)半周，使頻率擴(kuò)大在倍為 100Hz，所以這種單向脈動(dòng)性直流電的交流成分主要成分是 100Hz 的，這是因?yàn)檎麟娐穼⑤斎虢涣麟妷旱囊粋€(gè)半周轉(zhuǎn)換了極性，使輸出的直流脈動(dòng)性電壓的頻率比輸入交流電壓提高了一倍，這一頻率的提高有利于濾波電路的濾波 。 （ 3） 在電源電路的三種整流電路中，只有全波整流電路要求電源變壓器的次級(jí)線圈設(shè)有中心抽頭，其他兩種電路對(duì) 電源變壓器 沒(méi)有抽頭要求。另外，半波整流電路中只用一只二極管，全波整流電路中要用兩只二極管，而橋式整流電路中則要用四只二極管。根據(jù)上述兩個(gè)特點(diǎn)，可以方便地分辨出三種整流電路的類型，但要注意以電源變壓器有無(wú) 抽頭 來(lái)分辨三種整流電路比較準(zhǔn)確。在半波整流電路中，當(dāng)整流二極管截 止時(shí)，交流電壓峰值全部加到二極管兩端。對(duì)于全波整流電路而言也是這樣，當(dāng)一只二極管導(dǎo)通時(shí)，另一只二極管截止，承受全部交流峰值電壓。所以對(duì)這兩種整流電路，要求電路的整流二極管其承受反向峰值電壓的能力較高；對(duì)于橋式整流電路而言，兩只 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 二極管導(dǎo)通，另兩只二極管截止，它們串聯(lián)起來(lái)承受反向峰值電壓，在每只二極管兩端只有反向峰值電壓的一半，所以對(duì)這一電路中整流二極管承受反向峰值電壓的能力要求較低。 （ 4） 在要求直流電壓相同的情況下，對(duì)全波整流電路而言，電源變壓器次級(jí)線圈抽頭到上、下端交流電壓相等，且等于橋式整流電路中電源變 壓器次級(jí)線圈的輸出電壓，這樣在全波整流電路中的電源變壓器相當(dāng)于繞了兩組次級(jí)線圈。 （ 5） 在全波和橋式整流電路中，都將輸入交流電壓的負(fù)半周轉(zhuǎn)到正半周或?qū)⒄胫苻D(zhuǎn)到負(fù)半周，這一點(diǎn)與半波整流電路不同，在半波整流電路中，將輸入交流電壓一個(gè)半周切除。 （ 6） 在整流電路中，輸入交流電壓的幅值遠(yuǎn)大于二極管導(dǎo)通的管壓降，所以可將整流二極管的管壓降忽略不計(jì)。 （ 7） 對(duì)于倍壓整流電路，它能夠輸出比輸入交流電壓更高的直流電壓，但這種電路輸出電流的能力較差，所以具有高電壓，小電流的輸出特性。 （ 8） 分析上述整流電路時(shí)，主要用二極管 的單向?qū)щ娞匦?，整流二極管的導(dǎo)通電壓由輸入交流電壓提供。 橋式整流電路 橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種 電路 ，只要增加兩只二極管口連接成 “ 橋 ” 式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點(diǎn)，而同時(shí)在一定程度上克服了它的缺點(diǎn) 。 橋式整流電路圖如 32 所示。 圖 32 橋式整流電路 橋式整流電路的工作原理如下： e2 為正半周時(shí)，對(duì) D D3 和方向電壓，Dl， D3 導(dǎo)通；對(duì) D D4 加反向電壓， D D4 截止。電路中構(gòu)成 e Dl、Rfz 、 D3 通電回路，在 Rfz ，上形成上正下負(fù)的半波整洗電壓， e2 為負(fù)半周時(shí)，對(duì) D D4 加正向電壓， D D4 導(dǎo)通；對(duì) D D3 加反向電壓， DD3 截止。電路中構(gòu)成 e D2Rfz 、 D4 通電回路，同樣在 Rfz 上形成上正下 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 負(fù)的另外半波的整流電壓 。 如此重復(fù)下去，結(jié)果在 Rfz ，上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖 33 中還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級(jí)電壓的最大值，比全波整流電路小一半 。 三端穩(wěn)壓器 CW7812 CW7812 輸入 /輸出之間有 2－ 3V 及以上的壓差。使調(diào)整管保證工作在放大區(qū)。但壓差取得大時(shí)，又會(huì)增加集成塊的功耗，所以，兩者應(yīng)兼顧，即既保證在最大負(fù)載電流時(shí)調(diào)整管不進(jìn)入飽和，又不致于功耗偏大。 另外一般在三端穩(wěn) 壓器的輸入輸出端接一個(gè)二極管，用來(lái)防止輸入端短路時(shí) ,輸出端存儲(chǔ)的電荷通過(guò)穩(wěn)壓器 ,而損壞器件。最高承受輸入電壓是 18 伏輸入的是直流 。 變壓器整流電路與電源電路的設(shè)計(jì) 變壓整流電路和穩(wěn)壓電源電路（如圖 33 虛線左邊所示），其主要由變壓器、二極管橋式電路、電容構(gòu)成。其中變壓器采用常規(guī)的鐵心變壓器，并將公共電網(wǎng)中的 220V 交流電變?yōu)?12V 交流電，再通過(guò)二極管橋式電路進(jìn)行整流和電容 C1 濾波。整流信號(hào)由 VC1 引出。