深入分解充电机变换器电路图的应用
一、充电机电路设计的意义
充电机电路设计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充电机电路设计结构的图形。通过充电机电路设计图可以知道实际充电机电路设计的情况。这样,我们在分析充电机电路设计时,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。在设计充电机电路设计时,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充电机电路设计的辅助设计,甚至进行虚拟的充电机电路设计实验,大大提高工作效率。
二、充电机电路设计图的分类
常遇到的充电机电路设计图有原理图、方框图、装配图和印版图等。
1、原理图
原理图就是用来体现充电机电路设计的工作原理的一种充电机电路设计图,又被叫做“电原理图”。这种图由于它直接体现了充电机电路设计的结构和工作原理,所以一般用在设计、分析充电机电路设计中。分析充电机电路设计时,通过识别图纸上所画的各种充电机电路设计元件符号以及它们之间的连接方式,就可以了解充电机电路设计的实际工作情况。下图所示就是一个收音机充电机电路设计的原理图。
2、方框图(框图)
方框图是一种用方框和连线来表示充电机电路设计工作原理和构成概况的充电机电路设计图。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充电机电路设计的全部的元器件和它们连接方式,而方框图只是简单地将充电机电路设计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充电机电路设计的大致工作原理,而原理图除了详细地表明充电机电路设计的工作原理外,还可以用来作为采集元件、制作充电机电路设计的依据。下图所示的就是上述收音机充电机电路设计的方框图。
(三)装配图
它是为了进行充电机电路设计装配而采用的一种图纸,图上的符号往往是充电机电路设计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充电机电路设计元器件连接起来就能够完成充电机电路设计的装配。这种充电机电路设计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“印刷充电机电路设计板图”或“印刷线路板图”,它和装配图其实属于同一类的充电机电路设计图,都是供装配实际充电机电路设计使用的。
印刷充电机电路设计板是在一块绝缘板上先覆上一层金属箔,再将充电机电路设计不需要的金属箔腐蚀掉,剩下的部分金属箔作为充电机电路设计元器件之间的连接线,然后将充电机电路设计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,完成充电机电路设计的连接。由于这种充电机电路设计板的一面或两面覆的金属是铜皮,所以印刷充电机电路设计板又叫“覆铜板”。印板图的元件分布往往和原理图中大不一样。这主要是因为,在印刷充电机电路设计板的设计中,主要考虑所有元件的分布和连接是否合理,要考虑元件体积、散热、抗干扰、抗耦合等等诸多因素,综合这些因素设计出来的印刷充电机电路设计板,从外观看很难和原理图完全一致;而实际上却能更好地实现充电机电路设计的功能。
随着科技发展,现在印刷线路板的制作技术已经有了很大的发展;除了单面板、双面板外,还有多面板,已经大量运用到日常生活、工业生产、国防建设、航天事业等许多领域。
在上面介绍的四种形式的充电机电路设计图中,电原理图是最常用也是最重要的,能够看懂原理图,也就基本掌握了充电机电路设计的原理,绘制方框图,设计装配图、印板图这都比较容易了。掌握了原理图,进行电器的维修、设计,也是十分方便的。因此,关键是掌握原理图。
三、充电机电路设计图的组成
充电机电路设计图主要由元件符号、连线、结点、注释四大部分组成。
元件符号表示实际充电机电路设计中的元件,它的形状与实际的元件不一定相似,甚至完全不一样。但是它一般都表示出了元件的特点,而且引脚的数目都和实际元件保持一致。
连线表示的是实际充电机电路设计中的导线,在原理图中虽然是一根线,但在常用的印刷充电机电路设计板中往往不是线而是各种形状的铜箔块,就像收音机原理图中的许多连线在印刷充电机电路设计板图中并不一定都是线形的,也可以是一定形状的铜膜。
结点表示几个元件引脚或几条导线之间相互的连接关系。所有和结点相连的元件引脚、导线,不论数目多少,都是导通的。
注释在充电机电路设计图中是十分重要的,充电机电路设计图中所有的文字都可以归入注释—类。细看以上各图就会发现,在充电机电路设计图的各个地方都有注释存在,它们被用来说明元件的型号、名称等等。
