畢業(yè)設計,全自動充電器的設計與制作,畢業(yè)論文1

1、Xxxxx畢業(yè)設計任務書專業(yè) 電子工藝與管理年級 20xxx 班級 一班xxx 學號 20xxx0208018xxx 教 務 處 編 印下載于 就愛免費網(wǎng) 免費論文 欄目.9aifree./html/mflw/畢業(yè)設計指導須知一、畢業(yè)設計是高職教學過程中一個十分重要的環(huán)節(jié)。是鍛 煉學生運用所學知識正確分析和解決實際問題的一個重要方面， 也是高職培養(yǎng)應用型專門人才的要求。二、導教師應為具有講師以上或相應職稱的有關專業(yè)人員， 且專業(yè)對口（指所指導專業(yè)應同所聘教師專業(yè)職稱相一致） 。經(jīng)系、 教務處審查同意后，才能指導學生的畢業(yè)設計。三、學生應以嚴肅認真，實事求是的態(tài)度完成設計。要獨立 思考，自己動手

2、，不得抄襲或找人代筆。四、畢業(yè)設計選題要符合專業(yè)培養(yǎng)目標的要求。論文（任務 書）寫作要做到論點明確、論據(jù)充分，論理透徹，語言準確恰當， 書面整潔、字跡工整，圖紙應清晰、工整，符合設計要求，符合 國家有關標準和部頒標準。字數(shù)、圖紙數(shù)量符合有關要求。并在 規(guī)定的時間完成。五、答辯過程中學生要嚴認真，文明禮貌，謙虛謹慎，認真 回答答辯主持人，委員等提出的問題。六、填報有關表格時，應按項目要求逐項填實、填全、填清學號20xxx0208018xxx學制三年專業(yè)電子工藝與管理年級20xxx教學班負責人xxx班級一班指導教師 xxx 職務或職稱 助教設 計 題 目 全自動充電器指導教師評語：成績： 指導教師

3、簽名： 工作單位 年 月 日系復審意見：成績： 復審人簽名： 職稱： 公章 年 月 日教務處終審意見：公章 年 月 日答辯情況記錄答辯題目答辯情況正確基本正確經(jīng)提示 回答不正確未回答答辯委員會（或小組）評語：下載于 就愛免費網(wǎng) 免費論文 欄目 .9aifree./html/mflw/成績： 主持答辯人簽名： 職稱： 月 日、畢業(yè)設計的任務和具體要求：（1）本次畢業(yè)設計的具體任務是： 確定畢業(yè)設計的課題，并且利用圖書和網(wǎng)絡資源查出與該設計有關的資料從中挑 選出最佳的設計資料，作為該畢業(yè)設計的參考資料。制定出最佳的畢業(yè)設計方案，并 且根據(jù)預先制定的方案選用合適的元器件。 利用 protelDXP

4、軟件根據(jù)選定的參考資料進 行繪制電路圖和生成 PCB電路板。根據(jù)做好的電路圖把元件插到電路板上并對電路板進 行正確連接和焊接，然后再組裝成自動充電器成品。（2）本次畢業(yè)設計的要求是： 選定的方案要適合電子專業(yè)大專畢業(yè)生的制作，使用的必須是曾經(jīng)學過或是見過 的元器件。生成的 PCB電路板，布線要合理不能交叉，而且還要考慮元件之間相互干擾 的因素，使易產(chǎn)生干擾的元件之間保持一定距離，且導線間距要稍大。焊接好的電路 板，焊點上的焊錫應呈錐形，且表面要光華，不能有虛焊現(xiàn)象。制成的成品要可以有 效的對可充動電池進行自動沖動，充電結束后自動停止。、畢業(yè)設計應完成的圖紙：表 3-1 NE555 引腳功能介紹

5、，見 14 頁表 3-2 LM7809 集成電路引腳功能及數(shù)據(jù)，見 14 頁表 4-1 電阻器電位器型號命名 , 見 18 頁表 4-2 電阻器允許偏差 , 見 19 頁圖 1-1 全自動充電器電路原理圖，見 2 頁圖 2-1 穩(wěn)壓電源形成流程圖，見 3 頁圖 2-2 變壓器工作原理圖，見 4 頁圖 2-3 橋式整流電路原理圖，見 5 頁圖 2-4 電容器濾波原理圖，見 6 頁圖 2-5 穩(wěn)壓電源方框圖 , 見 7 頁圖 2-6 78* 系列電路符號及外形圖 , 見 7 頁圖 2-7 電壓比較器工作原理圖 , 見 8 頁圖 2-8 555 時基電路部等效電路圖 , 見 9 頁圖 2-9 555

6、 時基電路部等效功能圖 , 見 9 頁圖 2-10 二極管發(fā)光原理圖 , 見 11 頁圖 3-1 NE555 封裝圖，見 13 頁圖 3-2 NE555 引腳圖，見 13 頁圖 3-3 相片曝光定時器，見 14 頁圖 3-4 三端穩(wěn)壓器管腳序號判斷，見 15 頁圖 3-5 三端固定輸出穩(wěn)壓器應用電路，見 16 頁圖 3-6 穩(wěn)壓器用做恒流源，見 16 頁圖 4-1 電阻電位器的圖形符號，見 17 頁圖 4-2 電容器的圖形符號，見 20 頁圖 4-3 變壓器的圖形符號，見 21 頁圖 4-4 二極管的圖形符號，見 23 頁圖 4-5 PCB 板圖，見 24 頁三、其他要求：做畢業(yè)設計應該掌握好

