综合成绩
优秀（ ）良（ ）
中等（ ）格（ ）
格（ ）
教师（签名）
批改日期
年 月 日
电力电子应课程设计报告
院系 电子电气工程学院
专业 电气动化
班级 电气
学号
姓名
2012 年 X月
电力电子应课程设计调试记录
班级： 电气 学号： 姓名：
选题名称
调试程结果（概）
简易安全充电器电路
首先万表检查电源否正常G位置两端加调电压6V
万表监视3脚电位调节G两端调电压值56V时测量3脚否输出低电调节G两端电压间减该值56V原理电池开始充电测3脚否输出高电2脚否输出低电7脚时输出高电LED等亮显示充电进行中
课题难易程度
教师检查调试情况
调试成功（ ） 调试基成功（ ） 调试失败（ ）
现场答辩情况
通（ ） 未通（ ）
教师签名
日期
目 录
前言 ………………………………………………………………4
第 1 章 设计方案 ………………………………………………5
11工作原理 …………………………………………………5
12工作原理图 ………………………………………………6
第 2 章 电路三模块功 …………………………………6
21电源电路模块 ……………………………………………6
22电压较器模块 …………………………………………10
23指示电路模块 ……………………………………………13
第 3 章 集成块基功 ……………………………………13
31关NE555原理说明 ……………………………13
32三端集成稳压器 LM7809 ………………………………15
第 4 章 动充电器电路模块连接系统调试完善………17
41protel软件设计PCB板 ……………………………17
42制作电路板 ……………………………………………18
43电路调试 ………………………………………………19
感想 …………………………………………………………19
参考文献 ………………………………………………………19
引 言
18世纪法拉第发现电磁现象类社会便进入电子时代断发展电子产品越越呈现面前电清洁高效易转变成形式源特点电子技术越越重视充电器伴着充电电池发展发展早期出现充电器镍镉电池充电器
着消费者产业环保意识增强碱性次电池含毒金属镉等二次电池日益受限制充电电池广泛镍镉电池作种便携式电源具体积容量阻输出电压稳反复充电等特点正越越广泛应计算机电子测量仪表类通信设备中价格普通锌锰电池昂贵科学合理镍镉电池显非常重选择正确充电方式充分发挥镍镉电池效保证寿命关键面介绍种满足求全动充电器
关键字 桥式整流 晶闸 电容滤波
1 设计方案
11 工作原理
电路电源变压器T降压二极VD1~VD4整流三端稳压集成块A1稳压电容C1C2滤波供 通电输出稳定9V直流电压供充电器
电压较器时基电路A2组成控制端5脚稳压二极VS（稳定电压56V）电路复位电定56V发光二极VL充电指示器
1节5号镍镉电池正常工作电压12V充电终止电压14V左右G4节充镍镉电池充电终止电压4×14V56V电池装入充电支架合电源开关S便开始充电电路工作程：电容C3两端电压突变刚通电时A22脚低电A2触发置位3脚输出高电高电电位器RP二极VD5电池G充电改变RP值调节充电电流时A27脚悬空VL发光指示电路充电着充电断进行G两端电压逐渐升高升56V时A2复位3脚输出低电充电动终止时A2部放电导通7脚输出低电VL熄灭表示充电结束
12 电路原理图
全动镍镉电池充电器电路图示充电器电源电路电压较器指示电路等组成
图11
电路原理图
2 电路三模块功
21 电源电路模块
稳压电源般变压器整流器稳压器三部分组成变压器市电交流电压变需低压交流电整流器交流电变直流电滤波稳压器稳定直流电压变稳定直流电压输出 图示：220V交流变成低压直流四组成部分：降压—整流—滤波—稳压
图21
稳压电源工作原理图
1整流电路工频交流电转具直流电成分脉动直流电二极电路中起开关作
2滤波电路脉动直流中交流成分滤减少交流成分增加直流成分电容电感起滤波作
3稳压电路整流直流电压采技术进步稳定直流电压 三端稳压器常稳压器件
211 电源变压器
输入U1效值220V频率50HZ电网电压变换成需电压U1般情况直流电压数值电网电压效值相差需通电源变压器降压交流电压进行处理面介绍变压器工作原理
变压器变换交流电压电流阻抗器件初级线圈中通交流电流时铁芯（磁芯）中便产生交流磁通次级线圈中感应出电压（电流）变压器铁芯（磁芯）线圈组成线圈两两绕组中接电源绕组初级线圈余绕组次级线圈
图22
变压器原理图
变压器基原理电磁感应原理现单相双绕组变压器例说明基工作原理（图）：次侧绕组加电压Ú1时流电流Í1铁芯中产生交变磁通Ø1磁通称磁通作两侧绕组分感应电势É1É2感应电势公式：E444fNØm
式中：E感应电势效值
f频率
N匝数
Øm磁通值
二次绕组次绕组匝数感应电势E1E2略阻抗压降电压Ú1Ú2
