第八章保护电路的工作原理
一、保护电路的作用与技术
由于焊机、切割机的工作环境十分恶劣，环境对机器安全、人身安全存在着种种隐患。为了保证机器、人身安全，便需要各种保护电路。并要求保护电路的控制灵敏、及时、安全、可靠。
二、保护电路工作原理
1、过压保护：过压保护是为了避免因人为误接高电压电源等原因造成的电压过高而损坏机器而设置的，它和预防开机浪涌电流电路结合在一起，其原理路如图8.1
图8.1 过压保护电路
当因误接高压（把220V AC输入接到380VAC电源）或因其他原因高压加入时，高压电流顿时把压敏电阻RT4击穿（压敏电阻耐压值是根据电路耐压要求而设定的），形成回路。高压电流在RT1和RT4间流过，较大的电流急剧地把消磁电阻（温敏器件）的温度抬高，而使消磁电阻的阻值随之迅速上升（其阻温特性见图4.2），相当于把电路断开，阻值无穷大。而且当电压达到一定值（设定值）时，D1、R1、U1A、D4和RT2形成回路，高压把压敏电阻RT2和D4击穿形成电流，电流使UA 发光，使得UB受光动作，把场管Q4的栅极电位拉低，Q4截止，这样，J1B就不能吸合，高压电流就只能通过耐高压的RT1、RT4回路及D1、R1、U1A、D4和RT2组成的回路，而不会损坏后面的电路，从而保护了电路。而此保护是可恢复的，降低了成本。等电压正常后消磁电阻温度降下，便又可正常工作。避免了因过压而损坏的维修，提高了工作效率。
如果输入电压正常，电压经RT1、RT3、整流滤波，输入辅助电源，使辅助电源工作，输出24V稳压直流电，24V直流电使场管Q4导通，从而使J1A运作，J1B 吸合，短路RT1、RT3，电源电压直接输入整流桥，电路正常工作。
2、过流保护：过流保护是为了避免因元件损坏、干扰、异常等原因引起电流过大
对逆变器造成损坏而设置的。
它通过电流互感器时时对主回路中的电流进行采样，一但电流超过允许值，控制电路中保护电路动作，停止主回路的工作，其原理如图8.2
图8.2 过流保护电路原理图
电路采用1：300的电流互感器对主回路进行采样（电流互感器是一种电流采样器件，相当于变压器），由I1/I2=n2/n1可知，当主回路中流过300A的电流时，保护电路能采样到1A的电流信号，该信号对控制电路中的电容充电，并形成压降，一但这压降大于保护控制电路中给定的基准电压，便使保护控制电路动作，进行封波，使整个电路停止工作。（保护控制详见第六章第三节）
3、过热保护：过热保护电路的作用是避免机器因散热不良，环境温度过高或元器
件工作异常而损坏电路。
通常，把热敏器件（热敏开关）置于主变压器或散热装置上，一但主变压器或散热装置温度过高，热敏器件便动作闭合，从而使保护控制电路动作，进行电路保护，其原理见图8.3
图8.3过热保护电路
4、24V欠压保护：欠压保护是对辅助电源输出异常而设置的保护，它对辅助电源
的输出值进行检查，如发现辅助电源输出偏低，便使电路停止工作（详见第六章第三节“保护控制电路”）
如何看懂电路图1－－学电子跟我来系列文章 电子设备中有各种各样的图。能够说明它们工作原理的是电原理图，简称电路图。 电路图有两种，一种是说明模拟电子电路工作原理的。它用各种图形符号表示电阻器、电容器、开关、晶体管等实物，用线条把元器件和单元电路按工作原理的关系连接起来。这种图长期以来就一直被叫做电路图。 另一种是说明数字电子电路工作原理的。它用各种图形符号表示门、触发器和各种逻辑部件，用线条把它们按逻辑关系连接起来，它是用来说明各个逻辑单元之间的逻辑关系和整机的逻辑功能的。为了和模拟电路的电路图区别开来，就把这种图叫做逻辑电路图，简称逻辑图。 除了这两种图外，常用的还有方框图。它用一个框表示电路的一部分，它能简洁明了地说明电路各部分的关系和整机的工作原理。 一张电路图就好象是一篇文章，各种单元电路就好比是句子，而各种元器件就是组成句子的单词。所以要想看懂电路图，还得从认识单词——元器件开始。有关电阻器、电容器、电感线圈、晶体管等元器件的用途、类别、使用方法等内容可以点击本文相关文章下的各个链接，本文只把电路图中常出现的各种符号重述一遍，希望初学者熟悉它们，并记住不忘。 电阻器与电位器 符号详见图 1 所示，其中（ a ）表示一般的阻值固定的电阻器，（ b ）表示半可调或微调电阻器；（ c ）表示电位器；（ d ）表示带开关的电位器。电阻器的文字符号是“ R ”，电位器是“ RP ”，即在 R 的后面再加一个说明它有调节功能的字符“ P ”。 在某些电路中，对电阻器的功率有一定要求，可分别用图 1 中（ e ）、（ f ）、
（ g ）、（ h ）所示符号来表示。 几种特殊电阻器的符号： 第 1 种是热敏电阻符号，热敏电阻器的电阻值是随外界温度而变化的。有的是负温度系数的，用NTC来表示；有的是正温度系数的，用PTC来表示。它的符号见图（ i ），用θ或t° 来表示温度。它的文字符号是“ RT ”。 第 2 种是光敏电阻器符号，见图 1 （ j ），有两个斜向的箭头表示光线。它的文字符号是“ RL ”。 第 3 种是压敏电阻器的符号。压敏电阻阻值是随电阻器两端所加的电压而变化的。符号见图 1 （ k ），用字符 U 表示电压。它的文字符号是“ RV ”。这三种电阻器实际上都是半导体器件，但习惯上我们仍把它们当作电阻器。 第 4 种特殊电阻器符号是表示新近出现的保险电阻，它兼有电阻器和熔丝的作用。当温度超过500℃ 时，电阻层迅速剥落熔断，把电路切断，能起到保护电路的作用。它的电阻值很小，目前在彩电中用得很多。它的图形符号见图 1 （ 1 ），文字符号是“ R F ”。 电容器的符号 详见图2 所示，其中（ a ）表示容量固定的电容器，（ b ）表示有极性电容器，例如各种电解电容器，（ c ）表示容量可调的可变电容器。（ d ）表示微调电容器，（ e ）表示一个双连可变电容器。电容器的文字符号是 C 。 电感器与变压器的符号 电感线圈在电路图中的图形符号见图 3 。其中（ a ）是电感线圈的一般符号，（ b ）是带磁芯或铁芯的线圈，（ c ）是铁芯有间隙的线圈，（ d ）是带可调磁芯的可调电感，（ e ）是有多个抽头的电感线圈。电感线圈的文字符号是“ L ”。