7、專業(yè)知識，并且要用心去做，這樣才能做好。四、畢業(yè)設計的期限：自 2008 年 9 月 1 日至 2008 年 10 月 10 日五、畢業(yè)設計（論文）進度計劃：起止日期工作容備注2008.9.01-2008.9.102008.9.10-2008.9.202008.9.20-2008.10.12008.10.1-2008.10.10確定方案、設計原理圖、查資料、準備元器件調試電路、制作電路板、焊接元器件調試、檢查效果修改并完成畢業(yè)論文全自動充電器摘要便攜式電子產(chǎn)品的快度發(fā)展， 促使電池的品種增加及性能提高， 并且使可充電電池的產(chǎn)量 大增，同時對充電器的要求也趨于效率高、體積小、成本低、重量輕并且安

8、全實用。本設計主 要介紹用于鎳鎘可充電電池的全自動充電器。該充電電路用時基電路 NE555接成施密特觸發(fā)器構成的充電器具有電路結構簡單， 取材容 易，使用外圍原件少，易于操作，電池充滿后自動停止的特點，適合對26 節(jié)的鎳鎘電池充電，效果良好。關鍵詞：電池；充電器； NE555前 言 1 設計方案 1.1 工作原理 . 1.2 電路原理圖 2 電路的三大模塊功能 2.1 電源電路模塊 . 2.2 電壓比較器模塊 . 2.3 指示電路模塊 . 3 集成塊基本功能 3.1 NE555 3.2 三端集成穩(wěn)壓器 LM7809 4 元器件分析 4.1 電阻器與電位器 4.2 電容原件： 4.3 變壓器 .

9、 4.4 二極管元器件 . 5 自動充電器電路模塊連接、系統(tǒng)調試和完善 5.1 用 Protel DXP 軟件設計 PCB板 5.2 制作電路板 5.3 電路調試 6 結束語 6.1 論文總結 . 6.2 工作展望 . 參考文獻、資料索引 致 謝 前言從 18 世紀法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁現(xiàn)象以來，人類社會便進入了電子時代。經(jīng)過不斷發(fā)展，電 子產(chǎn)品越來越多的呈現(xiàn)在我們面前。 由于電能的清潔高效、 易于轉變成其它形式的能源的特點， 電子技術越來越被人們重視。 充電器是伴隨著充電電池的發(fā)展而發(fā)展的， 早期出現(xiàn)的充電器多 為鎳鎘電池充電器，隨著消費者和產(chǎn)業(yè)的環(huán)保意識增強， 堿性一次電池和含有有毒金屬鎘等二次

10、電池使用日益 受到限制，可充電電池得到了廣泛的使用。鎳鎘電池作為一種便攜式電源，具有體積小、容量 大、阻小、輸出電壓平穩(wěn)以及可反復充電等特點，正被越來越廣泛地應用于計算機、電子測量 儀表和各類通信設備中， 由于其價格比普通的鋅錳電池昂貴， 因此科學合理地使用鎳鎘電池顯 得非常重要，而選擇正確、可靠的充電方式是充分發(fā)揮鎳鎘電池效能和保證其壽命的關鍵。下 面我們來介紹一種可以滿足以上要求的全自動充電器。1 設計方案1.1 工作原理電路電源由變壓器 T 降壓，二極管 VD1VD4整流，三端穩(wěn)壓集成塊 A1穩(wěn)壓及電 C1,C2濾波后供給， 通電后可輸出穩(wěn)定的 9V 直流電壓供給充電器使用。電壓比較器由

11、時基電路 A2 組成，在它的控制端 5 腳由一個穩(wěn)壓二極管 VS（穩(wěn)定電壓為 5.6V），所以將電路的復位電平定在 5.6V。發(fā)光二極管 VL 為充電指示器。1節(jié) 5號鎳鎘電池正常工作電壓為 1.2V，充電終止電壓為 1.4V 左右。G為 4節(jié)待充的鎳 鎘電池，所以充電終止電壓為 41.4V=5.6V 。將電池裝入充電支架后，合上電源開關 S，便可 開始充電。電路工作過程：由于電容 C3兩端電壓不能突變，剛通電時， A2的 2 腳為低電平， A2被觸發(fā)置位， 3 腳輸出高電平，此高電平經(jīng)電位器 RP、二極管 VD5向電池 G充電，改變 RP 值可以調節(jié)充電電流的大小。此時 A2的 7 腳被懸空

12、， VL發(fā)光指示電路在充電。隨著充電不斷 進行， G兩端電壓逐漸升高，當升至 5.6V 時，A2復位，3 腳輸出低電平，充電自動終止，同 時 A2 部放電管導通， 7 腳輸出低電平， VL熄滅表示充電結束。1.2 電路原理圖全自動鎳鎘電池充電器的電路如下圖所示， 充電器主要由電源電路、 電壓比較器及指示電 路等組成。圖 1-1電路原理圖2 電路的三大模塊功能2.1 電源電路模塊穩(wěn)壓電源一般由變壓器、整流器和穩(wěn)壓器三大部分組成，變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗?需要的低壓交流電。整流器把交流電變?yōu)橹绷麟?。?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變 為穩(wěn)定的直流電壓輸出。 如下圖所示：把 220V 交流變成

13、低壓直流的四個組成部分：降壓圖 2-1穩(wěn)壓電源工作原理圖1 整流電路是將工頻交流電轉為具有直流電成分的脈動直流電，二極管在電路中起開關的 作用。2 濾波電路是將脈動直流中的交流成分濾除，減少交流成分，增加直流成分，電容和電感 起濾波的作用。3 穩(wěn)壓電路對整流后的直流電壓采用技術進一步穩(wěn)定直流電壓。 三端穩(wěn)壓器是常用的穩(wěn) 壓器件。2.1.1 電源變壓器把輸入 U1的有效值 220V，頻率 50HZ的電網(wǎng)電壓變換成所需要的電壓 U1，一般情況下， 直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓有效值相差很大， 因此需要通過電源變壓器降壓后， 再對交流電壓 進行處理。下面介紹一下變壓器的工作原理變壓器是變換交流電壓、電流