变压器二次侧空载时次侧仅流磁通电流（Í0）电流称激磁电流二次侧加负载流负载电流Í2时铁芯中产生磁通力图改变磁通次电压变时磁通变次侧流两部分电流部分激磁电流Í0部分衡Í2部分电流着Í2变化变化电流匝数时磁势
述衡作实质磁势衡作变压器通磁势衡作实现二次侧量传递
212 桥式整流电路：
整流电路目利具单导电性整流元件正负交正弦交流电压U1整流成单方脉动电压U2设计中采桥式整流电路图23：
图 23桥式整流原理图
桥式整流电路认全波整流电路种变压器绕组图3方法接四二极 D 1 ～ D 4 四相整流二极接成电桥形式称桥式整流电路利二极导引作负半周时次级输出引负载具体接法图示图中正半周时D1D2导引电流通RL负半周时D3D4导引电流通 RL 实现全波整流 种结构中输出样直流电压变压器次级绕组全波整流相须半绕组输出样电流绕组线径相应加粗 脉动前面讲全波整流电路完全相
整流电路输出电压含较脉动成分量压低脉动成分方面量保留直流成分输出电压接理想直流种措施滤波滤波通常利电容电感量存储作实现
213 滤波电路
整流电路然交流电变成直流电脉动成分较求直流电滑场合适需加滤波电路减整流直流电中脉动成分减电压U2脉动需通低通滤波输出电压滑理想情况应交流分量全部滤掉滤波电路输出电压仅直流电压然滤波电路源电路接入负载势必会影响滤波效果电源电源稳定性求高电子电路滤波整流直流电压U3作供电电源面介绍电容滤波原理
功率整流电路中采电容滤波电容滤波电路图示电刚接通时U2正半周零值开始增加二极D1D3导通导通电流路负载RL供电+路电容充电二极导通电阻充电时间常数电容两端电压UCU2步增UCU2时U2开始降时U2UC二极收反电压作截止电容CRL放电放电常数UC指数规律缓慢降UC|U2|时U2负半周D2D4正偏导通电容C充电重复述程出图中（b ）波形显然没滤波时滑
图24
单桥式整流电容滤波电路
(a)电路图 (b)U2 Uc Uo波形 (c)二极电流ID波形
214 稳压电路
交流电压通整流滤波然变交流分量较直流电压电网波动负载变化时均值变化稳压电路功：输出直流电压U4基受电网电压波动负载变化影响获足够高稳定性
1稳压电路概述
引起输出电压变化原负载电流变化输入电压变化参见图27 负载电流变化会整流电源阻产生电压降输入电压发生变化
图25稳压电源方框图
2集成稳压器
集成稳压器指稳定直流电压变稳定直流电压集成电路集成稳压器具稳压精度高工作稳定外围电路简单体积重量轻等显箸优点种电源电路中普遍应 常集成稳压器：金属圆形封装金属菱形封装塑料封装带散热板塑封扁式封装双列直插式封装等电子制中应较三端固定输出稳压器 78xx系列集成稳压器常固定正输出电压集成稳压器输出电压5V6V9V12V15V18V24V等规格输出电流15A部含限流保护热保护压保护电路采噪声低温度漂移基准电压源工作稳定
78xx系列集成稳压器三端器件：1脚输入端2脚接端3脚输出端十分方便电路符号外形图示 特注意型号封装集成稳压器三电极位置查手册确定
22 电压较器模块
221 电压较器原理
较器运算放器发展较器电路作运算放器种应电路较器电路应较广泛开发出专门较器集成电路
图26
电压较器原理图
图36(a)运算放器组成差分放器电路输入电压VA分压器R2R3分压接相端VB通输入电阻R1接反相端RF反馈电阻考虑输入失调电压输出电压VoutVAVB4电阻关系式：Vout(1+RFR1)·R3(R2+R3)VA(RFR1)VBR1R2R3RFVoutRFR1(VAVB)RFR1放器增益R1R20(相R1R2短路)R3RF∞(相R3RF开路)时Vout∞增益成穷电路图形成图27(b)样子差分放器处开环状态较器电路实际运放处开环状态时增益非穷Vout输出饱电压正负电源电压穷图36中出较器电路运算放器电路处开环状态差分放器电路
222 工作程
设计中电压较器时基电路组成控制端接稳压二极VS电路复位电定56V发光二极VL充电指示器面介绍时基电路工作程
图27
555时基电路部等效电路图
图 28
555时基电路等效功电路图
NE555时基电路部等效电路图中VTlVT4VT5VT7组成较器AlVT7基极电位接三5kΩ电阻组成分压器端电压⅔VDDVT9VT13组成较器A2VTl3基极接分压器端参考电位⅓VDD电路设计时求组成分压器三5kΩ电阻阻值严格相等便出较精确两参考电位⅓VDD⅔VDDVTl4VTl747kΩ正反馈电阻组合成双稳态触发电路VTl8VT21组成推挽式功率输出级输出约200mA电流VT8复位放级VT6承受50mA电流放电晶体三极双稳态触发电路工作状态较器A1A2输出决定