电子电路图原理分析 电器修理、电路设计都是要通过分析电路原理图,了解电器的功能和工作原理,才能得心应手开展工作的。作为从事此项工作的同志,首先要有过硬的基本功,要能对有技术参数的电路原理图进行总体了解,能进行划分功能模块,找出信号流向,确定元件作用。若不知电路的作用,可先分析电路的输入和输出信号之间的关系。如信号变化规律及它们之间的关系、相位问题是同相位,或反相位。电路和组成形式,是放大电路,振荡电路,脉冲电路,还是解调电路。 要学会维修电器设备和设计电路,就必须熟练掌握各单元电路的原理。会划分功能块,能按照不同的功能把整机电路的元件进行分组,让每个功能块形成一个具体功能的元件组合,如基本放大电路,开关电路,波形变换电路等。 要掌握分析常用电路的几种方法,熟悉每种方法适合的电路类型和分析步骤。 １．交流等效电路分析法 首先画出交流等效电路,再分析电路的交流状态,即：电路有信号输入时,电路中各环节的电压和电流是否按输入信号的规律变化、是放大、振荡,还是限幅削波、整形、鉴相等。 ２．直流等效电路分析法 画出直流等效电路图,分析电路的直流系统参数,搞清晶体管静态工作点和偏置性质,级间耦合方式等。分析有关元器件在电路中所处状态及起的作用。例如：三极管的工作状态,如饱和、放大、截止区,二极管处于导通或截止等。 ３．频率特性分析法 主要看电路本身所具有的频率是否与它所处理信号的频谱相适应。粗略估算一下它的中心频率,上、下限频率和频带宽度等,例如：各种滤波、陷波、谐振、选频等电路。 ４．时间常数分析法 主要分析由Ｒ、Ｌ、Ｃ及二极管组成的电路、性质。时间常数是反映储能元件上能量积累和消耗快慢的一个参数。若时间常数不同,尽管它的形式和接法相似,但所起的作用还是不同,常见的有耦合电路、微分电路、积分电路、退耦电路、峰值检波电路等。 最后,将实际电路与基本原理对照,根据元件在电路中的作用,按以上的方法一步步分析,就不难看懂。当然要真正融会贯通还需要坚持不懈地学习。 电子设备中有各种各样的图。能够说明它们工作原理的是电原理图，简称电路图。 电路图有两种 一种是说明模拟电子电路工作原理的。它用各种图形符号表示电阻器、电容器、开关、晶体管等实物，用线条把元器件和单元电路按工作原理的关系连接起来。这种图长期以来就一直被叫做电路图。 另一种是说明数字电子电路工作原理的。它用各种图形符号表示门、触发器和各种逻辑部件，用线条把它们按逻辑关系连接起来，它是用来说明各个逻辑单元之间的逻辑关系和整机的逻辑功能的。为了和模拟电路的电路图区别开来，就把这种图叫做逻辑电路图，简称逻辑图。 除了这两种图外，常用的还有方框图。它用一个框表示电路的一部分，它能简洁明了地说明电路各部分的关系和整机的工作原理。 一张电路图就好象是一篇文章，各种单元电路就好比是句子，而各种元器件就是组成句子的单词。所以要想看懂电路图，还得从认识单词——元器件开始。有关电阻器、电容器、电感线圈、晶体管等元器件的用途、类别、使用方法等内容可以点击本文相关文章下的各个链接，本文只把电路图中常出现的各种符号重述一遍，希望初学者熟悉它们，并记住不忘。 电阻器与电位器（什么是电位器） 符号详见图 1 所示，其中（ a ）表示一般的阻值固定的电阻器，（ b ）表示半可调或微调电阻器；（ c ）表示电位器；（ d ）表示带开关的电位器。电阻器的文字符号是“ R ”，电位器是“ RP ”，即在 R 的后面再加一个说明它有调节功能的字符“ P ”。
微分电路 微分电路的用途 微分电路用于一些电子加速电路、整形电路和触发信号电路中。 微分电路的结构 微分电路的结构和电阻分压电路相似，不同之处就是把分压电路中的前一个电阻器变成电容器即是，这时输入下一级电路的交流信号（电容器不通直流）就不像普通分压电路那么简单了，这主要表现在实际上给微分电路输入的不是正弦信号，而矩形脉冲信号。 微分电路的要求 在微分电路中，要求RC时间常数（电阻值乘以电容值）远远小于脉冲宽度，这一点是微分电路中电阻和电容必须满足的要求，否则微分电路不能正常工作。微分电路的作用 通过微分电路可发将输入的矩形脉冲信号变成尖顶脉冲，在输入脉冲信号的每一个突变处，微分电路都输出很大的尖顶信号，而在输入脉冲信号的平顶期间输出信号电压为零，所以微分电路能够提取输入信号中的突变成分。这些突变成分是输入信号的高频份量，说明微分电路具有这样的功能：能够提取输入信号的高频成份，而去掉其中的低频成份。 微分电路的原理 从上图中可以看出电路输入矩形脉冲信号U1加在电容器上，经过电容器后再在电阻器上输出尖顶脉冲信号U2。这个电路也可以这们理解：在电容器和电阻器串联电路上输入矩形脉冲信号，用示波器查看电路波形，在电容器前面会是矩形脉冲信号，在电阻器前面会是尖顶脉冲信号。这主要利用电容器储能充电的特性将电路中矩形脉冲信号转变成尖顶脉冲信号输送到下一级电路中。 对微分电路原理分析过程要根据输入脉冲信号在前沿阶段、平顶阶段和后沿阶段等几种情况来进行： 1、当输入信号脉冲还没有出现时，输入信号电压为零，所以输出信号电压也为
零。 2、当输入信号脉冲进入前沿阶段时，输入信号从零突然跳变到高电平，这时也叫脉冲前沿阶段。由于输入信号电压从零突变到最大值时间很短，电容内部原来没有电荷，其两端电压为零，电容相当于短路。输入脉冲直接加电阻上，此时输入脉冲信号在最大值，所以微分电路这时输出最大电压，即为输入信号脉冲幅值。 3、当输入信号脉冲刚进入平顶阶段，输入信号保持最高电压，这一输入信号电压很快通过电阻对电容进行充电。随着充电的进行，电容两端的电压越来越大，微分电路输出电压则越来越小。 4、当输入信号脉冲进入平顶阶段后，由于电阻和电容的时间常数很小，远小于输入信号的脉冲宽度，所以对电容充电很快完毕，在电容上充到输入脉冲信号的峰值电压。电容充满电后相当于开路，这时微分电路输出信号电压为零，所以微分电路输出端电压从最大值很快下降到零。 5、当输入信号脉冲进入后沿阶段时，输入信号脉冲电压突变到零。这时充满电的电容开始对输入端放电，输入端这时相当于接地短路，电容放电就会流到电阻。这时电阻上电压就会出现负关周电压，也就是说输出端电压是负的。电容刚开始放电时，电路电压突然从零跳变到最高电压，这样便形成负尖顶波形。 6、当输入信号脉冲进入后沿阶段后，随着放电的进行，电容内的电荷越来越少，电容的电压也是越来越低，输出端的负尖顶波也随之越来越低。由于电阻和电容的时间常数很小，电容在刚开始充电并没有充太多电，放电过程很快完成。电路中的电压很快变成零，这时输出端的负尖顶波也很快回到零位置。
