直流電源與芯片

1、-作者xxxx-日期xxxx直流電源與芯片【精品文檔】【精品文檔】第六章 直流穩(wěn)壓電源和主要芯片的介紹6.1直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源一般有電源變壓器、整流電路、濾波電路及穩(wěn)壓電路組成，如圖6-1所示：圖6-1 直流穩(wěn)壓電源基本組成電源變壓器的作用是將電網(wǎng)220V的交流電壓轉(zhuǎn)換成整流電路所需要的電壓。整流電路的作用是將交流電壓轉(zhuǎn)換成脈動的直流電壓。濾波電路的作用是將脈動直流電壓濾除紋波，變成紋波小的直流電壓。穩(wěn)壓電路的作用就是將不穩(wěn)定的直流電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓。(1) 15V電源的設(shè)計該直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓電路可選用由W7800系列和W7900系列三端固定式集成穩(wěn)壓器組成的同時輸出正、負電壓的

2、穩(wěn)壓電路，其整流濾波電路采用橋式整流、電容濾波電路。電路如圖6-2所示。圖6-2 15V直流穩(wěn)壓電源該電路的特點是它們共用一組整流、濾波電路，且有共同的公共端，可以同時輸出正、負電壓，使用十分方便。元件參數(shù)的選擇：穩(wěn)壓電路可選用W7815和W7915各一塊，其輸出電壓為15V，滿足要求。組件的輸入電壓需滿足最小輸入輸出電壓差2.5V，并小于最大輸出電壓35V的要求，所以選定組件的輸入電壓為23V。組件的輸入、輸出端電容可選用，耐壓50V的電容器。整流濾波電路元件參數(shù)的確定。首先確定整流變壓器副邊電壓：因每塊組件的輸入電壓,所以整流濾波電路的輸出電壓，所以變壓器的副邊電壓。再確定整流管的參數(shù)：每

3、個二極管流過的平均電流，當電網(wǎng)電壓升高10，每個二極管承受的最大反向電壓，因此，可選用四只硅整流二極管2CZ55C。再次選擇濾波電容，濾波電容之后為穩(wěn)壓電路負載時，可認為是恒流放電，則它兩端電壓變化是，其中，t是電容放電時間，在橋式整流的條件下，最大放電時間可取交流電源的半周期；為濾波電容上電壓在平均值上下的波動量，取2.5V，則總波動量=5V；為濾波電容放電電流，一般取最大負載電流，即，則。最后確定變壓器的容量：已知變壓器的副邊電壓的有效值，在橋式整流電容濾波時，變壓器副邊電流有效值本次取，則變壓器副邊視在功率,查表知，則原邊視在功率，變壓器的額定容量,所以，可以選用額定容量為100VA、電

4、壓為220/38V且副邊繞組有中間抽頭的變壓器。(2) +12V電源的設(shè)計電路如圖5-8所示，電路的設(shè)計原理與上述15V電源的相類似。圖6-3 +12V直流穩(wěn)壓電源6.2 主要芯片的介紹6.2.1 LM324LM324是帶有真差動輸入的四運算集成放大器。LM324可以在32V的電源下工作，其靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。如圖6-4(a)所示，LM324中的四組運算放大器共用一個電源，每個運算放大器均可獨立的工作。其中每一組運算放大器的均可表示成圖6-4(b)所示的集成運算符號，它有5個引腳，其中、均為信號輸入端，是同相信號輸入端，表示的輸出信號與該端的相位相同；是反相信號輸入端，

5、表示的輸出信號與該端的相位相反。、是正、負電源端，是輸出端。 圖6-4 (a) LM324管腳連接圖 (b) LM324集成運算符號LM324的主要性能參數(shù)：(1)能與所有形式的邏輯電路兼容；(2)低功耗(800)，適于電池供電場合；(3)電壓工作范圍寬：單電源在330V，雙電源在1.515V；(4)具有很高的增益：；(5)內(nèi)設(shè)頻率補償及溫度補償電路。6.2.2 NE555和NE556555定時器是一種多用途的單片集成電路。在外部附加一些阻容器件，就能夠形成多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器等電路。555定時器具有性能優(yōu)良的、運用靈活和操作簡單等優(yōu)點，所以廣泛的運用在波形的觸發(fā)和轉(zhuǎn)換、測量