555时基电路工作程：2脚较器A2反相输入端加进电位低⅓VDD触发信号时VT9VTll导通双稳态触发器中VTl4提供偏流VTl4饱导通饱压降Vces箝制VTl5基极处低电VTl5截止VTl7饱VTl8截止VTl9导通VT20完全饱导通VT21截止输出端3脚输出高电时6端(阈值电压)种电双稳态触发器(VTl4VTl7)中4．7kΩ电阻正反馈作(VTl5基极电流通该电阻提供)3脚输出高电状态直保持6脚出现高⅓VDD电止触发信号消失较器A2反相输入端2脚电位高⅓VDDVT9VTll截止VTl4偏流截止时6脚触发输入VTl7Vces饱压降通47kΩ电阻维持VTl3截止VTl7饱稳态变输出端3脚维持高电时VTl8截止VT6截止触发信号加6脚时电位高⅔VDD时VTlVT2VT3皆导通时2脚外加触发信号VT9VTl4截止VT3集电极电流供VTl5偏流该级饱导通导致VTl7截止进VTl8导通VTl9VT2截止VT21饱导通3脚输出低电6脚触发信号消失该脚电位降低⅔VDD时VTlVT2VT3皆截止VTl5偏流时2脚触发信号VTl5通47kΩ电阻偏流VTl5维持饱导通VTl7截止稳态3脚输出端维持低电状态时VTl8导通放电级VT6饱导通通面两种状态分析发现：2脚电位低⅓VDD触发信号加入时必输出端3脚高电6脚电位高⅔VDD时触发信号加进时时2脚电位高⅓VDD时输出端3脚低电输出4脚复位端该脚加触发信号电位低导通饱压降03V时VT8导通发射极电位低lVD3接入VTl7截止状态VTl8VT21饱导通输出端3脚低电时2脚6脚电位均改变种状态VT8发射极通D3VTl7发射极VT8发射极电位情况会14V电压高复位端4脚电位高14V时VT8处反偏状态起作说时输出端3脚电取决2脚6脚电位
根面分析NE555时基电路部等效电路简化图示等效功电路显然555电路(者专556电路)含两较器A1A2触发器驱动器放电晶体两较器分电阻R1R2R3构成分压器设定⅔VDD⅓
23 指示电路模块
LED广泛种电子仪器电子设备中作电源指示灯电指示微光源红外发光常电视机录机等遥控器中 设计中采发光二极动充电器充电显示电路
3 集成块基功
31 NE555
NE555种应特广泛作集成电路属规模集成电路电子产品中应NE555作部定时器构成时基电路电路提供时序脉NE555时基电路两种封装形式DIP双列直插8脚封装种SOP8型（SMD）封装形式 NE555部结构等效成23晶体三极17电阻两二极组成较器RS触发器等组单元电路特三精度较高5k电阻构成电阻分压器NE555属COMS工艺制造
利NE555组成相电路例家电器控制装置报警器门铃信号发生器动控制装置应电路NE555巧妙数字电子模拟电子结合起缘面进行介绍
311 NE555外形图
图31 NE555两种封装形式
312 引脚介绍
图32 NE555引脚图
表31 NE555引脚功介绍：
1
2
3
4
5
6
7
8
GND
触发
输出
复位
控制电压
门限(阈值)
放电
电源电压Vcc
313 面NE555简单应
图 33 相片曝光定时器电路
32 三端集成稳压器LM7809
321 概述
线性串联稳压电源种保护电路集成起集成稳压器早期集成稳压器外引线较现集成稳压器三外引线：输入端输出端公端
322 LM7809
美国国家半导体公司生产三端固定稳压集成电路输入电压稳压9V提供关电路应相广泛音视频设备计算机显示器等种电器均应
表32 LM7809集成电路引脚功数：
三端稳压器脚判断： 78** 79**系列中常TO220TO202两种封装两种封装引脚功引脚序号图：
图34
三端稳压器（7879系列）脚判断方法
图中引脚号标注方法引脚电位高低序标注引脚①高电位③脚低电位②脚居中图中出78系列79系列②脚均输出端78正压系列输入高电位①脚端低电位③脚79负压系列输入低电位然③脚端高电位①脚输出中间电位②脚
外应注意散热片总低电位第③脚相连样78系列中散热片相连接79系列中散热片输入端相连接万表判断三端稳压器方法三极判断方法相三端稳压器类似功率三极
323 线性三端集成稳压器分类
三端集成稳压器种：
三端固定正输出集成稳压器国标型号CW78CW78MCW78L
三端固定负输出集成稳压器国标型号CW79CW79MCW79L
三端调正输出集成稳压器国标型号CW117CW117MCW117L
CW217CW217MCW217L
CW317CW317MCW317L
324 应电路
1三端固定输出集成稳压器典型应电路图（a）示 三端调输出集成稳压器典型应电路图(b)示
图35
(a) 三端固定输出稳压器应电路 (b) 三端调输出稳压器应电路
2利三端集成稳压器组成恒流源图示
图36
稳压器作恒流源
4 动充电器电路模块连接系统调试完善
41 protel软件设计PCB板
411 PCB设计程：
1绘制电路原理图
2规划电路板
3设置参数
4元器件封装
5元器件布局
6动布线
7手工调整
8保存输出
步骤制作出图示PCB板（注：图中线路引出部分外接220V交流电压）
图4—1 PCB板图
42 制作电路板
421 元器件引脚识元器件中应注意问题