14、和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁 芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓（或電流） 。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線 圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線 圈。如下圖所示的原理圖：變壓器原理圖變壓器的基本原理是電磁感應原理， 現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理 （如 上圖）：當一次側繞組上加上電壓 1時，流過電流 1，在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通 ?1，這些磁 通稱為主磁通，在它作用下，兩側繞組分別感應電勢1， 2，感應電勢公式為： E=4.44fN?m式中： E- 感應電勢有效值f- 頻率N- 匝數(shù)?m- 主磁通最大值由于

15、二次繞組與一次繞組匝數(shù)不同，感應電勢E1和 E2 大小也不同，當略去阻抗壓降后，電壓 1和 2大小也就不同。當變壓器二次側空載時，一次側僅流過主磁通的電流（ 0），這個電流稱為激磁電流。當 二次側加負載流過負載電流 2時，也在鐵芯中產(chǎn)生磁通，力圖改變主磁通，但一次電壓不變 時，主磁通是不變的，一次側就要流過兩部分電流，一部分為激磁電流0，一部分為用來平衡 2，所以這部分電流隨著 2變化而變化。當電流乘以匝數(shù)時，就是磁勢。上述的平衡作用實質上是磁勢平衡作用， 變壓器就是通過磁勢平衡作用實現(xiàn)了一、 二次側 的能量傳遞。2.1.2. 橋式整流電路：整流電路的目的是利用其具有單向導電性的整流元件，將正

16、負交替的正弦交流電壓 U1 整 流成單方的脈動電壓 U2。本設計中采用的是橋式整流電路，如圖 2-3 ：圖 2-3橋式整流原理圖橋式整流電路，也可認為它是全波整流電路的一種， 變壓器繞組按圖 3 方法接四只二極管。D 1 D 4 為四只相同的整流二極管，接成電橋形式，故稱橋式整流電路。利用二極管的導 引作用，使在負半周時也能把次級輸出引向負載。具體接法如圖所示，從圖中可以看到，在正 半周時由 D1、D2導引電流自上而下通過 RL，負半周時由 D3、D4導引電流也是自上而下通過 RL ， 從而實現(xiàn)了全波整流。 在這種結構中，若輸出同樣的直流電壓，變壓器次級繞組與全波整流 相比則只須一半繞組即可，

17、但若要輸出同樣大小的電流，則繞組的線徑要相應加粗。 至于脈 動，和前面講的全波整流電路完全相同。由于整流電路的輸出電壓都含有較大的脈動成分。 為了盡量壓低脈動成分， 另一方面還要 盡量保留直流成分，使輸出電壓接近理想的直流，這種措施就是濾波。濾波通常是利用電容或 電感的能量存儲作用來實現(xiàn)的。2.1.3 濾波電路整流電路雖然可將交流電變成直流電， 但其脈動成分較大， 在一些要求直流電平滑的場合 是不適用的，需加上濾波電路，以減小整流后直流電中的脈動成分。為了減小電壓 U2 的脈動， 需通過低通濾波使輸出電壓平滑，理想情況下，應將交流分量全部濾掉，使濾波電路的輸出電 壓僅有直流電壓，然而，由于濾波

18、電路為無源電路，所以，接入負載后勢必會影響濾波效果， 對電源電源穩(wěn)定性要求不高的電子電路濾波，整流后的直流電壓 U3 可作為供電電源。下面介 紹一下電容濾波的原理 。在小功率整流電路中主要采用電容濾波。電容濾波的電路圖如下所示，當電剛接通時， U2 從正半周的零值開始增加， 二極管 D1,D3 導通，導通電流一路向負載 RL供電+另一路向電容充 電，由于二極管的導通電阻很小，充電時間常數(shù)很小，電容兩端電壓UC幾乎與 U2同步增大。當 UC=U2時， U2開始下降，此時 U2小于 UC。二極管收反向電壓作用而截止，電容 C向 RL放 電，由于放電常數(shù)很小， UC按照指數(shù)規(guī)律緩慢下降當 UC=|U

19、2|時， U2的負半周使 D2,D4 正偏 導通。電容 C 又充電，重復上述過程，得出圖中（ b ）的波形顯然比沒有濾波時平滑的多。電容濾波電路原理圖如下所示：單向橋式整流電容濾波電路(a) 電路圖 (b)U2 Uc Uo 波形 (c) 二極管電流 ID 波形2.1.4 穩(wěn)壓電路交流電壓通過整流， 濾波后雖然變?yōu)榻涣鞣至枯^小的直流電壓， 但當電網(wǎng)波動或負載變化 時，平均值也將隨之變化。因此，穩(wěn)壓電路的功能是：使輸出直流電壓U4 基本不受電網(wǎng)電壓波動和負載變化影響，從而獲得足夠高的穩(wěn)定性1 穩(wěn)壓電路概述引起輸出電壓變化的原因是負載電流的變化和輸入電壓的變化，參見圖2-7 。 負載電流的變化會在整

20、流電源的阻上產(chǎn)生電壓降，從而使輸入電壓發(fā)生變化。圖 2-5穩(wěn)壓電源方框圖即2 集成穩(wěn)壓器由于集成穩(wěn)壓器具集成穩(wěn)壓器是指將不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓的集成電路。有穩(wěn)壓精度高、工作穩(wěn)定可靠、外圍電路簡單、體積小、重量輕等顯箸優(yōu)點，在各種電源電路 中得到了普遍的應用。 常用的集成穩(wěn)壓器有：金屬圓形封裝、金屬菱形封裝、塑料封裝、帶 散熱板塑封、扁平式封裝、雙列直插式封裝等。在電子制用中應用較多的是三端固定輸出穩(wěn)壓 器。 78xx 系列集成穩(wěn)壓器是常用的固定正輸出電壓的集成穩(wěn)壓器，輸出電壓有5V、 6V、9V、12V、15V、18V、 24V 等規(guī)格，最大輸出電流為 1.5A。它的部含有限流保護