1、稳压电源电路图、工作原理、调试步骤 a)仪器的准备 1、调压器 2、变压器 3、指针万用表（2.5A插孔） 4、数字万用表 5、负载电阻12Ω/25W 6、电子电压表 b)电路的功能 该电路是一个串联形直流稳压电路，它是由电源变换电路、整流电路、滤波电路、稳压电路和负载组成。该电路可以实现整流、滤波、稳压。其中稳压部分包括基准电压、取样电路、比较放大器、调整电路等。 c)电路原理图 d)电路的原理 ◆稳压的工作原理 稳压电路是利用负反馈的原理，以输出电压的变化量ΔUL，经取样管VT3与基准电压7.5V（VD5稳压管提供）比较放大后，去控制调整管VT2的基极电流Ib，当Ib增大，调整管Uce将减小；当Ib减小，调整管Uce将增大；使输出电压UL基本保持不变。 当电网电压升高或输出电流减小时： Uo↑→Ub(VT3)↑→Ube(VT3)↑→Ic(VT3)↑→Uc(VT3)↓→Ub(VT1)↓→Ic(VT1)↓→Ic(VT2)↓→Uce(VT2) ↑→Uo↓ 当电网电压下降或输出电流变大时： Uo↓→Ub(VT3) ↓→Ube(VT3) ↓→Ic(VT3) ↓→Uc(VT3) ↑→Ub(VT1) ↑→Ic(VT1) ↑→Ic(VT2) ↑→Uce(VT2) ↓→Uo↓ ◆说明各元件在电路中的作用 VD1、VD2、VD3、VD4桥式整流电路。C6、C7、C8、C9滤波电容、保护整流二极管。VT1、VT2组成复合管，增大等效β值改善稳压性能。C1、C2、C3、C4、C5为滤波电容。R5为VD5限流电阻。R4给VT1的反向穿透电流提供一条通路，防止高温时，VT2出现失控。R8、RP1、R7为VT3分压偏置电阻。R1、R3为VT2负载电阻。R2、R6、R9为VT1偏置、负载电阻。 e)电路的测量步骤
一种实用ups电源电路图及电路工作原理 UPS即不间断电源(ups不间断电源)，该装置可以保障计算机系统停电后，用户还能再工作一段时间紧急存盘，不会因为停电而影响工作或使数据丢失。当市电输入正常时，ups可将市电稳压后提供给负载使用，此时ups(ups稳压电源)被当做交流市电稳压器，与此同时还向机内电池充电。当市电中断时，UPS 便立即将机内电池的电能向负载继续供电，使负载保持正常工作状态，并保护负载、软件、硬件不被损坏。UPS 设备通常对电压过大或电压太低都可以提供保护，本文主要介绍了一种实用ups电源电路图及电路工作原理。 在使用ups电源(ups电源的作用)时，我们要留意以下几个注意事项： 1)UPS的输出负载控制在60%左右为最佳，可靠性最高。 2)UPS放电后应及时充电，避免电池因过度自放电而损坏。 3)UPS的使用环境应注意通风良好，利于散热，并保持环境的清洁。 4)切勿带感性负载，如点钞机、日光灯、空调等，以免造成损坏。 5)UPS带载过轻(如1000VA的UPS带100VA负载)有可能造成电池的深度放电，会降低电池的使用寿命，应尽量避免。 6)对于多数小型UPS，上班再开UPS，开机时要避免带载启动，下班时应关闭UPS;对于网络机房的UPS，由于多数网络是24小时工作的，所以UPS也必须全天候运行。 7)适当的放电，有助于电池的激活，如长期不停市电，每隔三个月应人为断掉市电用UPS 带负载放电一次，这样可以延长电池的使用寿命。 一、UPS电源系统组成 UPS电源系统由4部分组成：整流、储能、变换和开关控制。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时(该变化应满足系统要求)，输出幅度基本不变的整流电压。 净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流直能的功能外，对整流器来说就象接了一只大容器电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。 由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了净化功能，也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。 在电网电压工作正常时，给负载供电，而且，同时给储能电池充电;当突发停电时，UPS 电源开始工作，由储能电池供给负载所需电源，维持正常的生产(如粗黑→所示);当由于生产需要，负载严重过载时，由电网电压经整流直接给负载供电(如虚线所示)。 二、实用ups电源电路图及电路工作原理 实用ups电源电路图如下图所示。 电路工作原理：常态下，市电(220V)通过可调充电器向蓄电池充电，同时自启动继电器K1吸合，R1与VZ1、VZ2对蓄电池+24V电压进行分压采样，采样电压Vo通过R2、VD3加到V1基极，使V1处于线性放大状态，V2、V3深度饱和，直流控制继电器K吸合，+24V电压通过K、K1送至逆变器V+端，逆变器工作，输出220V正弦波电压，同时自锁继电器K2吸合。 当市电断电时，K1断开，初时输人电压+24V不变，K继续吸合，由于K2的自锁作用，+24V仍正常送至逆变器。经一段时间后，电池电压开始下降，Vo跟着下降，V1导通减弱，