1 元器件引脚识
安装前定元器件进行测试参数性指标应满足设计求准确识元器件引脚免造成障甚损坏元器件
（1）集成电路 双列直插式集成电路般顶视图集成电路孔标记表示教1位置设计中集成电路引脚见文第三部分
（2）二极稳压电容器等原件识方法见文第四部分
2 原件中应注意问题：
（1）电容器
电容器前先检查否引线开路部短路万表电阻挡测检查电解电容时容量万表置R*1K挡表笔电容两端测量时点半指针快摆电阻位置逐渐摆电阻位置达穷时表明容量漏电退布穷位置说明漏电表笔根动说明电容开路
（2）电阻电位器
电阻功率阻值精度满足设计求逐测试测量电阻时体电阻测量
电位器变电阻电阻材料制成电阻轨道电刷组成保证两者良接触电位器正常发挥作
422 电路图进行安装焊接
1 安装 PCB版图进行元器件安装连接装配时注意扭动固定爪拆卸
2 焊接 焊接三步骤首先净化金属表面然焊金属表面加热焊锡融化温度加焊料形成合金层焊接时注意：温度280℃焊接时间少3秒避免电路板损坏恒温焊锡重复焊接少3次间隔5分钟量焊接达点：
（1）金属表面焊锡充足焊盘适中
（2）焊点表面光亮光滑
（3）焊锡均薄隐约见导线轮廓
（4）焊点干净裂纹针孔
43 电路调试
431 调试前检查
1通电检查
（1）检查连线 电路安装完毕布急通电先认真检查接先否正确包括错线少线线电路图连线定序安装线路中注意应检查
（2）直观检查电源线信号线元件引脚间短路二极电容引脚错接集成电路否插等
2通电检查
准确测量电源电压加入电路信号源暂接入电源接通观察异样烟异常气味等然测量元件引脚电源电压
432 系统调试
组装完毕检查误进行调试首先万表检查电源否正常G位置两端加调电压6V
万表监视3脚电位调节G两端调电压值56V时测量3脚否输出低电调节G两端电压间减该值56V原理电池开始充电测3脚否输出高电2脚否输出低电7脚时输出高电LED等亮显示充电进行中
调试程中出现次障：第次测试时连接电源引脚观察开关键LED亮断开电源电路板进行更严密检查发现方接漏接接发光二极亮进行第二次测试 万表电源部分开始测起测电容时发现电容两端电压正确测集成块脚电压发现根没电压时候次检查整电路电路图否连接错误方发现原根导线接错位置导线弄发现发光二极亮电路连接没问题检查元件腿脚焊接状况否焊接良情况检查插插座集成块腿脚时发现安装松动情况元器件重新插紧固定时灯泡亮
注：镍镉电池充电前进行放电放掉镍镉电池剩余电量消镍镉电池记忆效应然镍镉电池进行充电确保电池性容量减少电池充电次数效延长电池寿命
433 元件选择
A1选择LM7809型三端稳压集成块应加装铝质散热片VD1～VD5选IN4001型硅整流二极VS选56V12W稳压二极UZ56BIN5232型等VL选普通红色发光二极RP选2W线绕电位器R1～R4均选18W碳膜电阻器C1选CD1125V型铝电解电容C2C3CD1116V型铝电解电容S选普通1×1电源开关T选220V12V5VA型优质电源变压器
感 想
通次课程设计学少知识积累验锻炼设计力增强实际动手力学会设计简易安全充电器电路设计中学课没学知识时忽略东西学会理实践结合起通NE555应充分理解脉发生器电路中应通次课题设计学电脑知识——相关软件知识ProtelDXPMicrosoft Office等特通次毕业设计巩固学专业知识
程中遇困难通查阅资料组员相互讨准确找出错误时纠正种收获实践力进步提高学更信心
然认识理实践差距学理知识时需考虑晶闸耐压值输出波形纹波滤环相重叠角等制作电路程中重点考虑问题通次课程设计巩固已学知识
次课程设计时间限电路完善学断提高基础知识水增强实践力
参 考 文 献
1 王利刚电子技术基础中国传媒学出版社2006
2 杨力左电子技术中国水利电力出版社2006
3 军华荣茂电工电子技术实课程设计电子工业出版社2000
4 杨志忠电子设计北京高等教育出版社2009
5 石生电路分析第二版北京高等教育出版社2003
6 成斌刘金南模拟集成电子技术基础北京高等教育出版社2002
7 谢沅清解月珍电子电路基础北京民邮电出版社2007
致 谢
段课程设计期间组设计程中唐中热心指导文选题完成理探讨实际问题解决处包含着唐老师心血唐中老师悉心指导建议极帮助支持受益匪浅时设计益组学探讨问题互相学分析问题解决问题方面进步
谨唐中老师致深深谢意崇高敬意
附： 元器件清单
元器件
备注
数量
电源变压器
220V12V5VA
1
三端稳压集成块
LM7809型
1
硅整流二极
IN4001型
5
稳压二极
56V
1
发光二极
红色
1
线绕电位器
2W300欧姆
1
555集成块
1
电源开关
1×1
1
铝电解电容
1CD1125V 2CD1116V
干
电阻
2560欧姆13K电阻100K电阻
干
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年 月 日