若不知充电机电路设计的作用,可先分析充电机电路设计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。充电机电路设计和组成形式,是放大充电机电路设计,振荡充电机电路设计,脉冲充电机电路设计,还是解调充电机电路设计。电器修理、充电机电路设计设计的工作人员都是要通过分析充电机电路设计原理图,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技术人员,首先要有过硬的基本功,要能对有技术参数的充电机电路设计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。要学会维修电器设备和设计充电机电路设计,就必须熟练掌握各单元充电机电路设计的原理。会划分功能块,能按照不同的功能把整机充电机电路设计的元件进行分组,让每个功能块形成一个具体功能的元件组合,如基本放大充电机电路设计,开关充电机电路设计,波形变换充电机电路设计等。
要掌握分析常用充电机电路设计的几种方法,熟悉每种方法适合的充电机电路设计类型和分析步骤。
1、交流等效充电机电路设计分析法首先画出交流等效充电机电路设计,再分析充电机电路设计的交流状态,即:充电机电路设计有信号输入时,充电机电路设计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、直流等效充电机电路设计分析法画出直流等效充电机电路设计图,分析充电机电路设计的直流系统参数,搞清晶体管静态工作点和偏置性质,级间耦合方式等。分析有关元器件在充电机电路设计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充电机电路设计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、选频等充电机电路设计。
4、时间常数分析法主要分析由R、L、C及二极管组成的充电机电路设计、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,常见的有耦合充电机电路设计、微分充电机电路设计、积分充电机电路设计、退耦充电机电路设计、峰值检波充电机电路设计等。
最后,将实际充电机电路设计与基本原理对照,根据元件在充电机电路设计中的作用,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,有了一定的理论后分析充电机电路设计图就不费力了。
充电机电路设计图的定义:
充电机电路设计图,是通过充电机电路设计元件符号绘制的电子元件连线走向图,它详细的描绘了各个元件的连线和走向,各个引脚的说明,和一些检测数据。
充电机原理图,又被叫做充电“电原理图”。这种图,由于它直接体现了充电机电路设计的结构和工作原理,所以一般用在设计、分析充电机电路设计中。分析充电机电路设计时,通过识别图纸上所画的各种充电机电路设计元件符号,以及它们之间的连接方式,就可以了解充电机电路设计的实际工作。原理图就是用来体现充电机电路设计的工作原理的一种充电机电路设计情况。
四、举例说明
分析一个充电机电源,往往从输入开始着手。220V交流输入,一端经过一个4007半波整流,另一端经过一个10欧的电阻后,由10uF电容滤波。这个10欧的电阻用来做保护的,如果后面出现故障等导致过流,那么这个电阻将被烧断,从而避免引起更大的故障。
右边的4007、4700pF电容、82KΩ电阻,构成一个高压吸收充电机电路设计,当开关管13003关断时,负责吸收线圈上的感应电压,从而防止高压加到开关管13003上而导致击穿。13003为开关管(完整的名应该是MJE13003),耐压400V,集电极最大电流1.5A,最大集电极功耗为14W,用来控制原边绕组与充电机电源之间的通、断。当原边绕组不停的通断时,就会在开关变压器中形成变化的磁场,从而在次级绕组中产生感应电压。由于图中没有标明绕组的同名端,所以不能看出是正激式还是反激式。
不过,从这个充电机电路设计的结构来看,可以推测出来,这个充电机电源应该是反激式的。左端的510KΩ为启动电阻,给开关管提供启动用的基极电流。13003下方的10Ω电阻为电流取样电阻,电流经取样后变成电压(其值为10*I),这电压经二极管4148后,加至三极管C945的基极上。
当取样电压大约大于1.4V,即开关管电流大于0.14A时,三极管C945导通,从而将开关管13003的基极电压拉低,从而集电极电流减小,这样就限制了开关的电流,防止电流过大而烧毁(其实这是一个恒流结构,将开关管的最大电流限制在140mA左右)。变压器左下方的绕组(取样绕组)的感应电压经整流二极管4148整流,22uF电容滤波后形成取样电压。为了分析方便,我们取三极管C945发射极一端为地。那么这取样电压就是负的(-4V左右),并且输出电压越高时,采样电压越负。取样电压经过6.2V稳压二极管后,加至开关管13003的基极。
前面说了,当输出电压越高时,那么取样电压就越负,当负到一定程度后,6.2V稳压二极管被击穿,从而将开关13003的基极电位拉低,这将导致开关管断开或者推迟开关的导通,从而控制了能量输入到变压器中,也就控制了输出电压的升高,实现了稳压输出的功能。