X1226具有时钟和日历的功能，时钟依赖时、分、秒寄存器来跟踪，日历依赖日期、星期、月和年寄存器来跟踪，日历可正确显示至2099年，并具有自动闰年修正功能。拥有强大的双报警功能，能够被设置到任何时钟/日历值上，精确度可到1秒。可用软件设置1Hz、4096Hz或32768Hz中任意一个频率输出。 X1226提供一个备份电源输入脚VBACK，允许器件用电池或大容量电容进行备份供电。采用电容供电时，用一个硅或肖特基二极管连接到Vcc和充电电容的两端，充电电容连接到Vback管脚，注意不能使用二极管对电池充电(特别是锂离子电池)。切换到电池供电的条件是Vcc=Vback-0.1V，正常操作期间，供电电压Vcc必须高于电池电压，否则电池电量将逐步耗尽。振荡器采用外接32.768kH的晶体，产生的振荡误差可通过软件对数字微调寄存器、模拟微调寄存器的数值进行调节加以修正，避免了外接电阻和电容的离散性对精度的影响。4Kb的EEPROM可用于存储户数据。 电路组成及工作原理 X1226可与各种类型的的微控制器或微处理器接口，接口方式为串行的I2C接口。其中数据总线SDA是一个双向引脚，用于输入或输出数据。其漏极开路输出在使用过程中需要添加4.7～10kΩ的上拉电阻。本文介绍89C51单片机与X1226的接口方法，由于89C51单片机没有标准的I2C接口，只能用软件进行模拟。 图1 为了更直观地看到时间的变化，采用8位LED数码管显示年、月、日或时、分、秒，用PS7219A驱动LED
数码管，数码管选择0.5英寸共阴极红色或绿色LED数码管。由于PS7219A器件内含IMP810单片机监控器件，复位输出高电平有效，因此在使用51系统时，无须添加监控器件，使用PS7219A的复位输出给51单片机复位即可，监控电压为4.63V。硬件设计原理图如图1所示。 在硬件通电调试过程中，不能用手去触摸X1226的晶体振荡器，否则可能会导致振荡器停振，恢复振荡器起振的方法是关闭电源(包括备份电源)后重新上电。另外需要说明的是，测量振荡器时，不要用示波器的探头去测量X2的振荡输出，应该用探头测量PHZ/IRQ的振荡输出，以确定是否起振和振荡频率是否准确，测量时建议在该脚加一个5.1kΩ的上拉电阻。 软件设计 X1226内含实时时钟寄存器(RTC)、状态寄存器(SR)、控制寄存器(CONTROL)、报警寄存器(Alarm0、Alarm1)和客户存储数据的存储器。由于实时时钟寄存器和状态寄存器需要进行频繁的写操作，因此其存储结构为易失性SRAM结构。其他寄存器均为EEPROM结构，写操作次数通常在10万次以上。X1226初始化程序框图如图2所示，子程序YS4的作用是延时4μs。 图2
摘要 在本设计中,使用运算放大器进行微分电路得设计,此电路就是由电容C与电阻R进行反馈电路,实现了输入信号幅度5V,频率为0—1ＫH得微分电路。在设计过程中利用软件Multisim进行仿真,最后使用Pｒotｅｌ画出电路图,并制PＣＢ板。 关键词:运算放大器;微分电路;幅度5V;频率0-１KHZ;Ｐrotel;Muｌtisim
目录 摘要 (1) 目录?2 1绪论 (3) 2 设计任务?4 ２。1 课程设计得目得及意义 (4) ２.2 课程设计任务与要求 (4) 2.2、1 设计任务?4 2。2、2设计要求?4 2.3实验器材?5 2.4 课程设计指标 ............................................................................................................................... ５ 3 微分电路工作原理?６ ４微分电路设计与调试 (8) 4、1 仿真软件介绍?8 4.1、1 Mｕltisim软件介绍?８ ４.1。２Protｅｌ软件介绍?9 10 ４。2 微分电路系统得实现? 4、2、１微分电路参数计算?1０ 4.2、2 微分电路元器件选择.................................................................................................. １０ 4.2、3 微分电路Mulｔisiｍ调试图......................................................................................... １1 12 4、2.4 微分电路Proｔel绘制电路图? 5 实验结果分析 .................................................................................................................................... 1４ 6 总结 (15) 致谢?1６ 参考文献 (17)
入门电路原理图分析 一、电子电路的意义电路图是人们为了研究和工程的需要，用约定的符号绘制的一种表示电路结构的图形。通过电路图可以知道实际电路的情况。这样，我们在分析电路时，就不必把实物翻来覆去地琢磨，而只要拿着一张图纸就可以了。在设计电路时，也可以从容地纸上或电脑上进行，确认完善后再进行实际安装，通过调试、改进，直至成功。我们更可以应用先进的计算机软件来进行电路的辅助设计，甚至进行虚拟的电路实验，大大提高工作效率。二、电子电路图的分类常遇到的电子电路图有原理图、方框图、装配图和印版图等。1、原理图 原理图就是用来体现电子电路的工作原理的一种电路图，又被叫做“电原理图”。这种图由于它直接体现了电子电路的结构和工作原理，所以一般用在设计、分析电路中。分析电路时，通过识别图纸上所画的各种电路元件符号以及它们之间的连接方式，就可以了解电路的实际工作情况。下图所示就是一个收音机电路的原理图。2、方框图(框图) 方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概 况的电路图。从根本上说，这也是一种原理图。不过在这种图纸中，除了方框和连线几乎没有别的符号了。它和上面的原理图主要的区别就在于原理图上详细地绘制了电路的全