电力电子应课程设计报告
院系 电子电气工程学院
专业 电气动化
班级 电气
学号
姓名
2012 年 X月
电力电子应课程设计调试记录
班级： 电气 学号： 姓名：
选题名称
调试程结果（概）
简易安全充电器电路
首先万表检查电源否正常G位置两端加调电压6V
万表监视3脚电位调节G两端调电压值56V时测量3脚否输出低电调节G两端电压间减该值56V原理电池开始充电测3脚否输出高电2脚否输出低电7脚时输出高电LED等亮显示充电进行中
课题难易程度
教师检查调试情况
调试成功（ ） 调试基成功（ ） 调试失败（ ）
现场答辩情况
通（ ） 未通（ ）
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日期
目 录
前言 ………………………………………………………………4
第 1 章 设计方案 ………………………………………………5
11工作原理 …………………………………………………5
12工作原理图 ………………………………………………6
第 2 章 电路三模块功 …………………………………6
21电源电路模块 ……………………………………………6
22电压较器模块 …………………………………………10
23指示电路模块 ……………………………………………13
第 3 章 集成块基功 ……………………………………13
31关NE555原理说明 ……………………………13
32三端集成稳压器 LM7809 ………………………………15
第 4 章 动充电器电路模块连接系统调试完善………17
41protel软件设计PCB板 ……………………………17
42制作电路板 ……………………………………………18
43电路调试 ………………………………………………19
感想 …………………………………………………………19
参考文献 ………………………………………………………19
引 言
18世纪法拉第发现电磁现象类社会便进入电子时代断发展电子产品越越呈现面前电清洁高效易转变成形式源特点电子技术越越重视充电器伴着充电电池发展发展早期出现充电器镍镉电池充电器
着消费者产业环保意识增强碱性次电池含毒金属镉等二次电池日益受限制充电电池广泛镍镉电池作种便携式电源具体积容量阻输出电压稳反复充电等特点正越越广泛应计算机电子测量仪表类通信设备中价格普通锌锰电池昂贵科学合理镍镉电池显非常重选择正确充电方式充分发挥镍镉电池效保证寿命关键面介绍种满足求全动充电器
关键字 桥式整流 晶闸 电容滤波
1 设计方案
11 工作原理
电路电源变压器T降压二极VD1~VD4整流三端稳压集成块A1稳压电容C1C2滤波供 通电输出稳定9V直流电压供充电器
电压较器时基电路A2组成控制端5脚稳压二极VS（稳定电压56V）电路复位电定56V发光二极VL充电指示器
1节5号镍镉电池正常工作电压12V充电终止电压14V左右G4节充镍镉电池充电终止电压4×14V56V电池装入充电支架合电源开关S便开始充电电路工作程：电容C3两端电压突变刚通电时A22脚低电A2触发置位3脚输出高电高电电位器RP二极VD5电池G充电改变RP值调节充电电流时A27脚悬空VL发光指示电路充电着充电断进行G两端电压逐渐升高升56V时A2复位3脚输出低电充电动终止时A2部放电导通7脚输出低电VL熄灭表示充电结束
12 电路原理图
全动镍镉电池充电器电路图示充电器电源电路电压较器指示电路等组成
图11
电路原理图
2 电路三模块功
21 电源电路模块
稳压电源般变压器整流器稳压器三部分组成变压器市电交流电压变需低压交流电整流器交流电变直流电滤波稳压器稳定直流电压变稳定直流电压输出 图示：220V交流变成低压直流四组成部分：降压—整流—滤波—稳压
图21
稳压电源工作原理图
1整流电路工频交流电转具直流电成分脉动直流电二极电路中起开关作
2滤波电路脉动直流中交流成分滤减少交流成分增加直流成分电容电感起滤波作
3稳压电路整流直流电压采技术进步稳定直流电压 三端稳压器常稳压器件
211 电源变压器
输入U1效值220V频率50HZ电网电压变换成需电压U1般情况直流电压数值电网电压效值相差需通电源变压器降压交流电压进行处理面介绍变压器工作原理
变压器变换交流电压电流阻抗器件初级线圈中通交流电流时铁芯（磁芯）中便产生交流磁通次级线圈中感应出电压（电流）变压器铁芯（磁芯）线圈组成线圈两两绕组中接电源绕组初级线圈余绕组次级线圈
图22
变压器原理图
变压器基原理电磁感应原理现单相双绕组变压器例说明基工作原理（图）：次侧绕组加电压Ú1时流电流Í1铁芯中产生交变磁通Ø1磁通称磁通作两侧绕组分感应电势É1É2感应电势公式：E444fNØm
式中：E感应电势效值
f频率
N匝数
Øm磁通值
二次绕组次绕组匝数感应电势E1E2略阻抗压降电压Ú1Ú2
