【正文】 再一次向她 表示衷心的感謝，感謝 她 為學生營造的濃郁學術氛圍，以及學習、生活上的無私幫助 ! 值此論文完成之際，謹向 張 老師 及其他曾關心 、教導過我的老師 致以最崇高的謝意 ! 在學校的學習生活即將結束，回顧兩年多來的學習經(jīng)歷，面對現(xiàn)在的收獲，我感到無限欣慰。比如說電路圖工作原理不明確；撰寫論文時條理不清晰及論文格式不正確等，這些都是在張 老 師的親切關懷和悉心 指導 下一一解決的 ， 從中 使我 獲益匪淺。論文的設計 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！這次的設計對以后的工作學習都有很大的幫助。 總體說來，經(jīng)過此次設計，使我學會了怎樣根據(jù)要求去設計電路和調試電路的方法。 在整個畢業(yè)論文設計的過程中我學到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先我明白了做學問要一絲不茍，對于出現(xiàn)的任何問題和偏差都不要輕視，要通過正確的途徑去解決，在做事情的過程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅持下去就可以找到思路去解決問題的。在線路的設計和論文的寫作過程中，我遇到的問題很多，有些是在自己技術所在范圍之外，每當無法實現(xiàn)自己的想法或者運行不下去的時候，我就會出現(xiàn)浮躁的情緒，但是我沒有放棄，而是適時地調節(jié)自己的心態(tài)，在 同學老師的幫助下，完成了初次的設計。老師將初稿修改后及時反饋給我，看了之后才發(fā)現(xiàn)論文中的論文漏洞很多，特別是論文的格式問題，有些段落間距設置不合格，標題的字體和大小等，在寫的時候往往把這些給疏漏掉，還有就是頁眉頁腳不同標題的設置問題。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 接下來，我開始對所搜集的資料進行整理、分析研究。 開始是搜集資料。 34 第 五 章 總結與展望 在畢業(yè)設計期間通過與別人設計的對比讓我學到了很多的東西和認識了自身的不足。 整體調試 33 （ 2）由于最高充電電壓由 運算放大器的反相基準端電壓來決定的，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?shù)碾娮瑁?jīng)過計算出的電阻有的不好找，但因對電池的充電電流要求不是很嚴格，可以用阻值相近的電阻代替。 雖然充電器的使用元件比較多，但大多比較便宜，花費不是很大 在調試的過程中，結合我的全程制作的經(jīng)驗，我覺得還要重點注意以下一些方面： （ 1）經(jīng)過初步的分析設計后，在制作硬件電路的同時，調試也在穿插進行。對于直流輸出，用萬用表測量直流輸出兩端接出導線之間的電壓，用一發(fā)光二極管和電阻串聯(lián)，接入導線兩 端，發(fā)光二極管發(fā)光，則電源可使用。此時的場效 應管 Q14N90C 無電壓提供，處于斷開狀態(tài)，充電完畢。 在充電完畢時，蓄電池電壓非常接近充電電壓，此時二極管 D8 處于截止狀態(tài)，反向電壓 VEE 較大， U2BLM324 正極輸入電壓大于負極，一直處于輸出高電平狀態(tài)， U2ALM324 則相反，一直處于輸入低電平狀態(tài)，因此 LED2 一直處于導通狀態(tài)，一直發(fā)出綠光。 對于左面的比較器 U2CLM324， VEE 和 5U = 經(jīng)兩個電阻 R1 R22 構成分壓， VEE 的變化決定了 U2CLM324 正負兩 個輸入端的高低，其正輸入端一直處于 0V 電壓狀態(tài)，當 VEE 達到最大反向電壓時， U2CLM324 負端輸入大于 0，比較器輸出低電平， D15 處于截止狀態(tài)，光耦合器 U1PC817 無輸入電壓，處于不工作狀態(tài)，因此 Q2 基極無電壓，無法導通， 300V 電壓經(jīng) R R7 供給場效應管Q14N90C，場效應管處于導通狀態(tài)，二極管 D5 截止。當 VEE 未達到負向最大電壓時， U2BLM324 輸出低電平， U2ALM324 輸出高電平，二極管 D12 導通， D11 截止，此時發(fā)光二極管處于截止狀態(tài)，不發(fā)綠光。當 VEE 達到負向最大電壓時， U2BLM324 負端電壓小于 0V，比正端電壓低， U2BLM324 輸出高電平。 5U = 電壓與 VEE 之間連接 2 個電阻，經(jīng)電阻分壓后送給 U2ALM324和 U2BLM324 兩個比較器的負端使用 ，而正端接地，電壓為 0。上半部分電流經(jīng)穩(wěn)壓二極管 Z2 穩(wěn)壓后形成 4U =15V 電壓，同時Z1 穩(wěn)壓后形成 5U = 電壓。變壓器變壓后輸出兩個電壓 3U =44V和反向電壓 VEE，由于充電時，蓄電池電壓約為 36V，低于 3U =44V，因此二極管 D8 導通，電流分為兩部分，一部分供給蓄電池充電，另一部分供給圖上半部分。 在充電過程中， 1U =220V 交流電經(jīng)整流橋整流和電容濾波后，形成約為2U =300V 的電壓，該電壓只有正向，無反向電壓，最大電壓為 12UURM ? 。 30 圖 整體調試 31 第 四 章 整體調試 及工作原理 在連接完各部分電路后對整體電路進行連接，整體電路如圖 所示 。 當電池接近充滿時 ,充電電流減小 ,R18 上的電壓也減低 ,當 U2B 反向輸入端 電位大于 正向輸入端 電位時 ,U2A 輸入端 變?yōu)榈碗娖?,輸出端 輸出高電平 ,充滿指示燈 LED2 熄滅。 充電初期 ,充電電流較大 ,R18 上 壓降 增大 (注意 :R18上的電壓對地為負電壓 )。 LM324 是雙運放集成電路 ,這里接成兩個電壓比較器 。 