部的元器件和它们连接方式，而方框图只是简单地将电路安装功能划分为几个部分，将每一个部分描绘成一个方框，在方框中加上简单的文字说明，在方框间用连线(有时用带箭头的连线)说明各个方框之间的关系。所以方框图只能用来体现电路的大致工作原理，而原理图除了详细地表明电路的工作原理外，还可以用来作为采集元件、制作电路的依据。下图所示的就是上述收音机电路的方框图。(三)装配图它是为了进行电路装配而采用的一种图纸，图上的符号往往是电路元件的实物的外形图。我们只要照着图上画的样子，依样画葫芦地把一些电路元器件连接起来就能够完成电路的装配。这种电路图一般是供初学者使用的。装配图根据装配模板的不同而各不一样，大多数作为电子产品的场合，用的都是下面要介绍的印刷线路板，所以印板图是装配图的主要形式。在初学电子知识时，为了能早一点接触电子技术，我们选用了螺孔板作为基本的安装模板，因此安装图也就变成另一种模式。如下图：(四)印板图印板图的全名是“印刷电路板图”或“印刷线路板图”，它和装配图其实属于同一类的电路图，都是供装配实际电路使用的。印刷电路板是在一块绝缘板上先覆上一层金属箔，再将电路不需要的金属箔腐蚀掉，剩下的部分金属箔作为电路元器件之间的连接线，然后将电路中的元器件安装在这块绝缘板上，利用板上剩余的金属箔作为元器件之间导电的连线，完成电路的连接。由于这种电路板的一面
锂电池保护板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,常用的保护IC有8261,DW01+,CS213,GEM5018等，其中精工的8261系列精度更好，当然价钱也更贵。后面几种都是台湾出的，国内次级市场基本都用DW01+和CS213了，下面以DW01+ 配MOS管8205A （8pin）进行讲解: 锂电池保护板其正常工作过程为: 当电芯电压在2.5V至4.3V之间时，DW01 的第1脚、第3脚均输出高电平(等于供电电压)，第二脚电压为0V。此时DW01 的第1脚、第3脚电压将分别加到8205A的第5、4脚，8205A内的两个电子开关因其G极接到来自DW01 的电压，故均处于导通状态，即两个电子开关均处于开状态。此时电芯的负极与保护板的P-端相当于直接连通，保护板有电压输出。 2.保护板过放电保护控制原理: 当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01 内部将通过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01 将认为电芯电压已处于过放电电压状态，便立即断开第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V，8205A内的开关管因第5脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的放电回路被切断，电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上充电电压后，DW01 经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态，重新在第1脚输出高电压，使8205A内的过放电控制管导通，即电芯的B-与保护板的P-又重新
接上，电芯经充电器直接充电。 3.保护板过充电保护控制原理: 当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯的电压将越来越高，当电芯电压升高到4.4V时,DW01 将认为电芯电压已处于过充电电压状态，便立即断开第3脚的输出电压，使第3脚电压变为0V，8205A内的开关管因第4脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的充电回路被切断，电芯将停止充电。保护板处于过充电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上放电负载后，因此时虽然过充电控制开关管关闭,但其内部的二极管正方向与放电回路的方向相同,故放电回路可以进行放电,当电芯的电压被放到低于4.3V时,DW01 停止过充电保护状态重新在第3脚输出高电压，使8205A内的过充电控制管导通，即电芯的B-与保护板P-又重新接上，电芯又能进行正常的充放电. 4.保护板短路保护控制原理: 如图所示，在保护板对外放电的过程中，8205A内的两个电子开关并不完全等效于两个机械开关，而是等效于两个电阻很小的电阻，并称为8205A的导通内阻，每个开关的导通内阻约为30m\U 03a9共约为60m\U 03a9，加在G极上的电压实际上是直接控制每个开关管的导通电阻的大小当G极电压大于1V时，开关管的导通内阻很小(几十毫欧)，相当于开关闭合，当G极电压小于0.7V以下时，开关管的导通内阻很大(几MΩ)，相当于开关断开。电压UA就是8205A的导通内阻与放电电流产生的电压，负载电流增大则UA必然增大,因UA0.006L×
电气控制电路基础（电气原理图） 电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。 这里重点介绍电气原理图。 电气原理图目的是便于阅读和分析控制线路，应根据结构简单、层次分明清晰的原则，采用电器元件展开形式绘制。它包括所有电器元件的导电部件和接线端子，但并不按照电器元件的实际布置位置来绘制，也不反映电器元件的实际大小。 电气原理图一般分主电路和辅助电路（控制电路）两部分。 主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。 辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小和辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。 电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示。 电气原理图中电器元件的布局