在此基礎(chǔ)上再接三端穩(wěn)壓器CW7812 及電容 C C4（如圖 33 虛線右邊所示），這樣整個(gè)電路就構(gòu)成穩(wěn)壓電源 電路。由 B 點(diǎn)提供 +12V 的直流電壓。 變壓器整流電路及電源電路如圖 33 所示。 圖 33 變壓器整流電路及電源電路 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 檢測(cè)電路 設(shè)計(jì) 熱敏電阻 定義一： 對(duì)熱敏感的半導(dǎo)體電阻。其阻值隨溫度變化的曲線呈非線性。 定義二： 由具有很 高電阻溫度系數(shù)的固體半導(dǎo)體材料構(gòu)成的熱敏類型的溫度檢測(cè)元件。 熱敏電阻的結(jié)構(gòu)形式如圖 34 所示。 圖 34 熱敏電阻 的結(jié)構(gòu)形式 熱敏電阻器是敏感元件的一類，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器（ PTC）和 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻 器（ NTC）。熱敏電阻器的典型特點(diǎn)是對(duì)溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻器（ PTC）在溫度越高時(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（ NTC）在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件 。 熱敏電阻的溫度特性如圖 35 所示。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 35 溫度特性 利用的原理是溫度引起 電阻 變化．若電子和 空穴 的濃度分別為 n、 p，遷移率分別為 μ n、 μ p，則半導(dǎo)體的 電導(dǎo) 為： σ =q（ nμ n+pμ p） 因?yàn)?n、 p、 μ n、 μ p 都是依賴溫度 T 的函數(shù)，所以電導(dǎo)是溫度的函數(shù)，因此可由測(cè)量電導(dǎo)而推算出溫度的高低，并能做出電阻 溫度特性曲線．這就是半導(dǎo)體熱敏電阻的工作原理 。 熱敏 電阻包括正溫度系數(shù)（ PTC）和負(fù)溫度系數(shù)（ NTC）熱敏電阻，以及 臨界溫度熱敏電阻 （ CTR） 。 熱敏電阻原理 熱敏電阻是熱電阻的一種，所以說(shuō)，原理都是溫度引起電阻變化。但是現(xiàn)在熱電阻一般都被工業(yè)化了，基本是指 PT100,CU50 等常用熱電阻 。 他兩的區(qū)別是：一般熱電阻都是指金屬熱電阻（ PT100）等，熱敏電阻都是指半導(dǎo)體熱電阻 。 但是熱敏電阻阻值隨溫度變化的曲線呈非線性，而且 每個(gè)相同型號(hào)的線性度也不一樣，并且測(cè)溫范圍比較小。所以工業(yè)上一般用金屬熱電阻 ~也就是我們平常所說(shuō)的熱電阻 。 而熱敏電阻一般用在電路板里，比如像你所說(shuō)的可以類似于一個(gè)保險(xiǎn)絲。由于其阻值隨溫度變化大，可以作為保護(hù)器使用。當(dāng)然這只是一方面，它的用途也很多，如熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償就是靠熱敏電阻來(lái)補(bǔ)償 ， 另外，由于其阻值與溫度的關(guān)系非線性嚴(yán)重。所以元件的一致性很差，并不能像熱電阻一樣有標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) 。 熱敏電阻工作原理 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 NTC 是 Negative Temperature Coefficient 的縮寫(xiě) ,意思是負(fù)的溫度系 數(shù) ,泛指負(fù)溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件，所謂 NTC 熱敏電阻器就是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器。它是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，因?yàn)樵趯?dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料。溫度低時(shí)，這些氧化物材料的載流子（電子和孔穴）數(shù)目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值降低。 NTC 熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在 10O~1000000歐姆，溫度系數(shù) 2%~%。 NTC 熱敏電阻可廣泛應(yīng)用于溫度測(cè)量、溫度補(bǔ)償、抑制波涌電流等場(chǎng) 合。 應(yīng)用設(shè)計(jì) 電子溫度計(jì)、電子萬(wàn)年歷、電子鐘溫度顯示、電子禮品 ； 冷暖設(shè)備、加熱恒溫電器 ； 汽車電子溫度測(cè)控電路 ； 溫度傳感器、溫度儀表 ； 醫(yī)療電子設(shè)備、電子盥洗設(shè)備 ； 手機(jī)電池及充電電器 。 