21、、過熱保護和過壓 保護電路，采用了噪聲低、溫度漂移小的基準電壓源，工作穩(wěn)定可靠。78xx 系列集成穩(wěn)壓器為三端器件： 1腳為輸入端， 2腳為接地端， 3 腳為輸出端，使用十 分方便它的電路符號外形如圖下所示。 要特別注意，不同型號，不同封裝的集成穩(wěn)壓器 , 它們 三個電極的位置是不同的，要查手冊確定。圖 2-678* 系列電路符號 78* 系列外形圖三端穩(wěn)壓器件 ;78xx/79xx 系列三端穩(wěn)壓器件是最常用的線性降壓型 DC/DC 轉換器，目前 也有大量先進的 DC/DC 轉換器層出不窮，例如低壓差線性穩(wěn)壓器LDO 等 , （例如， NSC 的LM2940、LM2651、LM5020，MAX

22、IAM的 MAX1747 等等）。 78xx/79 系列簡單易用、價格低廉， 直到今天還在大多電路中采用。 如 7805，78xxx， 7809，7812，7815， 7824，（79。）以及 三端可調穩(wěn)壓（ LM317,337,338 ）78xx/79xx 系列在降壓電路中應注意以下事項：（ 1）輸入輸出壓差不能太大 , 太大則轉換效率急速降低，而且容易擊穿損壞；（ 2）輸出電流不能太大， 1.5A 是其極限值。大電流的輸出，散熱片的尺寸要足夠大，否則 會導致高溫保護或熱擊穿；（ 3）輸入輸出壓差也不能太小 , 大小效率很差2.2 電壓比較器模塊2.1.1 電壓比較器原理比較器是由運算放大器

23、發(fā)展而來的，比較器電路可以看作是運算放大器的一種應用電路。 由于比較器電路應用較為廣泛，所以開發(fā)出了專門的比較器集成電路。圖 2-7電壓比較器原理圖圖 2-7(a) 由運算放大器組成的差分放大器電路，輸入電壓 VA經(jīng)分壓器 R2、R3 分壓后接 在同相端， VB通過輸入電阻 R1接在反相端， RF為反饋電阻，若不考慮輸入失調電壓，則其輸 出電壓 Vout 與 VA、VB及 4 個電阻的關系式為： Vout=(1+RF/R1)R3/(R2+R3)VA-(RF/R1)VB 。 若 R1=R2，R3=RF，則 Vout=RF/R1(VA-VB)，RF/R1 為放大器的增益。當 R1=R2=0(相當于

24、 R1、 R2短路) ，R3=RF= (相當于 R3、RF開路)時， Vout=。增益成為無窮大，其電路圖就形成圖 2-7(b) 的樣子， 差分放大器處于開環(huán)狀態(tài)， 它就是比較器電路。 實際上，運放處于開環(huán)狀態(tài)時， 其增益并非無窮大，而 Vout 輸出是飽和電壓，它小于正負電源電壓，也不可能是無窮大。從 圖 2-7 中可以看出，比較器電路就是一個運算放大器電路處于開環(huán)狀態(tài)的差分放大器電路。2.1.2 工作過程本設計中電壓比較器由時基電路組成，在它的控制端接有一個穩(wěn)壓二極管VS所以將電路的復位電平定在 5.6V 。發(fā)光二極管 VL 為充電指示器。下面我們來介紹一下時基電路的工作過 程圖 2-85

25、55 時基電路部等效電路圖圖 2-9555 時基電路等效功能電路圖從 NE555時基電路的部等效電路圖中可看到， VTl-VT4 、 VT5、VT7組成上比較器 Al ，VT7 的基極電位接在由三個 5k電阻組成的分壓器的上端，電壓為 ?VDD；VT9-VT13 組成下比較器 A2， VTl3 的基極接分壓器的下端，參考電位為 ?VDD。在電路設計時，要求組成分壓器的三個5k電阻的阻值嚴格相等， 以便給出比較精確的兩個參考電位 ?VDD和?VDD。VTl4-VTl7 與一個 4.7k 的正反饋電阻組合成一個雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路。 VTl8-VT21 組成一個推挽式功率輸出級，能 輸出約 200mA的

26、電流。VT8為復位放大級， VT6是一個能承受 50mA以上電流的放電晶體三極管。 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的工作狀態(tài)由比較器 A1、A2 的輸出決定。555時基電路的工作過程如下：當 2 腳，即比較器 A2的反相輸入端加進電位低于 ?VDD的 觸發(fā)信號時，則 VT9、VTll 導通，給雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中的 VTl4 提供一偏流，使 VTl4 飽和導通， 它的飽和壓降 Vces箝制 VTl5 的基極處于低電平，使 VTl5 截止， VTl7 飽和，從而使 VTl8 截 止， VTl9 導通， VT20完全飽和導通， VT21截止。因此，輸出端 3 腳輸出高電平。此時，不管 6 端（ 閾值電壓 ） 為何種電平

27、，由于雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 （VTl4-VTl7） 中的 47k電阻的正反饋作用 （VTl5 的基極電流是通過該電阻提供的 ），3 腳輸出高電平狀態(tài)一直保持到 6 腳出現(xiàn)高于 ?VDD 的電平為止。 當觸發(fā)信號消失后， 即比較器 A2反相輸入端 2腳的電位高于 ?VDD，則 VT9、VTll 截止， VTl4 因無偏流而截止，此時若 6 腳無觸發(fā)輸入，則 VTl7 的 Vces飽和壓降通過 4.7k 電阻維持 VTl3 截止，使 VTl7 飽和穩(wěn)態(tài)不變，故輸出端 3 腳仍維持高電平。同時， VTl8 的截 止使 VT6也截止。當觸發(fā)信號加到 6 腳時，且電位高于 ?VDD時，則 VTl 、VT2、VT

