电路原理个人解析

  • 格式:docx
  • 大小:73.33 KB
  • 文档页数:7

下载文档原格式

  / 10
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

一、电源设计的理解:

对于一个产品,大多数的电路供电部分,均需要一个自制电源来提供,所以电源部分的设计也是至关重要的。

电源给电路供电,而普遍的电路供电电压为+5V、+12V、+15V等等直流小电压,所以就需要将通用的220V交流电压转变成所需直流电压。通常的单相交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压。

a)压敏电阻的选取

因雷电等外界引起的过电压情况容易引起电路设备的损坏,为了保护电路设备,一般在电源的输入端并联压敏电阻。压敏电阻是一种具有瞬态电压抑制功能的器件,防止静电放电、浪涌、耐压、瞬态电流(如雷击)等造成设备的损坏,其作用就是,电路正常工作情况下,工作电压低于压敏电阻的标称电压(也称压敏电压),压敏呈现高阻态,当过电压的出现,大于标称电压时,压敏瞬间导通,将过压和过流导入大地,从而保护电路。一般压敏电阻的选取,主要考虑标称电压(压敏电压)、最大连续工作电压、通流量等。标称电压选取:工作电压Un,电压波动a,通常取a=1.2,压敏电压误差b,一般取0.85,元件老化系数一般取c=0.9。

这样标称电压VmA=a*Un/bc,约等于1.5Un,若考虑交流峰值,需乘以1.414,所以通常取VmA=2.2Un,为了提高压敏的寿命,可在2.2Un基础上稍微增大。

比如压敏型号为MYN15-681K,MY表示为压敏电阻器,N表示用途为高能型,15表示序号,681K表示标称电压为680V(即68后一个0)。

b)变压器的选取

变压器就是将电网电压(220V)转变成较小的交流电压,一般考虑电压和功率即可,通常根据负载要求选取电压和负载电流,比如电路负载工作电压+5V,则选取2~3倍即可,则变压器可取12V,可根据需要适当更改。估算整个电路所需电流I,载电流大小最大值,取变压器负载再稍微大些即可。

c)整流桥的选取

变压过后需要整流,常用整流桥或桥堆进行整流,应用中主要考虑最大工作电流和最大反向电压,整流桥直接用型号参数表示:50伏1安,100伏5安等;桥堆全桥的正向电流有0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A、5A、10A、20A、35A、50A等多种规格,耐压值(最高反向电压)有25V、50V、100V、200V、300V、400V、500V、600V、800V、1000V等多种规格。通常命名如KBL410,即4A,1000V(数字乘以100);HD06,表示耐压(反向电压)600V。比如变压器为220变20V,后

跟桥堆后,因为最大耐压可能加4KV,变压过后将近400V,则选取600V反向电压的桥堆即可。

d)滤波电容的选取

整流过后,还需滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。电容滤波是最常见最简单的滤波电路,滤波电容容量较大,一般采用电解电容,利用充放电原理。一般考虑电容容量的大小和耐压值的大小。容量的选取,通常当

R L C=(3~5)T/2时,U

O

≈1.2U

2

其中,U

O

为滤波后的电压,U

2

为整流后的电压。

R

L

为负载电阻,T为电网电压周期,C即为所求的电容。半波整流电路中,电容容量应取更大些。

e)稳压管的选取

稳压电路输入电压一般选取

U

1=(2~3)U

o

,稳压管应串接限流电阻R接入电路中。

f)稳压器的选取

三端稳压器的选择,一般考虑稳压输出电压U

o

,应该根据电路所需选择,还

要关心输出误差大小,最大输入电压U

i

的大小,输出最大负载电流i的大小和温度系数等等。

如HT7136,输出电压3.6V,误差5%,最大输入电压24V,输出电流30mA。

合理的采用二极管,利用二极管压降的0.7V,可以有效得到所需电压。也可以采用电阻升压电路。

二、红外通讯的理解

红外通信电路,常用电路如上图所示,其中包括近红外通信和远红外通信,D5为红外发射管,D6为光敏三极管,也作为近红外接收管,D7为远红外接收头。

这里主要研究红外发射接收管的选取,根据产品或是客户要求,通信距离上的远近,选取远红外电路还是近红外电路。

首先对于近红外通信电路,红外发射管的选取,一般参数有:正向电流功耗、最大峰值波长(通常市场有850nm的和940nm的最常用)、正向最大电流、最大反向电压、发射角度等等。

红外线定义为,波长为0.75~1000μm,其中近红外线波长为0.75~1.5μm。

而850nm的发射距离一般大于940nm的,但850nm接近红外光,所以普遍产品中选用940nm红外发射管,如电能表采用940nm的。一般发射距离与电流大小有关,常取IF<0.6*IFm,其中IF为正向工作电流,IFm是正向最大电流,一般常取IF<20mA,此时管压降一般为小功率管1~1.3V;中功率管1.6~1.8V;大功率管>=2V。功耗方面分为小功率(1mW-10mW)、中功率(20mW-50mW)和大功率(50mW-100mW以上)三大类。一般串联限流电阻使得工作电流为4~10mA即可,如图中,串接R30为240R,电流大小约为5mA。I=(3.3-0.7-1.4)/240=5mA。接收采用与之对应的光敏三极管接收红外信号即可。

远红外发射接收,发射管可以不变,为了增大距离,通常需要加上38KHz

的载波,接收部分采用红外接收头,通常为三引脚封装。为了增大接收效果,通常需外接滤波电路,另有内置滤波的红外接收头,设计时根据需要选取。

总体选取,根据距离要求,功耗要求,选取的型号基本就可满足电路要求。但同时还有很多型号均可满足要求,若大量生产产品,就需选取一个普遍认为性能不错的型号及厂家,且型号一般不会改变。

三、备用电池电路理解

对于电能表这样的产品,不仅仅要求在供电情况下,可以对电能量进行计量等功能,往往还要求其在断电情况下,还要维持基本的功能,比如仍要显示时间、用电量,维持数据的存贮,或者还需要通信等功能。为解决这种问题,必须采用备用电池。

电池的选择,根据规约的要求,往往电池的使用满足几年的使用寿命,5年,10年或者更长。所以电池就需要选择一种高容量的,并且电路设计方面同时也要满足超低功耗。

通常备用电池选择,往往根据电路中个芯片工作电压、最大连续工作电流、尺寸、工作温度等信息选择,常用的有3.6V的高容量电能表专用电池。