电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则安排。主电路安排在图面左侧或上方，辅助电路安排在图面右侧或下方。无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下，从左到右排列。 电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别。如两个接触器，可用KMI、KMZ文字符号区别。 电气原理图中，所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出。 对于继电器、接触器的触点，按其线圈不通电时的状态画出，控制器按手柄处于零位时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点按未受外力作用时的状态画出。 电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转90o，但文字符号不可倒置。 图面区域的划分 图纸上方的1、2、3…等数字是图区的编号，它是为了便于检索电气线路，方便阅读分析从而避免遗漏设置的。图区编号也可设置在图的下方。
锂电池保护板工作原理 锂电池保护板根据使用IC,电压等不同而电路及参数有所不同,下面以DW01 配MOS管8205A进行讲解: 锂电池保护板其正常工作过程为: 当电芯电压在2.5V至4.3V之间时，DW01 的第1脚、第3脚均输出高电平(等于供电电压)，第二脚电压为0V。此时DW01 的第1脚、第3脚电压将分别加到8205A的第5、4脚，8205A内的两个电子开关因其G极接到来自DW01 的电压，故均处于导通状态，即两个电子开关均处于开状态。此时电芯的负极与保护板的P-端相当于直接连通，保护板有电压输出。 2.保护板过放电保护控制原理:
当电芯通过外接的负载进行放电时,电芯的电压将慢慢降低,同时DW01 内部将通过R1电阻实时监测电芯电压,当电芯电压下降到约2.3V时DW01 将认为电芯电压已处于过放电电压状态，便立即断开第1脚的输出电压，使第1脚电压变为0V，8205A内的开关管因第5脚无电压而关闭。此时电芯的B-与保护板的P-之间处于断开状态。即电芯的放电回路被切断，电芯将停止放电。保护板处于过放电状态并一直保持。等到保护板的P 与P-间接上充电电压后，DW01 经B-检测到充电电压后便立即停止过放电状态，重新在第1脚输出高电压，使8205A内的过放电控制管导通，即电芯的B-与保护板的P-又重新接上，电芯经充电器直接充电。 4.保护板过充电保护控制原理: 当电池通过充电器正常充电时,随着充电时间的增加,电芯的电压将越来越高，当电芯电压升高到4.4V时,DW01 将认为电芯电压已处于过充电电压状态，便立即断开第3脚的输出电压，使第3脚电压变为0V，8205A内的开关管因第4脚无电压而关
桥式整流电路图及工作原理介绍 桥式整流电路如图1所示，图（a）、（b）、（c）是桥式整流电路的三种不同画法。由电源变压器、四只整流二极管D1~4 和负载电阻RL组成。四只整流二极管接成电桥形式，故称桥式整流。
图1 桥式整流电路图 桥式整流电路的工作原理 如图2所示。 在u2的正半周，D1、D3导通，D2、D4截止，电流由TR次级上端经D1→ RL →D3回到TR 次级下端，在负载RL上得到一半波整流电压 在u2的负半周，D1、D3截止，D2、D4导通，电流由Tr次级的下端经D2→ RL →D4 回到Tr次级上端，在负载RL 上得到另一半波整流电压。 这样就在负载RL上得到一个与全波整流相同的电压波形，其电流的计算与全波整流相同，即 UL = 0.9U2 IL = 0.9U2／RL 流过每个二极管的平均电流为 ID = IL／2 = 0.45 U2／RL 每个二极管所承受的最高反向电压为 什么叫硅桥,什么叫桥堆 目前，小功率桥式整流电路的四只整流二极管，被接成桥路后封装成一个整流器件，称"硅桥"或"桥堆"，使用方便，整流电路也常简化为图Z图1（c）的形式。桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点，但多用了两只二极管。在半导体器件发展快，成本较低的今天，此缺点并不突出，因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。
二极管整流电路原理与分析 半波整流 二极管半波整流电路实际上利用了二极管的单向导电特性。 当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管导通，输出电压v o=v i-v d。当输入电压处于交流电压的负半周时，二极管截止，输出电压v o=0。半波整流电路输入和输出电压的波形如图所示。 二极管半波整流电路 对于使用直流电源的电动机等功率型的电气设备，半波整流输出的脉动电压就足够了。但对于电子电路，这种电压则不能直接作为半导体器件的电源，还必须经过平滑（滤波）处理。平滑处理电路实际上就是在半波整流的输出端接一个电容，在交流电压正半周时，交流电源在通过二极管向负载提供电源的同时对电容充电，在交流电压负半周时，电容通过负载电阻放电。
实验九积分与微分电路 学院：信息科学与技术学院专业：电子信息工程 ：刘晓旭 学号：2011117147
一．实验目的 1．掌握集成运算放大器的特点、性能及使用方法。 2．掌握比例求和电路、微积分电路的测试和分析方法。 3．掌握各电路的工作原理和理论计算方法。 二．实验仪器 1．数字万用表2．直流稳压电源3．双踪示波器4．信号发生器5．交流毫伏表。三．预习要求 1.分析图7-8 实验电路，若输入正弦波，u o 与u i 的相位差是多少？当输入信号为100Hz、有 效值为2V时，u o =? 2.图7-8 电路中，若输入方波，u o 与u i 的相位差？当输入信号为160Hz幅值为1V时，输出 u o =? 3.拟定实验步骤，做好记录表格。 四．实验原理 集成运放可以构成积分及微分运算电路，如下图所示： 微积分电路的运算关系为： 五．实验内容： 1.积分电路 按照上图连接积分电路，检查无误后接通+12，-12V直流电源。 （1）取U i=-1v，用示波器观察波形u0，并测量运放输出电压的正向饱和电压值。