28、3皆導通。 此時，若 2 腳無外加觸發(fā)信號使 VT9、VTl4 截止，則 VT3 的集電極電流供給 VTl5 偏流，使該 級飽和導通，導致 VTl7 截止，進而 VTl8 導通， VTl9、VT2。都截止， VT21飽和導通，故 3 腳 輸出低電平。當 6 腳的觸發(fā)信號消失后，即該腳電位降至低于 ?VDD時，則 VTl、 VT2、VT3皆 截止，使 VTl5 得不到偏流。此時，若 2 腳仍無觸發(fā)信號，則 VTl5 通過 4.7k 電阻得到偏流， 使 VTl5 維持飽和導通， VTl7 截止的穩(wěn)態(tài)，使 3 腳輸出端維持在低電平狀態(tài)。同時， VTl8 的導 通，使放電級 VT6飽和導通。通過上面兩

29、種狀態(tài)的分析， 可以發(fā)現(xiàn)：只要 2腳的電位低于 ?VDD， 即有觸發(fā)信號加入時，必使輸出端 3 腳為高電平；而當 6 腳的電位高于 ?VDD時，即有觸發(fā)信 號加進時，且同時 2 腳的電位高于 ?VDD時，才能使輸出端 3 腳有低電平輸出。 4 腳為復位端。 當在該腳加有觸發(fā)信號，即其電位低于導通的飽和壓降 0.3V 時，VT8 導通，其發(fā)射極電位低 于 lV，因有 D3接入， VTl7 為截止狀態(tài)， VTl8、VT21飽和導通，輸出端 3 腳為低電平。此時， 不管 2腳、6腳為何電位，均不能改變這種狀態(tài)。因 VT8的發(fā)射極通過 D3及 VTl7 的發(fā)射極到 地，故 VT8的發(fā)射極電位任何情況下

30、不會比 1.4V 電壓高。因此，當復位端 4 腳電位高于 1.4V 時， VT8處于反偏狀態(tài)而不起作用，也就是說，此時輸出端 3 腳的電平只取決于 2腳、6腳的 電位。根據(jù)上面的分析， NE555時基電路的部等效電路可簡化為如圖所示的等效功能電路。 顯然，555電路（或者專 556電路）含兩個比較器 A1和 A2、一個觸發(fā)器、一個驅動器和一個放電晶體管。兩個比較器分別被電阻 R1、R2和 R3 構成的分壓器設定的 ?VDD和?2.3 指示電路模塊LED被廣泛用于種電子儀器和電子設備中，可作為電源指示燈、電平指示或微光源之用。 紅外發(fā)光管常被用于電視機、 錄像機等的遙控器中 , 本設計中采用了以

31、發(fā)光二極管為主的自動 充電器的充電顯示電路。2.3.1 發(fā)光二極管的發(fā)光原理圖 2-10發(fā)光二極管的構造圖發(fā)光二極管的核心部分是由 p 型半導體和 n 型半導體組成的晶片，在 p 型半導體和 n 型 半導體之間有一個過渡層，稱為 p-n 結。在某些半導體材料的 PN 結中，注入的少數(shù)載流子與 多數(shù)載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來， 從而把電能直接轉換為光能。 這種利 用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管， 通稱 LED。 當它處于正向工作狀態(tài)時 （即 兩端加上正向電壓） ，電流從 LED 陽極流向陰極時，半導體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色 的光線，光的強弱與電流有關。2.

32、3.2 數(shù)字電路控制 LED燈指示電路工作過程在自動充電器的電路運行中，當電池處于充電狀態(tài)時 NE555的 7 腳被懸空， 發(fā)光二極管 P-N 節(jié)導通 VL 發(fā)光指示電路在充電。隨著充電不斷進行，充電電池G 兩端電壓逐漸升高，當升至 5.6V 時，NE555復位，它的 3 腳輸出低電平，充電自動終止，同時 NE555部放電管導通， 7 腳輸出低電平，發(fā)光二極管 P-N 節(jié)自動截止， VL熄滅表示充電結束。注：由于發(fā)光二極管的顏色、尺寸、形狀、發(fā)光強度及透明情況等不同，所以使用發(fā)光二 極管時應根據(jù)實際需要進行恰當選擇。由于發(fā)光二極管具有最大正向電流IFm、最大反向電壓VRm的限制，使用時，應保證

33、不超過此值。為安全起見，實際電流IF 應在 0.6IFm 以下；應讓可能出現(xiàn)的反向電壓 VR0。 6VRm。3 集成塊基本功能3.1 NE555NE555是一種應用特別廣泛作用很大的的集成電路，屬于小規(guī)模集成電路，在很多電子產(chǎn) 品中都有應用。 NE555的作用是用部的定時器來構成時基電路，給其他的電路提供時序脈沖。 NE555時基電路有兩種封裝形式有，一是 DIP雙列直插 8 腳封裝，另一種是 SOP-8小型（ SMD） 封裝形式。 NE555 的部結構可等效成 23個晶體三極管 .17 個電阻.兩個二極管 .組成了比較 器.RS 觸發(fā)器.等多組單元電路 .特別是由三只精度較高 5k 電阻構成