变压器二次侧空载时次侧仅流磁通电流（Í0）电流称激磁电流二次侧加负载流负载电流Í2时铁芯中产生磁通力图改变磁通次电压变时磁通变次侧流两部分电流部分激磁电流Í0部分衡Í2部分电流着Í2变化变化电流匝数时磁势
述衡作实质磁势衡作变压器通磁势衡作实现二次侧量传递
212 桥式整流电路：
整流电路目利具单导电性整流元件正负交正弦交流电压U1整流成单方脉动电压U2设计中采桥式整流电路图23：
图 23桥式整流原理图
桥式整流电路认全波整流电路种变压器绕组图3方法接四二极 D 1 ～ D 4 四相整流二极接成电桥形式称桥式整流电路利二极导引作负半周时次级输出引负载具体接法图示图中正半周时D1D2导引电流通RL负半周时D3D4导引电流通 RL 实现全波整流 种结构中输出样直流电压变压器次级绕组全波整流相须半绕组输出样电流绕组线径相应加粗 脉动前面讲全波整流电路完全相
整流电路输出电压含较脉动成分量压低脉动成分方面量保留直流成分输出电压接理想直流种措施滤波滤波通常利电容电感量存储作实现
213 滤波电路
整流电路然交流电变成直流电脉动成分较求直流电滑场合适需加滤波电路减整流直流电中脉动成分减电压U2脉动需通低通滤波输出电压滑理想情况应交流分量全部滤掉滤波电路输出电压仅直流电压然滤波电路源电路接入负载势必会影响滤波效果电源电源稳定性求高电子电路滤波整流直流电压U3作供电电源面介绍电容滤波原理
功率整流电路中采电容滤波电容滤波电路图示电刚接通时U2正半周零值开始增加二极D1D3导通导通电流路负载RL供电+路电容充电二极导通电阻充电时间常数电容两端电压UCU2步增UCU2时U2开始降时U2UC二极收反电压作截止电容CRL放电放电常数UC指数规律缓慢降UC|U2|时U2负半周D2D4正偏导通电容C充电重复述程出图中（b ）波形显然没滤波时滑
图24
单桥式整流电容滤波电路
(a)电路图 (b)U2 Uc Uo波形 (c)二极电流ID波形
214 稳压电路
交流电压通整流滤波然变交流分量较直流电压电网波动负载变化时均值变化稳压电路功：输出直流电压U4基受电网电压波动负载变化影响获足够高稳定性
1稳压电路概述
引起输出电压变化原负载电流变化输入电压变化参见图27 负载电流变化会整流电源阻产生电压降输入电压发生变化
图25稳压电源方框图
2集成稳压器
集成稳压器指稳定直流电压变稳定直流电压集成电路集成稳压器具稳压精度高工作稳定外围电路简单体积重量轻等显箸优点种电源电路中普遍应 常集成稳压器：金属圆形封装金属菱形封装塑料封装带散热板塑封扁式封装双列直插式封装等电子制中应较三端固定输出稳压器 78xx系列集成稳压器常固定正输出电压集成稳压器输出电压5V6V9V12V15V18V24V等规格输出电流15A部含限流保护热保护压保护电路采噪声低温度漂移基准电压源工作稳定
78xx系列集成稳压器三端器件：1脚输入端2脚接端3脚输出端十分方便电路符号外形图示 特注意型号封装集成稳压器三电极位置查手册确定
22 电压较器模块
221 电压较器原理
较器运算放器发展较器电路作运算放器种应电路较器电路应较广泛开发出专门较器集成电路
图26
电压较器原理图
图36(a)运算放器组成差分放器电路输入电压VA分压器R2R3分压接相端VB通输入电阻R1接反相端RF反馈电阻考虑输入失调电压输出电压VoutVAVB4电阻关系式：Vout(1+RFR1)·R3(R2+R3)VA(RFR1)VBR1R2R3RFVoutRFR1(VAVB)RFR1放器增益R1R20(相R1R2短路)R3RF∞(相R3RF开路)时Vout∞增益成穷电路图形成图27(b)样子差分放器处开环状态较器电路实际运放处开环状态时增益非穷Vout输出饱电压正负电源电压穷图36中出较器电路运算放器电路处开环状态差分放器电路
222 工作程
设计中电压较器时基电路组成控制端接稳压二极VS电路复位电定56V发光二极VL充电指示器面介绍时基电路工作程
图27
555时基电路部等效电路图
图 28
555时基电路等效功电路图
NE555时基电路部等效电路图中VTlVT4VT5VT7组成较器AlVT7基极电位接三5kΩ电阻组成分压器端电压⅔VDDVT9VT13组成较器A2VTl3基极接分压器端参考电位⅓VDD电路设计时求组成分压器三5kΩ电阻阻值严格相等便出较精确两参考电位⅓VDD⅔VDDVTl4VTl747kΩ正反馈电阻组合成双稳态触发电路VTl8VT21组成推挽式功率输出级输出约200mA电流VT8复位放级VT6承受50mA电流放电晶体三极双稳态触发电路工作状态较器A1A2输出决定