（2）取U i=1V,测量运放的负向饱和电压值。 （3）将电路中的积分电容改为改为0.1uF，u i分别输入1KHz幅值为2v的方波和正弦信号，观察u i和u o的大小及相位关系，并记录波形，计算电路的有效积分时间。 （4）改变电路的输入信号的频率，观察u i和u o的相位，幅值关系。 2.微分电路 实验电路如上图所示。 （1）输入正弦波信号，f=500Hz，有效值为1v，用示波器观察u i和u o的波形并测量输出电压值。 （2）改变正弦波频率（20Hz-40Hz），观察u i和u o的相位，幅值变化情况并记录。 （3）输入方波，f=200Hz,U=5V，用示波器观察u0波形，并重复上述实验。 （4）输入三角波，f=200Hz,U=2V，用示波器观察u0波形，并重复上述实验 3.积分-微分电路 实验电路如图所示 （1）输入f=200Hz,u=6V的方波信号，用示波器观察u i和u o的波形并记录。 （2）将f改为500Hz，重复上述实验。 解答： 1.（1）取U i=-1v，用示波器观察波形u0，并测量运放输出电压的正向饱和电压值 电路仿真图如下图所示：
第５章逆变电路 主要内容:换流方式,电压型逆变电路，电流型逆变电路，多重逆变电路与多电平逆变电路。 重点:换流方式,电压型逆变电路。 难点:电压型逆变电路,电流型逆变电路。 基本要求：掌握换流方式，掌握电压型逆变电路,理解电流型逆变电路,了解多重逆变电路与多电平逆变电路。 逆变概念： 逆变——直流电变成交流电，与整流相对应。 本章无源逆变逆变电路得应用： 蓄电池、干电池、太阳能电池等直流电源向交流负载供电时,需要逆变电路。交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置得核心部分都就是逆变电路。 本章仅讲述逆变电路基本内容,第６章ＰWM控制技术与第8章组合变流电路中,有关逆变电路得内容会进一步展开 １换流方式 (1)逆变电路得基本工作原理 单相桥式逆变电路为例： S1~S4就是桥式电路得4个臂,由电力电子器件及辅助电路组成。S1、S4闭合,S２、S3断开时，负载电压ｕo为正S1；S1、S4断开,S2、S3闭合时,u o为负,把直流电变成了交流电。改变两组开关切换频率,可改变输出交流电频率。 图5-１逆变电路及其波形举例 与ｕo得波形相同，相位也相同。阻感负载时,iｏ滞后于ｕo,波形电阻负载时,负载电流i ｏ 也不同（图5-１b)。 前：S1、S4通,ｕo与i o均为正。 ｔ １ ｔ1时刻断开Ｓ1、S4,合上S2、S3,u o变负,但ｉo不能立刻反向。
i o从电源负极流出,经Ｓ2、负载与S3流回正极,负载电感能量向电源反馈,i o逐渐减小，t2时刻降为零,之后i o才反向并增大 (2)换流方式分类 换流——电流从一个支路向另一个支路转移得过程,也称换相。 开通:适当得门极驱动信号就可使其开通。 关断：全控型器件可通过门极关断。 半控型器件晶闸管,必须利用外部条件才能关断,一般在晶闸管电流过零后施加一定时 间反压,才能关断。 研究换流方式主要就是研究如何使器件关断。 本章换流及换流方式问题最为全面集中,因此在本章讲述 1、器件换流 利用全控型器件得自关断能力进行换流（Dｅｖicｅmutation)。 2、电网换流 由电网提供换流电压称为电网换流(Ｌine ｍutation)。可控整流电路、交流调压电路与采用相控方式得交交变频电路,不需器件具有门极可关断能力,也不需要为换流附加元件。 ３、负载换流 由负载提供换流电压称为负载换流（Ｌｏａｄmuｔation)。负载电流相位超前于负载电压得场合,都可实现负载换流。负载为电容性负载时,负载为同步电动机时,可实现负载换流。 图5-2 负载换流电路及其工作波形 基本得负载换流逆变电路: 采用晶闸管,负载:电阻电感串联后再与电容并联，工作在接近并联谐振状态而略呈容 , i d基本没有脉动。性。电容为改善负载功率因数使其略呈容性而接入，直流侧串入大电感L ｄ 工作过程: 4个臂得切换仅使电流路径改变，负载电流基本呈矩形波。负载工作在对基波电流接近并联谐振得状态,对基波阻抗很大,对谐波阻抗很小，u o波形接近正弦。 t1前:ＶT１、VT4通，VT2、ＶT３断，u o、i o均为正,VT2、VT3电压即为uｏ t1时:触发VＴ2、VT3使其开通,u o加到VＴ4、ＶT１上使其承受反压而关断,电流从VＴ1、VT4换到ＶＴ3、VT2。
基本放大电路的概念及工作原理里 基本放大电路一般是指有一个三级管和场效应管组成的放大电路。放大电路的功能是利用晶体管的控制作用，把输入的微弱电信号不失真的放到所需的数值，实现将直流电源的能量部分的转化为按输入信号规律变化且有较大能量的输出信号。放大电路的实质，是用较小的能量去控制较大能量转换的一种能量装换装置。 利用晶体管的以小控大作用 ，电子技术中以晶体管为核心元件可组成各种形式的放大电路。其中基本放大电路共有三种组态：共发射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路，如图1所示。 (a)共发射极放大电路 (b)共集电极放大电路
(c)共基极放大电路 图1基本放大电路的三种组态 无论基本放大电路为何种组态，构成电路的主要目的是相同的：让输入的微弱小信号通过放大电路后，输出时其信号幅度显著增强。 1、放大电路的组成原则 需要理解的是，输入的微弱小信号通过放大电路，输出时幅度得到较大增强，并非来自于晶体管的电流放大作用，其能量的提供来自于放大电路中的直流电源。。晶体管再放大电路中只是实现的对能量的控制，是指转换信号能量，并传递给负载。因此放大电路组成的原则首先是必须有直流电源，而且电源的设置应保证晶体管工作在线性放大电路状态。其次，放大电路中各元件的参数和安排上，要保证被传输信号能够从放大电路的输入端尽量不衰减地输出，在信号传输的过程中能够不失真的放大，最后经放大电路输出端输出，并且满足放大电路的性能指标要求。 综上所述，放大电路必须具备以下条件。 ○1保证放大电路的核心元件晶体管工作在放大电路状态，及要求其发射极正偏，集电结反偏。 ○2输入回路的设置应当是输入信号耦合到晶体管的输入电极，并形成变化的基极电流i B ，进而产生晶体管的电流控制关系，变成集电极电流i C 的变化。