34、了一個電阻分壓器 ,NE555 屬于 COMS工藝制造 .利用 NE555可以組成相當多的電路， 例如家用電器控制裝置， 報警器， 門鈴，信號發(fā)生器， 自動控制裝置及其他應用電路，這是因為NE555 巧妙的將數(shù)字電子和模擬電子結合起來的緣故，下面我們將對其進行介紹。3.1.1 NE555 的外形圖圖 3-1NE555的兩種封裝形式3.1.2 引腳介紹圖 3-2NE555引腳圖表 3-1 NE555 引腳功能介紹：12345678地 GND觸發(fā)輸出復位控制電壓門限（閾 值）放電電源電壓Vcc3.1.3 下面是 NE555的一個簡單應用圖 3-3相片曝光定時器電路3.2 三端集成穩(wěn)壓器 LM780

35、93.2.1 概述將線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源和各種保護電路集成在一起就得到了集成穩(wěn)壓器。 早期的集成穩(wěn)壓器 外引線較多，現(xiàn)在的集成穩(wěn)壓器只有三個外引線：輸入端、輸出端和公共端。3.2.2 LM7809美國國家半導體公司生產(chǎn)的三端固定穩(wěn)壓集成電路，用于將輸入的電壓穩(wěn)壓為9V 后提供給有關電路，其應用相當廣泛，在音視頻設備、計算機及其顯示器等各種電器上均有應用。表 3-2 LM7809 集成電路的引腳功能及數(shù)據(jù)：三端穩(wěn)壓器管腳判斷： 在 78* ，79* 系列中最常用的是 TO220和 TO202兩種封裝，這 兩種封裝的引腳功能及引腳序號如下圖：圖 3-4三端穩(wěn)壓器（ 78， 79 系列）管腳判斷方法 圖

36、中的引腳號的標注方法是按照引腳電位從高到低的順序標注的， 引腳為最高電位， 腳為最低電位， 腳居中。從圖中可以看出，不論 78系列、還是 79系列， 腳均為輸出端。 對于 78 正壓系列，輸入是最高電位，為 腳，地端為最低電位，為 腳。對于 79 負壓系列，輸入為最低電位，自然是 腳，而地端為最高電位，為 腳，輸出為中間電位，為 腳。 此外，還應注意，散熱片總是和最低電位的第 腳相連，這樣在 78 系列中，散熱片和地 相連接，而在 79 系列中，散熱片和輸入端相連接。用萬用表判斷三端穩(wěn)壓器的方法與三極管 的判斷方法相同，三端穩(wěn)壓器類似于大功率三極管。3.2.3 線性三端集成穩(wěn)壓器的分類CW78

37、-/CW78M-/CW78L-CW79-/CW79M-/CW79L-CW117-/CW117M-/CW117L-三端集成穩(wěn)壓器有如下幾種：三端固定正輸出集成穩(wěn)壓器，國標型號為三端固定負輸出集成穩(wěn)壓器，國標型號為三端可調正輸出集成穩(wěn)壓器，國標型號為CW217-/CW217M-/CW217L-CW317-/CW317M-/CW317L-3.2.4 應用電路1 三端固定輸出集成穩(wěn)壓器的典型應用電路如圖( a)所示 , 三端可調輸出集成穩(wěn)壓器的典型應用電路如圖 (b) 所示。圖 3-5(a) 三端固定輸出穩(wěn)壓器應用電路 (b) 三端可調輸出穩(wěn)壓器應用電路2 利用三端集成穩(wěn)壓器組成恒流源如圖所示。圖 3

38、-6穩(wěn)壓器作恒流源4 元器件分析4.1 電阻器與電位器4.1.1 圖形符號：圖 4-1電阻器電位器圖形符號電阻器的文字符號是“ R ”，電位器是“ RP ”，即在 R 的后面再加一個說明它有調節(jié) 功能的字符“ P ”。符號詳見圖 4-1 所示，其中（ a ）表示一般的阻值固定的電阻器， （ b ）表示半可調或 微調電阻器；（ c ）表示電位器；（ d ）表示帶開關的電位器。在某些電路中，對電阻器的功 率有一定要求，可分別用圖 1 中（ e ）、（ f ）、（ g ）、（ h ）所示符號來表示。還有幾種特殊電阻器的符號， 第 1 種是熱敏電阻符號， 熱敏電阻器的電阻值是隨外界溫 度而變化的。它的

39、符號見圖（ i ），第 2 種是光敏電阻器符號，見圖 （ j ），第 3 種是壓 敏電阻器的符號。符號見圖（ k ），第 4 種特殊電阻器符號是表示新近出現(xiàn)的保險電阻，它的圖形符號見圖 4-1 （ 1 ） .4.1.2 基本單位：電阻的文字符號是 R。電阻大小的基本單位是歐姆 （符號），還有較大的單位千歐 （ K）， 和兆歐（ M）。它們的換算關系是：1M103K1K 1034.1.3 型號命名表 4-1 電阻器電位器的型號命名：第一部分：主稱第二部分：材料第三部分：特征第四部 分：序號符號意義符號意義符號電阻器電位器RW電阻器電位器T碳膜1普通普通對主稱、 材料相 同，僅性 能指標尺 寸大小

40、有 區(qū)別，但 基本不影 響互換使 用的產(chǎn) 品，給同 一序號； 若性能指 標、尺寸 大小明顯 影響互換 時，則在 序號后面 用大寫字H合成膜2普通普通S有機實芯3超高頻N無機實芯4高阻J金屬膜5高溫Y氧化膜6精密精密C沉積膜7高壓特殊函數(shù)I玻璃釉膜8特殊特殊P硼酸膜9高功率U硅酸膜G可調X線繞T微調M壓敏W多圈G光敏D溫度補償用R熱敏B溫度測量用C旁熱式P穩(wěn)壓式W正溫度系數(shù)母作為區(qū)別代號。Z4.1.4 電阻器的主要參數(shù)有兩個：1 標稱阻值和允許誤差 在電阻上標注的電阻數(shù)值叫作標稱阻值。 它的實際阻值允許有固 定的誤差，叫允許誤差，分為級（ 5），級（10），級（20）。2 額定功率 指電阻器正常