555时基电路工作程：2脚较器A2反相输入端加进电位低⅓VDD触发信号时VT9VTll导通双稳态触发器中VTl4提供偏流VTl4饱导通饱压降Vces箝制VTl5基极处低电VTl5截止VTl7饱VTl8截止VTl9导通VT20完全饱导通VT21截止输出端3脚输出高电时6端(阈值电压)种电双稳态触发器(VTl4VTl7)中4．7kΩ电阻正反馈作(VTl5基极电流通该电阻提供)3脚输出高电状态直保持6脚出现高⅓VDD电止触发信号消失较器A2反相输入端2脚电位高⅓VDDVT9VTll截止VTl4偏流截止时6脚触发输入VTl7Vces饱压降通47kΩ电阻维持VTl3截止VTl7饱稳态变输出端3脚维持高电时VTl8截止VT6截止触发信号加6脚时电位高⅔VDD时VTlVT2VT3皆导通时2脚外加触发信号VT9VTl4截止VT3集电极电流供VTl5偏流该级饱导通导致VTl7截止进VTl8导通VTl9VT2截止VT21饱导通3脚输出低电6脚触发信号消失该脚电位降低⅔VDD时VTlVT2VT3皆截止VTl5偏流时2脚触发信号VTl5通47kΩ电阻偏流VTl5维持饱导通VTl7截止稳态3脚输出端维持低电状态时VTl8导通放电级VT6饱导通通面两种状态分析发现：2脚电位低⅓VDD触发信号加入时必输出端3脚高电6脚电位高⅔VDD时触发信号加进时时2脚电位高⅓VDD时输出端3脚低电输出4脚复位端该脚加触发信号电位低导通饱压降03V时VT8导通发射极电位低lVD3接入VTl7截止状态VTl8VT21饱导通输出端3脚低电时2脚6脚电位均改变种状态VT8发射极通D3VTl7发射极VT8发射极电位情况会14V电压高复位端4脚电位高14V时VT8处反偏状态起作说时输出端3脚电取决2脚6脚电位
根面分析NE555时基电路部等效电路简化图示等效功电路显然555电路(者专556电路)含两较器A1A2触发器驱动器放电晶体两较器分电阻R1R2R3构成分压器设定⅔VDD⅓
23 指示电路模块
LED广泛种电子仪器电子设备中作电源指示灯电指示微光源红外发光常电视机录机等遥控器中 设计中采发光二极动充电器充电显示电路
3 集成块基功
31 NE555
NE555种应特广泛作集成电路属规模集成电路电子产品中应NE555作部定时器构成时基电路电路提供时序脉NE555时基电路两种封装形式DIP双列直插8脚封装种SOP8型（SMD）封装形式 NE555部结构等效成23晶体三极17电阻两二极组成较器RS触发器等组单元电路特三精度较高5k电阻构成电阻分压器NE555属COMS工艺制造
利NE555组成相电路例家电器控制装置报警器门铃信号发生器动控制装置应电路NE555巧妙数字电子模拟电子结合起缘面进行介绍
311 NE555外形图
图31 NE555两种封装形式
312 引脚介绍
图32 NE555引脚图
表31 NE555引脚功介绍：
1
2
3
4
5
6
7
8
GND
触发
输出
复位
控制电压
门限(阈值)
放电
电源电压Vcc
313 面NE555简单应
图 33 相片曝光定时器电路
32 三端集成稳压器LM7809
321 概述
线性串联稳压电源种保护电路集成起集成稳压器早期集成稳压器外引线较现集成稳压器三外引线：输入端输出端公端
322 LM7809
美国国家半导体公司生产三端固定稳压集成电路输入电压稳压9V提供关电路应相广泛音视频设备计算机显示器等种电器均应
表32 LM7809集成电路引脚功数：
三端稳压器脚判断： 78** 79**系列中常TO220TO202两种封装两种封装引脚功引脚序号图：
图34
三端稳压器（7879系列）脚判断方法
图中引脚号标注方法引脚电位高低序标注引脚①高电位③脚低电位②脚居中图中出78系列79系列②脚均输出端78正压系列输入高电位①脚端低电位③脚79负压系列输入低电位然③脚端高电位①脚输出中间电位②脚
外应注意散热片总低电位第③脚相连样78系列中散热片相连接79系列中散热片输入端相连接万表判断三端稳压器方法三极判断方法相三端稳压器类似功率三极
323 线性三端集成稳压器分类
三端集成稳压器种：
三端固定正输出集成稳压器国标型号CW78CW78MCW78L
三端固定负输出集成稳压器国标型号CW79CW79MCW79L
三端调正输出集成稳压器国标型号CW117CW117MCW117L
CW217CW217MCW217L
CW317CW317MCW317L
324 应电路
1三端固定输出集成稳压器典型应电路图（a）示 三端调输出集成稳压器典型应电路图(b)示
图35
(a) 三端固定输出稳压器应电路 (b) 三端调输出稳压器应电路
2利三端集成稳压器组成恒流源图示
图36
稳压器作恒流源
4 动充电器电路模块连接系统调试完善
41 protel软件设计PCB板
411 PCB设计程：
1绘制电路原理图
2规划电路板
3设置参数
4元器件封装
5元器件布局
6动布线
7手工调整
8保存输出
步骤制作出图示PCB板（注：图中线路引出部分外接220V交流电压）
图4—1 PCB板图
42 制作电路板