負(fù)溫度系數(shù)（ NTC）熱敏電阻材料由高純度過(guò)渡金屬 Mn Cu Ni 等元素的氧化物經(jīng)共沉淀制粉、等靜壓成型后 12001400℃ 高溫?zé)Y(jié)而成 ， 結(jié)合先進(jìn)的半導(dǎo)體切、劃片工藝及玻封、環(huán)氧工藝制成各種類型 NTC 熱敏電阻，產(chǎn)品種類齊全、精度高、穩(wěn)定性好。阻值范圍 ~2022kΩ ， B 值范圍 2500~4500。冰箱 空調(diào) 電熱水器 整體浴室 電子萬(wàn)年歷 微波爐 糧倉(cāng)測(cè)溫 洗碗機(jī) 電飯煲 電子盥洗設(shè)備 冰柜 豆?jié){機(jī) 手機(jī)電池 充電器 電磁爐 面包機(jī) 消毒柜 飲水機(jī) 溫控儀表 醫(yī)療儀器 汽車測(cè)溫 電烤箱 火災(zāi)報(bào)警等領(lǐng)域 。 NTC 熱敏電阻的基本物理物性有：電阻值、 B 值、耗散系數(shù)、時(shí)間常數(shù) 。 熱敏電阻在零功率狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度由一個(gè)特定溫度向另一個(gè)特定溫度突變時(shí)， 溫度變化 %所需時(shí)間 。 由于環(huán)境溫度的變化導(dǎo)致熱敏電阻本體的溫度變化，熱敏電阻一般都是半導(dǎo)體陶瓷做成的，當(dāng)自身溫度變化時(shí)，其陶瓷內(nèi)部的電子遷移率會(huì)隨溫 度的變化而變化。通常熱敏電阻會(huì)分為 PTC（正溫度系數(shù)）和 NTC（負(fù)溫度系數(shù)）熱敏電阻。正溫度系數(shù)就是電阻值隨溫度升高而增大的電阻器，負(fù)溫度系數(shù)電阻值隨溫度升高面指數(shù)降低。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 電壓比較器 電壓比較器它可用作模擬電路和數(shù)字電路的接口，還可以用作波形產(chǎn)生和變換電路等。利用簡(jiǎn)單電壓比較器可將正弦波變?yōu)橥l率的方波或矩形波 。 電壓比較器是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行鑒別與比較的電路，是組成非正弦波發(fā)生電路的基本單元電路 。 電壓比較器管腳圖如圖 36 所示。 圖 36 電壓比較器管腳圖 常用的電壓比較器有單限比較器、滯回比較器、窗口比較器、三態(tài)電壓比較器等 。 工作原理 電壓比較器可以看作是放大倍數(shù)接近 “無(wú)窮大 ”的運(yùn)算放大器 。 電壓比較器的功能：比較兩個(gè)電壓的大小 (用輸出電壓的高或低電平，表示兩個(gè)輸入電壓的大小關(guān)系 )； 當(dāng) ”+”輸入端電壓高于 ”－ ”輸入端時(shí)，電壓比較器輸出為高電平 ； 當(dāng) ”+”輸入端電壓低 于 ”－ ”輸入端時(shí)，電壓比較器輸出為低電平 。 功能作用 它可用作模擬電路和 數(shù)字電路 的接口，還可以用作波形產(chǎn)生和變換電路等。利用簡(jiǎn)單電壓比較器可將正弦波變?yōu)橥l率的方波或矩形波 。 簡(jiǎn)單的電壓比較器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，但是抗干擾能力差，因此我們就要對(duì)它進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)后的電壓比較器有：滯回比較器和窗口比較器 。 運(yùn)放，是通過(guò)反饋回路和輸入回路的確定 “ 運(yùn)算參數(shù) ” ，比如放大倍數(shù)，反饋量 可以是輸出的電流或電壓的部分或全部。而比較器則不需要反饋，直接比較兩個(gè)輸入端的量，如果同相輸入大于反相，則輸出高電平，否則輸出 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 低電平。電壓比較器輸入是線性量，而輸出是開(kāi)關(guān)（高低電平）量。一般應(yīng)用中，有時(shí)也可以用線性運(yùn)算放大器，在不加負(fù)反饋的情況下，構(gòu)成電壓比較器來(lái)使用。 控制電路 設(shè)計(jì) 二極管或門(mén)電路 二極管或門(mén) uA、 uB 是輸入信號(hào)，它們的高電平是 3V，低電平是 0V。 uY 是輸出信號(hào)。 （ 1）電壓關(guān)系表 輸入、輸出電壓關(guān)系也有四種情況：（設(shè)二極管的導(dǎo)通電壓為 ） ① uA＝ uB＝ 0V 時(shí)， D D2 由于正偏而導(dǎo)通， uY＝（ 0－ ）＝－ ； ② uA ＝ 0V、 uB ＝ 3V 時(shí)， D2 導(dǎo)通， D1 反向偏置截止， uY ＝（ 3－ ）＝ ③ uA ＝ 3V、 uB ＝ 0V 時(shí)， D1 導(dǎo)通， D2 反向偏置截止， uY ＝（ 3－ ）＝ ④ uA ＝ uB ＝ 3V 時(shí)， D1 、 D2 都正偏導(dǎo)通， uY ＝（ 3－ ）＝ 。 （ 2）真值表 若用 A、 B、 Y 分別代表 uA 、