41、工作時允許的最大功率。 超過這個值， 電阻器將過分發(fā)熱而燒 毀。4.1.5 電位器的主要參數(shù)1 標稱阻值 是電位器上面標注的阻值 .2 額定功率 是指它在直流或交流電路中，當大氣壓為 87-107KPa，在規(guī)定的額定溫度下， 長期連續(xù)負荷所允許消耗的最大功率3 分辨率也稱分辨力 是指電位器在電路工作中轉動時輸出的電壓變動量與輸出電壓的比 值為分辨率。4 滑動噪聲 是指當電位器在外加電壓的作用下，其接觸點在電阻上滑動時，產(chǎn)生的電噪 聲稱為電位器的動噪聲。4.1.6 阻值和誤差的標注方法1 直標法： 將電阻器的標稱值用數(shù)字和文字符號直接標在電阻體上， 其允許偏差則用百分 數(shù)表示，末標偏差值的即為

42、20%的允許偏差。2 文字符號法：文字符號法是將電阻器的標稱值和允許偏差值用數(shù)字和文字符號法按一定 的規(guī)律組合標志在電阻體上。允許偏差見表 4-2 所示允許偏差（ %）文字符號允許偏差（ %）文字符號0.001Y0.5D0.002X1F0.005E2G0.01L5J0.02P10K0.05W20M0.1B30N0.25C-3 數(shù)碼標注法： 在產(chǎn)品和電路圖上用三位數(shù)字來表示元件的標稱值的方法稱之為數(shù)碼標志 法。常見于貼片電阻或進口器件上。4 色環(huán)標注法：色環(huán)標注法簡稱色標法，普通的電阻器一般用四色環(huán)表示，精密電阻用五 色環(huán)表示。緊靠電阻體一端頭的色環(huán)為第一環(huán)，露著電阻體本色較多的另一端頭為末環(huán)。

43、4.2 電容原件：電容器是組成電路的基本電子原件之一，在各種電子產(chǎn)品和電力設備中被廣泛應用。4.2.1 圖形符號（ a ）（ b ） （ c ） （ d ）（ e ）圖 4-2電容原件圖形符號如圖所示，其中（ a ）表示容量固定的電容器， （ b ）表示有極性電容器，例如各種電 解電容器，（ c ）表示容量可調的可變電容器。 （ d ）表示微調電容器， （ e ）表示一個雙連 可變電容器。4.2.2 基本單位電容量的基本單位是法拉（用 F 表示），還有較小的單位微法（ F）和皮法（ PF），這三 個單位的換算關系是： 1F 1xxx F 1F1xxxPF4.2.3 型號命名國產(chǎn)電容器的型號命名

44、一般由 4 部分構成（不適合于壓敏，可變，真空電容）依次分別代 表名稱，材料，分類和序號。第一部分：名稱，用字母表示，電容器用 C 第二部分：材料，用字母表示第三部分：分類，一般用數(shù)字表示，個別用字母表示。 第四部分：序號，用數(shù)字表示。用字母表示的材料： B-聚苯乙烯等非極性薄膜 C-高頻陶瓷 D-鋁電解 E-其他材料電解 G- 合金電解 H-復合介質 I- 玻璃釉 J-金屬化紙 L-滌綸等極性有機薄膜 O-玻璃膜 Q-漆膜 T-低頻陶 瓷 V-云母紙 Y-云母 Z- 紙介。4.2.4 電容器的主要參數(shù)有兩個：1 標稱電容量和允許誤差，標稱電容量指電容器上標注的電容量。允許誤差分三級，同于 電

45、阻器誤差的表示方法。微調電容器和可變電容器標出了它的電容量的最小值和最大值，2 耐壓，指電容器正常工作時，允許加在電容器上的最高電壓值。不能超過，否則將損壞 電容器。4.2.5 電容器主要技術參數(shù)的標注方法1 直標法 指在電容器的表面直接用數(shù)字和單位符號或字母標注出標稱容量和耐壓等。2 數(shù)字加字母標注法 指用數(shù)字和字母有規(guī)律的組合來表示容量， 字母既表示小數(shù)點， 又 表示后綴單位。3 數(shù)碼標注法 數(shù)碼標注法多用于非電解電容器的標注， 它采用三位數(shù)標注和四位數(shù)標注：1）三位數(shù)標注法 采用三位數(shù)標注的電容器，前兩位數(shù)字表示標稱值的有效數(shù)字，第三 位表示有效數(shù)字后綴零的個數(shù)，它們的單位是pF。這種標

46、注法中有一個特殊的，就是當?shù)谌粩?shù)字是時，它表示有效數(shù)字乘以 -1 。2）四位數(shù)標注法 采用四位數(shù)標注的電容器不標注單位。這種標注方法是用 14 位數(shù)字 表示電容量，其容量單位是 pF；若用 0.0X 或 0.X 時，其單位為 F。4 電容器容量允許誤差的標注方法 電容器容量允許誤差的標注方法主要有三種：1）用字母表誤差。2）直接標出誤差的值。3）直接用數(shù)字表示百分比的誤差。4.3 變壓器4.3.1 圖形符號圖 4-3變壓器圖形符號變壓器的圖形符號見圖 4-3 。其中（ a ）是空芯變壓器， （ b ）是滋芯或鐵芯變壓器，c ）是繞組間有屏蔽層的鐵芯變壓器， （ d ）是次級有中心抽頭的變壓器