6、電路和控制電路以及家用電器、電子玩具等眾多領(lǐng)域中。由圖6-5(a)可知，NE555主要由電阻分壓器、電壓比較器、基本RS觸發(fā)器、NMOS放電管T四部分組成。如圖6-5(b)，NE555的各管腳的作用：1腳 (接地線或共同接地)，通常被連接到電路的共同接地。2腳 (觸發(fā)端) ，用來觸發(fā)NE555使其啟動它的時間周期。觸發(fā)信號上緣電壓要，下緣要。3腳 (輸出端) ，當時間周期開始，NE555的輸出腳的電位，移至比電源電壓少1.7V的高電位；周期結(jié)束時，輸出回到0V左右的低電位，在高電位時的最大輸出電流大約200mA。4 腳(強制復位端) ，低電平有效，當?shù)碾娢坏陀?.4V時，定時過程中斷，強制Q=

7、0，輸出=0，它通常被接到正電源或忽略不用。5腳 (控制端) ，它準許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓，當計時器在穩(wěn)定或振蕩的方式下運作時，這輸入能用來改變或調(diào)整輸出頻率。 6 腳(重置鎖定)，重置鎖定并使輸出呈低態(tài)，當這個接腳的電壓從以下移至以上時，啟動這個動作。7腳 (放電端) ，它與主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當輸出為ON時為LOW，對地為低阻抗，當輸出為OFF時為HIGH，對地為高阻抗。8 腳(V +) ，這是555的正電源電壓端，所接電壓的范圍是+4.5 V+16V。 圖6-5 (a) 555定時器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖 (b)邏輯符號NE555的功能如表6-1所示，由于閾值端(6腳)

8、為高電平()時，觸發(fā)器置0，故也稱該端為高電平觸發(fā)端；而觸發(fā)端(2腳)為低電平()時，觸發(fā)器置1，故也稱該端為低電平觸發(fā)端。表6-1 NE555的功能表輸入輸出T00導通11截止10導通1保持原狀態(tài)保持原狀態(tài)NE556是在同一基片上集成2個555單元。電源14腳與地7腳是共用的圖6-6 NE556的管腳圖NE556的管腳與NE555的管腳的對應關(guān)系如表6-2所示表6-2 NE556的管腳與NE555的管腳的對應關(guān)系NE555NE556(1)NE556(2)1-地7-地7-地2-觸發(fā)6-觸發(fā)8-觸發(fā)3-輸出5-輸出9-輸出4-復位4-復位10-復位5-控制電壓3-控制電壓11-控制電壓6-閾值2

9、-閾值12-閾值7-放電端1-放電端13-放電端8-電源14-電源14-電源 CD4020CD4020是14級異步二進制計數(shù)器，其引腳排列和真值表如圖6-7所示。 圖6-7 CD4020的引腳排列圖和真值表CD4020內(nèi)部是由14級T型觸發(fā)器組成的串行二進制計數(shù)器。它有兩個輸入端，一個是時鐘輸入端(表示是負跳邊沿有效，即在時鐘的下降沿計數(shù))、另一個是清零端R(高電平有效，也即當R=“1”時，全部輸出為“0”)。有12個分頻輸出端及,最大分頻系數(shù)為。CD4020所有的輸入和輸出端都設(shè)有緩沖級，因而可得到較好的噪聲容限。CD4020可以和CC4020、MC14020直接換用。 CD4046 如圖6

10、-8所示，(a)為CD4046的內(nèi)部簡略框圖，(b)為DIP16腳封裝的引腳圖。 圖6-8 (a)CD4046的內(nèi)部簡略框圖 (b) CD4046的引腳圖CD4046的各引腳功能如下，引腳1：鎖相環(huán)鎖定指示，電路進入鎖定狀態(tài)時該端為“1”。引腳2：,相位比較器PC1的輸出。引腳3：,相位比較器的輸入。引腳4：,壓控振蕩器的輸出。引腳5：INH，壓控振蕩器的禁止端，該端為高電平時振蕩器停振。引腳6、7：、,外接振蕩電容。引腳8：,電源負極，接地。引腳9：,壓控振蕩器控制電壓輸入端。引腳10：,控制電壓經(jīng)跟隨器后的輸出。引腳11、12：、，振蕩器的外接電阻。引腳13：,相位比較器PC2的輸出。引腳14：,基準頻率（外加信號）輸入。引腳15：ZENER,內(nèi)部接一個5.4V穩(wěn)壓管的負極，其正極已全部接地，必要時可供使用。引腳16：UDD，電源正極。CD4046中包含兩個不同類型的相位比較器PC1和PC2，它們的輸入是并聯(lián)的，輸出是分開的。PC1是一個異或門，要求進入比較器的兩個信號(即外部輸入信號和壓控振蕩器VCO的輸出信號)必須是占空比為50的方波。PC2是一個數(shù)字邊沿觸發(fā)器，輸入的信號可以是任意占空比的脈沖串。如果外部輸入信號頻率比VCO振蕩頻率低，則PC2輸出“0”；反之若，則PC2輸出“1”；若，則PC2輸出脈沖串，其