而下方的1KΩ电阻跟串联的2700pF电容,则是正反馈支路,从取样绕组中取出感应电压,加到开关管的基极上,以维持振荡。右边的次级绕组就没有太多好说的了,经二极管RF93整流,220uF电容滤波后输出6V的电压。没找到二极管RF93的资料,估计是一个快速恢复管,例如肖特基二极管等,因为开关充电机电源的工作频率较高,所以需要工作频率的二极管。这里可以用常见的1N5816、1N5817等肖特基二极管代替。同样因为频率高的原因,变压器也必须使用高频开关变压器,铁心一般为高频铁氧体磁芯,具有高的电阻率,以减小涡流。
充电机PCB图,是充电机电路设计板的映射图纸,它详细描绘了充电机电路设计板的走线,元件的位置等。
看充电机电路设计图首先看充电机电源部分,理解充电机电路设计在什么充电机电源的情况下工作,交流还是直流,单充电机电源还是多充电机电源及电压等级。清楚了以后看分部充电机电路设计,先区别是数字充电机电路设计,还是模拟充电机电路设计,模拟充电机电路设计看信号采集,搞清楚信号来源,有射频、音频、各类传感器、仪器仪表或其他充电机电路设计等,分析信号是交流、直流还是脉冲,属电压型还是电流型。分析后续充电机电路设计的功能,弄清是解调、放大、整形还是补偿等作用。最后看输出充电机电路设计,是调制还是驱动。数字充电机电路设计则主要分析充电机电路设计的逻辑功能和作用。
要看懂充电机电路设计板,那首先最好是要能看懂它的电原理图(即充电机电路设计图),掌握电子元器件的标示方式和它的工作原理,掌握一些常用的元器件的正常的参数和在正常的充电机电路设计中所起到的作用等等知识,然后再对充电机电路设计板(称为印刷线路板)进行分析,就能比较快的看懂它的工作原理和一些需要掌握的情况了。
充电机电路设计分子模块,再找个子充电机电路设计的核心元件(当然要熟悉这个元件)找出各子充电机电路设计模块之间电气量的联系,最后是整个充电机电路设计的输出和输入或者说是功能。
整机充电机电路设计是有一定的功能的,是由各单元充电机电路设计组成,单元充电机电路设计组成具有一定功能的信号处理支路,再由这些支路充电机电路设计组成整机充电机电路设计。先要搞清你看的充电机电路设计图的作用中什么,是属于那一类的充电机电路设计,是音频、视频、数字、还是混合充电机电路设计,再用相应的单元充电机电路设计知识去解读这些充电机电路设计,同时要从交流信号层面、直流层面进行分析,充电机电路设计直流部分是充电机电路设计正常工作的基础,交流信号是在直流充电机电路设计正常后才能得到相应的处理,充电机电路设计没有良好的直流状态,是不能正常工作的。还要从频率层面、放大器的增益层面进行分析,不同频率的信号在经过充电机电路设计处理时,由于充电机电路设计中非线性元件的原因,会对不同频率有不同的处理结果,放大器对不同频率的信号也的不同的放大能力,充电机电路设计在设计时会对所需要的频率信号进行有目的的处理,从而达到机器功能上的需要。再有就是要分析各单元充电机电路设计之间的关系,以及单元充电机电路设计间的输入、输出的关系。交流信号经过这些充电机电路设计后产生了怎样的变化等等。在了解了各条支路的工作原理后,才能分析出整机的工作原理,有时各支路充电机电路设计间也存在信号的交连,例如电视机的行输出充电机电路设计的行逆程脉冲就用于色解码充电机电路设计,行输出充电机电路设计与色解码充电机电路设计存在信号的相互连系,这时可以将这些支路理解为另一种单元充电机电路设计,再对它们进行分析。
我想这里面有个顺序问题:比如对高频充电机电路设计,首先应该掌握充电机电路设计的功能和输入、输出关系,有了总体的把握后,好比是抓住了牛鼻子,因为虽然充电机电路设计不同,器件不同,但他们的输入、输出关系频谱是不会变的。然后再分析实现这样功能变换的基本原理和方法,具体到部分的分析。
进行充电机电路设计设计是要通过分析充电机电路设计原理图入手,但必须首先了解所需芯片的引脚及基本的作用,这样有利于更好的了解充电机电路设计的工作原理,这样才能应用于自己的充电机电路设计,有利于进行充电机电路设计的裁剪和扩展。在进行充电机电路设计分析时,首先对充电机电路设计原理图有一个总体的了解,划分出各个功能模块,如充电机电源模块,控制器模块,存贮器模块,音频模块,GPRS模块等。各个模块逐一分析,最后统一起来看就可大体了解充电机电路设计所要实现的功能了。设计充电机电路设计时,最好熟练掌握常见或者常用的单元充电机电路设计的原理,如充电机电源模块,稳压模块,存贮器模块等,常用的芯片,如:7805,7812等。
进行充电机电路设计设计时,要将自己所要设计的充电机电路设计划分成几个模块,这样分别设计在不同的原理图里,最后进行整合。充电机电路设计中有信号输入时,各个基本点的电压是多少,电流是多少,要有个粗略的估计。对于有放大器,R、L、C的充电机电路设计,要看是否是振荡充电机电路设计,放大充电机电路设计,还是整形充电机电路设计等。
晶体管的静态工作点的分析,工作状态的分析等,电容的滤波,级间耦合,高频,低频充电机电路设计等。一般我们用的是低频充电机电路设计,高频一般是通信方面用的比较多。
进行自我分析和自我设计后,就会对充电机电路设计的基本原理有多了解和掌握了,对自己在以后的设计中积累了设计与调试的经验。当然真正的熟练还需磨练啊!
- 上一篇:《微电网接入电力系统技术规定》《光伏发电站并网运行控制规范》 2017/6/8
- 下一篇:开关直流电源各功能部分原理分析与计算 2017/6/7