421 元器件引脚识元器件中应注意问题
1 元器件引脚识
安装前定元器件进行测试参数性指标应满足设计求准确识元器件引脚免造成障甚损坏元器件
（1）集成电路 双列直插式集成电路般顶视图集成电路孔标记表示教1位置设计中集成电路引脚见文第三部分
（2）二极稳压电容器等原件识方法见文第四部分
2 原件中应注意问题：
（1）电容器
电容器前先检查否引线开路部短路万表电阻挡测检查电解电容时容量万表置R*1K挡表笔电容两端测量时点半指针快摆电阻位置逐渐摆电阻位置达穷时表明容量漏电退布穷位置说明漏电表笔根动说明电容开路
（2）电阻电位器
电阻功率阻值精度满足设计求逐测试测量电阻时体电阻测量
电位器变电阻电阻材料制成电阻轨道电刷组成保证两者良接触电位器正常发挥作
422 电路图进行安装焊接
1 安装 PCB版图进行元器件安装连接装配时注意扭动固定爪拆卸
2 焊接 焊接三步骤首先净化金属表面然焊金属表面加热焊锡融化温度加焊料形成合金层焊接时注意：温度280℃焊接时间少3秒避免电路板损坏恒温焊锡重复焊接少3次间隔5分钟量焊接达点：
（1）金属表面焊锡充足焊盘适中
（2）焊点表面光亮光滑
（3）焊锡均薄隐约见导线轮廓
（4）焊点干净裂纹针孔
43 电路调试
431 调试前检查
1通电检查
（1）检查连线 电路安装完毕布急通电先认真检查接先否正确包括错线少线线电路图连线定序安装线路中注意应检查
（2）直观检查电源线信号线元件引脚间短路二极电容引脚错接集成电路否插等
2通电检查
准确测量电源电压加入电路信号源暂接入电源接通观察异样烟异常气味等然测量元件引脚电源电压
432 系统调试
组装完毕检查误进行调试首先万表检查电源否正常G位置两端加调电压6V
万表监视3脚电位调节G两端调电压值56V时测量3脚否输出低电调节G两端电压间减该值56V原理电池开始充电测3脚否输出高电2脚否输出低电7脚时输出高电LED等亮显示充电进行中
调试程中出现次障：第次测试时连接电源引脚观察开关键LED亮断开电源电路板进行更严密检查发现方接漏接接发光二极亮进行第二次测试 万表电源部分开始测起测电容时发现电容两端电压正确测集成块脚电压发现根没电压时候次检查整电路电路图否连接错误方发现原根导线接错位置导线弄发现发光二极亮电路连接没问题检查元件腿脚焊接状况否焊接良情况检查插插座集成块腿脚时发现安装松动情况元器件重新插紧固定时灯泡亮
注：镍镉电池充电前进行放电放掉镍镉电池剩余电量消镍镉电池记忆效应然镍镉电池进行充电确保电池性容量减少电池充电次数效延长电池寿命
433 元件选择
A1选择LM7809型三端稳压集成块应加装铝质散热片VD1～VD5选IN4001型硅整流二极VS选56V12W稳压二极UZ56BIN5232型等VL选普通红色发光二极RP选2W线绕电位器R1～R4均选18W碳膜电阻器C1选CD1125V型铝电解电容C2C3CD1116V型铝电解电容S选普通1×1电源开关T选220V12V5VA型优质电源变压器
感 想
通次课程设计学少知识积累验锻炼设计力增强实际动手力学会设计简易安全充电器电路设计中学课没学知识时忽略东西学会理实践结合起通NE555应充分理解脉发生器电路中应通次课题设计学电脑知识——相关软件知识ProtelDXPMicrosoft Office等特通次毕业设计巩固学专业知识
程中遇困难通查阅资料组员相互讨准确找出错误时纠正种收获实践力进步提高学更信心
然认识理实践差距学理知识时需考虑晶闸耐压值输出波形纹波滤环相重叠角等制作电路程中重点考虑问题通次课程设计巩固已学知识
次课程设计时间限电路完善学断提高基础知识水增强实践力
参 考 文 献
1 王利刚电子技术基础中国传媒学出版社2006
2 杨力左电子技术中国水利电力出版社2006
3 军华荣茂电工电子技术实课程设计电子工业出版社2000
4 杨志忠电子设计北京高等教育出版社2009
5 石生电路分析第二版北京高等教育出版社2003
6 成斌刘金南模拟集成电子技术基础北京高等教育出版社2002
7 谢沅清解月珍电子电路基础北京民邮电出版社2007
致 谢
段课程设计期间组设计程中唐中热心指导文选题完成理探讨实际问题解决处包含着唐老师心血唐中老师悉心指导建议极帮助支持受益匪浅时设计益组学探讨问题互相学分析问题解决问题方面进步
谨唐中老师致深深谢意崇高敬意
附： 元器件清单
元器件
备注
数量
电源变压器
220V12V5VA
1
三端稳压集成块
LM7809型
1
硅整流二极
IN4001型
5
稳压二极
56V
1
发光二极
红色
1
线绕电位器
2W300欧姆
1
555集成块
1
电源开关
1×1
1
铝电解电容
1CD1125V 2CD1116V
干
电阻
2560欧姆13K电阻100K电阻
干
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