47、， （ e ）是耦合可變的變壓器，f ）是自耦變壓器， （ g ）是帶可調磁芯的變壓器， （ h ）中的小圓點是變壓器極性的標記。4.3.2 分類按冷卻方式分類：干式變壓器、油浸變壓器、氟化物變壓器。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。按鐵芯或線圈結構分類：芯式變壓器、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。按電源相數(shù)分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。按用途分類： 電源變壓器、 調壓變壓器、 音頻變壓器、 中頻變壓器、 高頻變壓器。4.3.3 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系很大，故應根據(jù)使用頻率來設計和使用，這種頻率稱工作頻率。額定功率在規(guī)定的頻率和電

48、壓下，變壓器能長期工作，而不超過規(guī)定溫升的輸出功率。額定電壓指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時不得大于規(guī)定值。電壓比 指變壓器初級電壓和次級電壓的比值，有空載電壓比和負載電壓比的區(qū)別。5 空載電流 變壓器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流?？蛰d 電流由磁化電流（產(chǎn)生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。6 空載損耗 指變壓器次級開路時，在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是 空載電流在初級線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗（銅損） ，這部分損耗很小。7 效率 指次級功率 P2與初級功率 P1 比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率 就愈高。8 絕緣電阻 表示變壓器

49、各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與 所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關。4.4 二極管元器件4.4.1 圖形符號圖 4-4二極管圖形符號半導體二極管在電路圖中的圖形符號見圖 4-4 其中（ a ）為一段二極管的符號， 圖（ b ） 是穩(wěn)壓二極管符號，圖（ c ）是變容二極管符號，圖（ d ）是熱敏二極管符號，圖（ e ） 是發(fā)光二極管符號，圖（ f ）是磁敏二極管符號。4.4.2 型號命名國際電子聯(lián)合會半導體器件的型號命名分四部分組成： 第一部分用字母表示半導體器件的材料。第二部分用字母表示半導體器件的類別。第三部分用數(shù)字或字母與數(shù)字混合表示序號第四部分用字母

50、表示器件的規(guī)格號5 自動充電器電路模塊連接、系統(tǒng)調試和完善5.1 用 Protel DXP 軟件設計 PCB板5.1.1 PCB 設計過程：1 繪制電路原理圖2 規(guī)劃電路板3 設置參數(shù)4 元器件封裝5 元器件布局6 自動布線7 手工調整8 保存輸出經(jīng)過以上步驟制作出如下圖所示 PCB板（注：圖中線路引出部分外接 220V 交流電壓）圖 4-5PCB板圖5.2 制作電路板5.2.1 元器件的引腳識別及元器件使用中應注意的問題1 元器件引腳識別安裝之前一定要對元器件進行測試， 參數(shù)性能指標應滿足設計要求， 要準確識別元器件的 引腳，以免造成人為故障甚至損壞元器件。（ 1）集成電路 雙列直插式集成電

51、路一般是頂視圖，集成電路上有小孔標記，它是用來表 示管教 1 的位置的，本設計中所用的集成電路引腳見論文第三部分。（2）二極管，穩(wěn)壓管，電容器等原件的識別方法見論文第四部分2 原件使用中應注意的問題：（1）電容器電容器在使用前要先檢查是否引線開路或部短路， 可用萬用表的電阻擋測， 檢查電解電容 時，因為容量大，可將萬用表置于 R*1K 擋當表筆在電容兩端測量時，點半指針很快擺到小電 阻位置后逐漸擺到大電阻位置，并達到無窮時，表明有容量且漏電。若退布到無窮位置說明漏 電。表筆根本不動說明電容開路。（2）電阻及電位器 電阻的功率，阻值，精度滿足設計要求，而且要逐一經(jīng)過測試，測量電阻時不要把人體電

52、阻并人測量電位器是以個可變電阻， 它是由電阻材料制成的電阻軌道和電刷組成， 要保證兩者的良好 接觸才能使電位器正常的發(fā)揮作用。5.2.2 依照電路圖進行安裝，焊接1 安裝 依照 PCB版圖進行各元器件的安裝，連接， . 裝配時注意不要扭動固定爪拆卸。2 焊接 依照焊接的三個步驟首先凈化金屬表面， 然后將被焊金屬的表面加熱到焊錫融化 的溫度，加焊料使其形成合金層。焊接時注意：溫度小于280焊接時間要少于 3 秒，避免電路板的損壞；使用恒溫焊錫； 重復焊接少于 3次，間隔大于 5分鐘。盡量使焊接達到一下幾點： （1）金屬表面焊錫充足，焊盤大小適中。（2）焊點表面光亮，光滑。（3）焊錫均薄，隱約可見

53、導線的輪廓。（4）焊點干凈，無裂紋或針孔。5.3 電路調試5.3.1 調試前檢查1 不通電檢查（ 1）檢查連線 電路安裝完畢之后布急于通電，先認真檢查接先是否正確，包括錯線，少線 和多線。把電路圖上的連線按一定順序在安裝好的線路中注意對應檢查（2）直觀檢查電源，地線，信號線，元件引腳之間有無短路。二極管，電容引腳有無錯接， 集成電路是否插對等。2 通電檢查把經(jīng)過準確測量的電源電壓加入電路，信號源暫不接入，電源接通后觀察有無異樣，如冒 煙，異常氣味等。然后測量各元件引腳的電源電壓。5.3.2 系統(tǒng)調試組裝完畢經(jīng)檢查無誤后，即可進行調試。首先用萬用表檢查電源是否正常。在G位置兩端加一可調電壓，如 6V。用萬用表監(jiān)視 3 腳電位，調節(jié) G 兩端的可調電壓由大到小，當其值大于 5.6V 時，測量 3 腳是否輸出低電平，調節(jié) G兩端電壓之間減小，當該值小于 5.6V