积分电路与微分电路 积分电路和微分电路实验的目的和要求 1: (1)进一步掌握微分电路和积分电路的相关知识(2)学会使用运算放大器形成积分微分电路 (3)设计了一个RC差分电路，将方波转换成锐脉冲波(4)设计了一个RC积分电路，将方波转换成三角波(5)进一步学习和熟悉Multisim软件的使用(6)得出分析结论，写出模拟经验 工作原理: 积分电路: 积分是一种常见的数学运算，同时积分电路是一种常见的波形转换电路，它是一种将矩形脉冲(或方波)转换成三角波的电路最简单的集成电路(一阶RC电路)在 实验中，增加了一个运算放大器。原理图如下: 使用虚拟接地和虚拟断路的概念:n？0，i1？i2？I，电流为i1的电容器c？充电V1/电阻假设电容器c的初始电压为vc(o)？0，输出电压为 1 V0=？钢筋混凝土？vdt 1的上述公式表明，输出电压V0是输入电压Vi随时间的积分，负号表示它们相位相反。
当输入信号Vi为阶跃电压(方波)时，电容将在其作用下以近似恒定的电流模式充电，输出电压V0与时间t近似线性，因此 viviv？？t。？到 RC？其中τ=R C是 中的时间常数由此可以推断，运算放大器的输出电压的最大V om受到DC调节电源的限制，这导致运算放大器进入饱和状态，V o保持不变，并且积分停止 差分电路: 替换积分电路中的电阻和电容元件，并选择较小的时间常数RC，以获得如图4所示的差分电路该电路还具有虚拟接地和虚拟断路 图4差分电路与运算放大器 设置t=0，电容的初始电压Vc(0)=0，当信号卡电压Vi连接时，dvii？？c有1个dtdv？？RC odt 的公式显示，输出电压V o与输入电压Vi相对于时间的微分成比例，负号表示它们的相位相反。当输入信号是方波时，电路可以将方波转换成尖峰脉冲波。 实验内容 我们先画出差分和积分电路图，然后进行实验，观察输出波形 差分电路图:
关键是要掌握其要点, 要分析电路图的原理,初学人员要分析电子电路或了解、掌握电子产品的工作原理，看懂电子产品的电路图是一项基本功。怎样快速地看懂电子产品的电路图呢？ 一、要学习并熟练掌握电子产品中常用的电子元、器件的基本知识，如电阻器、电容器、电感器、二极管、三极管、可控硅、场效应管、变压器、开关、继电器、接插件等，并充分了解它们的种类、性能、特征、特性以及在电路中的符号、在电路中的作用和功能等，根据这些元器件在电路中的作用，懂得哪些参数会对电路性能和功能产生什么样的影响，具备这些电子元器件的基本知识，对于读懂、读透电路图是必不可少的。 二、为方便、快捷地看懂电路图，还要掌握一些由常用元器件组成的单元电子电路知识，例如整流电路、滤波电路、放大电路、振荡电路、电源电路等。因为这些电路单元是电子产品电路图中常见的功能块，掌握这些单元电路的知识，不仅可以深化对电子元器件的认识，而且通过这样的"初级练习"，也是对看懂、读通电路图的锻炼，有了这些知识，为进一步看懂、读通较复杂的电路奠定了良好的基础，也就更容易深化自己的学习。 三、应多了解、熟悉、理解电路图中的有关基本概念。比如关键点的电位，各点电位如何变化、如何互相关联，如何形成回路、通路，哪些构成直流回路、哪些形成信号通道、哪些属于控制回路等。 四、要看懂、读通某一电子产品的电路图，还需对该电子产品有一个大致的了解，例如由产品的主要功能，它可能由哪些电路单元组成。这对读懂、读通它的电路图可以少走弯路。 五、经常在电路图中寻找自己熟悉的元器件和单元电路，看它们在电路中起什么作用，然后与它们周围的电路联系，分析这些外部电路怎样与这些元器件和单元电路互相配合工作，逐步扩展，直至对全图能理解为止。 六、不断尝试将电路图分割成若干条条框框，然后各个击破，逐个了解这些条条框框电路的功能和工作原理，再将各个条条框框互相联系起来，将整个电路图看懂、读通。 七、要多看、多读、多分析、多理解各种电路图。可以由简单电路到复杂电路，遇到一时难以弄懂的问题除自己反复独立思考外，也可以向内行、专家请教，还可以多阅读这方面的教材与文章，从中吸取营养。只要坚持不懈地追求、努力，快速读懂、读通电路图并非难事，而要成为电子技术的专家、行家里手，也是指日可待的事。 很多人分不清模拟地与信号地的区别，有时候也就不区分数字地与模拟地，但这样就使得电路质量下降，影响了电路的性能： 模拟电路涉及弱小信号，但是数字电路门限电平较高，对电源的要求就比模拟电路低些。既有数字电路又有模拟电路的系统中，数字电路产生的噪声会影响模拟电路，使模拟电路的小信号指标变差，克服的办法是分开模拟地和数字地。 对于低频模拟电路，除了加粗和缩短地线之外，电路各部分采用一点接地是抑制地线干扰的最佳选择，主要可以防止由于地线公共阻抗而导致的部件之间的互相干扰。 而对于高频电路和数字电路，由于这时地线的电感效应影响会更大，一点接地会导致实际地线加长而带来不利影响，这时应采取分开接地和一点接地相结合的方式。 另外对于高频电路还要考虑如何抑制高频辐射噪声，方法是：尽量加粗地线，以降低噪声对地阻抗；满接地，即除传输信号的印制线以外，其他部分全作为地线。不要有无用的大面积铜箔。 地线应构成环路，以防止产生高频辐射噪声，但环路所包围面积不可过大，以免仪器处于强磁场中时，产生感应电流。但如果只是低频电路，则应避免地线环路。数字电源和模拟电源最好隔离，地线分开布置，如果有A/D，则只在此处单点共地。 低频中没有多大影响，但建议模拟和数字一点接地。高频时，可通过磁珠把模拟和数字地一点共地。 如果把模拟地和数字地大面积直接相连，会导致互相干扰。不短接又不妥，理由如上有四种方