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多功能流水燈設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書-文庫吧資料

2024-09-05 17:05本頁面
  

【正文】 一個電流 cI 向電容充電,電容電壓 cU 的極性為上正下負(fù)。在此我們利用電容在二極管導(dǎo)電時儲存一部分能量然后在二極管截止時再釋放出來,從而得到比較平滑的波形。 脈動系數(shù) S 是輸出電壓基波的最大值 cU 與其平均值 ? ?0U AV 之比,即 S=? ?01 0m AvU U 在本課題中 S= ? ? ? ?224 2 322UU??= 在此不作詳細(xì)介紹 。橋式整流電路的波形圖見圖 . 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 13 頁 U2 id 1 , id2 U0 id 3 , id4 Wt Wt Wt Wt л 2 лл л 2 ллллл3 л 4 л 0 0 л 2 л 3 л л 2 л 3 л 4 л 0 л 2 л 3 л 4 л 4 л 0 圖 橋式整流電路的波形圖 ○1輸出直流電壓 0U ( AV)是輸出電壓瞬時值 U0 在一個周期內(nèi)的平均值 022 sinU U t?? 0U ( AV)= 12? 2 00 ()U d t? ?? = 201 sin ( )U td t? ??? ? 由( )式說明在橋式整流電 路中,負(fù)載上得到的直流電壓約為變壓器副邊電壓有效值的 90%。在 U2 的負(fù)半周內(nèi)二極管 VD1, VD2 截止,而 VD3, VD4 導(dǎo)通。 ( 4)由四個二極管組成橋式整流電路見圖 31。由于在整個電路傳輸過程中會產(chǎn)生高頻成份會經(jīng)變壓器電路反饋到市電網(wǎng)中去,而這些高頻成份會對市電網(wǎng)中其它用戶的電器造成干擾而產(chǎn)生不可估計(jì)的損失,而電網(wǎng)中的高頻成份也會對電源電路產(chǎn)生不良的影響。 TFC1 1uf / 63vC50. 1u f / 63vC60. 1u f / 63vC2100 0u f /25vC30. 1u f / 63vC40. 1u f / 63vD1 1 32V VGNDIN OUTU2w 780 91 32V VGNDIN OUTU1w 781 5D2R11kV1220V+ 15 V + 9V++V D1V D3V D2V D4 圖 電源部分 ( 2)電路中接到 220V 的市電網(wǎng)中經(jīng)變壓器變壓后為 18V 電壓再經(jīng)整流電路,濾波電路和穩(wěn)壓電路后得到設(shè)計(jì)電路所需的相應(yīng)直流電源。 0Y ~ 9Y 為計(jì)數(shù)器的十個輸出端,輸出端送出的脈沖方波加到模擬開關(guān) CD4066[5]。 CD4017 有 CL和 EN 兩個計(jì)數(shù)輸入端, CL端為脈沖上升沿觸發(fā)端,若計(jì)數(shù)脈沖從 CL端輸入,則 EN端應(yīng)接低電平; EN端為脈沖下降沿觸發(fā)端,若計(jì)數(shù)脈沖從 EN 端輸入, 則 CL端應(yīng)接高電平,否則禁止輸入計(jì)數(shù)脈沖。 CD4017 具有自動啟動功能,即在電路進(jìn)入無效狀態(tài)時,在計(jì)數(shù)脈沖作用下,最多經(jīng)過兩個時鐘周期就能回到正常循環(huán)圈中,因此本控制器的 CD4017 未設(shè)置加電復(fù)位電路。因此,它完全可以由數(shù)字I/O 直接驅(qū)動,從而達(dá)到降低功耗、簡化電路的目的。 ( 6) 邏輯控制端驅(qū)動電流極小 機(jī)械開關(guān)邏輯控制端的驅(qū)動電流往往都是毫安級,有時單純靠數(shù)字 I/O 很難驅(qū)動。通常信號的頻率越高,信號泄漏的程度越嚴(yán)重 [5]。為此,選擇模擬開關(guān)應(yīng)該綜合權(quán)衡 Ron和注入電荷。時間常數(shù) t=RC,充電時間取決于負(fù)載電阻 (R)和電容 (C),一般持續(xù)幾十納秒。 ( 3)注入電荷 應(yīng)用機(jī)械開關(guān) ,我們當(dāng)然希望 Ron 越低越好,因?yàn)榈妥柚悼梢越档托盘柕膿p耗。 ( a) (b) 圖 ( a)模擬開關(guān)原理圖( b)模擬開關(guān)導(dǎo)通電 阻與輸入電壓關(guān)系 ( 2)模擬開關(guān)輸入有嚴(yán)格的輸入信號范圍 由于模擬開關(guān)是半導(dǎo)體器件,當(dāng)輸入信號過低 (低于零電勢 )或者過高 (高于電源電壓 )時, MOSFET 處于反向偏置,當(dāng)電壓達(dá)到某一值時 (超出限值 ),此時開關(guān)無法 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 10 頁 正常工作,嚴(yán)重者甚至損壞。其實(shí)模擬開關(guān)雖然具備開關(guān)性,但和機(jī)械開關(guān)有所不同,它本身還具有半導(dǎo)體特性: ( 1)導(dǎo)通電阻 (Ron)隨輸入信號 (VIN)變化而變化 圖 中( a)圖是模擬開關(guān)的簡單示意圖,由圖中可以看出模擬開關(guān)的常開常閉通道實(shí)際上是由兩個對偶 的 N 溝道 MOSFET 與 P 溝道 MOSFET 構(gòu)成,可使信號雙向傳輸,如果將不同 VIN值所對應(yīng)的 P 溝道 MOSFET 與 N 溝道 MOSFET 的導(dǎo)通電阻并聯(lián),可得到圖 ( b)并聯(lián)結(jié)構(gòu)下 Ron隨輸入電壓 (VIN)的變化關(guān)系,如果不考慮溫度、電源電壓的影響, Ron 隨 Vin 呈線性關(guān)系,將導(dǎo)致插入損耗的變化,使模擬開關(guān)將產(chǎn)生總諧波失真 (THD)。 盡管 模擬開關(guān)具有機(jī)械開關(guān)不可取代的優(yōu)勢,然而它的應(yīng)用較機(jī)械開關(guān)稍微復(fù)雜些,初次使用模擬開關(guān)的工程人員往往會由于模擬開關(guān)使用不當(dāng),引起整個系統(tǒng)的故障,本文重點(diǎn)將模擬開關(guān)結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用到流水燈的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中 [4]。 表 CD4017真值表 輸入 輸出 CP EN Cr Q0 ~Q9 CO H Q0 計(jì)數(shù)脈沖 為 Q0~Q4 時:CO=H ↑ L L 計(jì) 數(shù) H ↓ L L L 保 持 計(jì)數(shù)脈沖 為 Q5~Q9 時:CO=L H L ↓ L ↑ L 模擬開關(guān) CD4066 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 9 頁 近年來,便攜式產(chǎn)品越來越多地采用多源設(shè)計(jì),因此開關(guān)功能是視頻、音頻傳輸及處理過程中的一個重要組成部分。由此可見,當(dāng)CD4017 有連續(xù)脈沖輸入時,其對應(yīng)的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài),故可直接用作順序脈沖發(fā)生器。 CD4017 有3 個控制端( MR、 CP0、 CP1), MR 為清零端,當(dāng)在 MR 端上加高電平或正脈沖時,其輸出 00 未高電平,其余輸出端( 0109)均為低電平, CP0 和 CP1 是 2 個時鐘輸入端,若要用上 升沿來計(jì)數(shù),則信號有 CP0 端輸入;若要用下降沿來計(jì)數(shù),則信號有 CP1 端輸入。 每輸入 10 個時鐘脈沖 ,輸出一個進(jìn)位脈沖 ,因而進(jìn)位輸出信號可作為下一級計(jì)數(shù)器的時鐘信號。每個譯碼輸出一般處于低電平 ,且在時鐘脈沖由低到高的上升沿輸出高電平 。 CD4017 引腳功能 :芯片有 10 個譯碼輸出 Q0~ Q9。譯碼輸出一般為低電平,只有在對應(yīng)時鐘周期內(nèi)保持 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 8 頁 高電平。 Johnson計(jì)數(shù)器,提供了快速操作、 2 輸入譯碼選通和無毛刺譯碼輸出。 EN 為低電平時,計(jì)數(shù)器在時鐘上升沿計(jì)數(shù);反之,計(jì)數(shù)功能無效。 圖 CD4017 引腳圖
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