U2D 的工作原理為當輸出電壓 44V 因負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)光強度削弱，內部三極管趨于截止， 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。 U2C 為運算放大器用于限制輸出電流，即起到過流保護的作用， U2D 運算放大器用于穩(wěn)定輸出電壓。 圖 充電器系統(tǒng)硬件電路的設計 29 電壓比較電路 的 設計 由圖 所示， Z2 為 15V 穩(wěn)壓二極管，提供給運算放大器做供電電壓。由輔助控制 回路用電壓經(jīng) Z2 穩(wěn)壓，進一步由 Z1 進行能隙電路 TL431 穩(wěn)壓，產生 的基準，用于精確控制主回路輸出電壓。 圖 基準電路的設計 穩(wěn)壓電源的輸出電壓（或輸出電流）需要精確控制，要想獲得精確、穩(wěn)定的輸出電壓（或輸出電流），必須有一個參數(shù)相對準確、穩(wěn)定的基準電壓（或電流）作參考，該部分電路見圖 所示。顯然 D14 負極的電壓為負值，用于檢測輸出電流。電路中 R12 的作用在與檢測負載中電流的大小以便后續(xù)電路進行對輸出電流的 控制。 圖 28 輸出回路的設計 輸出回路是向負載供電的回路和電路中控制部分需要供電的供電回路，見圖 所示。 充電器系統(tǒng)硬件電路的設計 27 圖 過流保護電路 的 設計 過流保護電路由 R Q2 組成，見圖 。 TL431 為精密穩(wěn)壓專用集成電路，用于基準電路中產生 的基準電壓，為 U2D 提供電壓， U2D 通過比較運算穩(wěn)定輸出電壓。 本設計選用的是變壓器反饋式振蕩電路，它能夠 將電路工作時所產生的電流電壓通過相關器件自行反饋，從而改變振蕩頻率維持充電狀態(tài)的穩(wěn)定性。 (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，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 為上負下正，由于同名端決定了 Uf 為上正下負， Uf 正好與 Ui 同 相，只要 26 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/M f≈ 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)。 由此可見，本次設計中的振蕩電路應選擇自激式振蕩 。將 220V 的交流電經(jīng)過橋式整流，變換成 300V 左右的直流電，濾波后進入變壓器后加到開關管的集電極進行高頻振蕩，反饋繞組反饋到基極維持電路振蕩，負載繞組感應的電信號，經(jīng) 整流 、 濾波 、穩(wěn)壓得到的直流電壓給負載提供電能。自 激式是無須外加信號源能自行振蕩，自激式完全可以把它看作是一個變壓器反饋式振蕩電路，而它激式則完全依賴于外部維持振蕩，在實際應用中自激式應用比較廣泛。由此可見這是一自激式電路。這樣， Q1 完成了充電器系統(tǒng)硬件電路的設計 25 一個由關斷→微導通→導通→微導通→迅速關斷的過程，形成一個振蕩周期。 本設計中 與振蕩相關的電路見 所示，市電 220V 由 JP1 輸入，經(jīng)整流和濾波后，形成約 311V 的直流電壓。在接通電源的瞬間，將產生強大的充電電流，這種電流稱為“浪涌電流”；同時，因負載電流太大，電容器放電的速度加快，回事負載電壓變得不夠平穩(wěn)，所以電容濾波電路適用于負載電流較小的場合。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 D D3； D D4的導電角都是 180176。當 v2 正半周時， D D3 導電，電感中的電流將滯后 v2。 橋式整流電感濾波電路如圖 所示。一般耐壓值?。?）V2.。 4) 電容濾波電路的 外特性 圖 整流 濾波電路中，輸出直流電壓 VO隨負載電流 IO的變化關系曲線如圖 所示。 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。所以電容濾波適合輸出電流較小的場合。當 ＲL很小，即 IL 很大時，電容濾波的效果不好，見圖 濾波曲線中的 2。 圖 電容濾波電路波形 需要指出的是，當放電時間常數(shù) RLC 增加時， t1點要右移， t2點要左移，二極管關斷時間加長，導通角減小；反之， RLC 減少時，導通角增加。所以在 t2到 t3時刻，二極管導電， Ｃ 充電， Vi=Vo 按正弦規(guī)律變化；t1 到 t2 時刻二極管關斷， Vi=Vo 按指數(shù)曲線下降，放電時間常數(shù)為 RLC。所以剛過 時二極管仍然導通。指數(shù)放電起始點的放電速率很大。 當 v2到達 時，開始下降。 圖 2) 電容濾波電路工作 原理 22 若 v2處于正半周，二極管 D D3導通，變壓器次端電壓 v2給電容器 C 充電。 (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。電感器 L 對直流阻抗小，對交流阻抗大，因此 L 應與負載串聯(lián)。 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。而在有些設備中，如 電子儀、自動控制裝備等，則要求直流電壓非常穩(wěn)定。因此，設計中采用單向橋式整流電路對 220V 交流電壓進行整流，從而得到 311V 左右的脈動直流。所以單相橋式整流電路的變壓器效率較高，在同樣功率容量條件下，體積可以小一些。輸出平均電壓為 流過負載的平均電流為 充電器系統(tǒng)硬件電路的設計 21 二極管所承受的最大反向電壓 單相全波整流電路的脈動系數(shù) S 與單相橋式整流電路相同。負載上輸出平均電壓為 流過負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。單相半波整流電路如圖 (a