❶ 怎麼樣設計電路圖呢
電氣原理圖設計
為滿足生產機械及工藝要求進行的電氣控制電路的設計
電氣工藝設計
為電氣控制裝置的製造,使用,運行,維修的需要進行的生產施工設計
第一節 電氣控制設計的原則和內容
一,電氣控制設計的原則
1)最大限度滿足生產機械和生產工藝對電氣控制的要求
2)在滿足要求的前提下,使控制系統簡單,經濟,合理,便於操作,維修方便,安全可靠
3)電器元件選用合理,正確,使系統能正常工作
4)為適應工藝的改進,設備能力應留有裕量
二,電氣控制設計的基本內容
1.電氣原理圖設計內容
1) 擬定電氣設計任務書
2)選擇電力拖動方案和控制方式
3)確定電動機的類型,型號,容量,轉速
4)設計電氣控制原理圖
5)選擇電器元件及清單
6)編寫設計計算說明書
2. 電氣工藝設計內容
1)設計電氣設備的總體配置,繪制總裝配圖和總接線圖
2)繪制各組件電器元件布置圖與安裝接線圖,標明安裝方式,接線方式
3)編寫使用維護說明書
第二節 電力拖動方案的確定和電動機的選擇
一,電力拖動方案的確定
1,拖動方式的選擇
2,調速方案的選擇
3,電動機調速性質應與負載特性相適應
二,拖動電動機的選擇
(一)電動機選擇的基本原則
1)電動機的機械特性應滿足生產機械的要求,與負載的特性相適應
2)電動機的容量要得到充分的利用
3)電動機的結構形式要滿足機械設計的安裝要求,適合工作環境
4)在滿足設計要求前提下,優先採用三相非同步電動機
(二)根據生產機械調速要求選擇電動機
一般---三相籠型非同步電動機,雙速電機
調速,起動轉矩大---三相籠型非同步電動機
調速高---直流電動機,變頻調速交流電動機
(三)電動機結構形式的選擇
根據工作性質,安裝方式,工作環境選擇
(四)電動機額定電壓的選擇
(五)電動機額定轉速的選擇
(六)電動機容量的選擇
1,分析計演算法:
此外,還可通過對長期運行的同類生產機械的電動機容量進行調查,並對機械主要參數,工作條件進行類比,然後再確定電動機的容量.
第三節 電氣控制電路設計的一股要求
一,電氣控制應最大限度地滿足生產機械加工工藝的要求
設計前,應對生產機械工作性能,結構特點,運動情況,加工工藝過程及加工情況有充
分的了解,並在此基礎上設計控制方案,考慮控制方式,起動,制動,反向和調速的要求,
安置必要的聯鎖與保護,確保滿足生產機械加工工藝的要求.
二,對控制電路電流,電壓的要求
應盡量減少控制電路中的電流,電壓種類,控制電壓應選擇標准電壓等級.電氣控制電
各常用的電壓等級如表10-2所示.
三,控制電路力求簡單,經濟
1.盡量縮短連接導線的長度和導線數量 設計控制電路時,應考慮各電器元件的安裝
立置,盡可能地減少連接導線的數量,縮短連接導線的長度.如圖10-l.
2.盡量減少電器元件的品種,數量和規格 同一用途的器件盡可能選用同品牌,型號的產品,並且電器數量減少到最低限度.
3.盡量減少電器元件觸頭的數目.在控制電路中,盡量減少觸頭是為了提高電路運行
的可靠性.例如圖10-2a所示.
4.盡量減少通電電器的數目,以利節能與延長電器元件壽命,減少故障.如圖10-3a所示.
四,確保控制電路工作的安全性和可靠性
1.正確連接電器的線圈 在交流控制電路中,同時動作的兩個電器線圈不能串聯,兩個電磁線圈需要同時吸合時其線圈應並聯連接,如圖10-4b所示.
在直流控制電路中,兩電感值相差懸殊的直流電壓線圈不能並聯連接.
2正確連接電器元件的觸頭 設計時,應使分布在電路中不同位置的同一電器觸頭接到電源的同一相上,以避免在電器觸頭上引起短路故障.
3防止寄生電路 在控制電路的動作過程中.意外接通的電路叫寄生電路.
4.在控制電路中控制觸頭應合理布置.
5.在設計控制電路中應考慮繼電器觸頭的接通與分斷能力.
6,避免發生觸頭"競爭","冒險"現象
競爭:當控制電路狀態發生變換時,常伴隨電路中的電器元件的觸頭狀態發生變換.由於電器元件總有一定的固有動作時間,對於一個時序電路來說,往往發生不按時序動作的情況,觸頭爭先吸合,就會得到幾個不同的輸出狀態,這種現象稱為電路的"競爭".
冒險:對於開關電路,由於電器元件的釋放延時作用,也會出現開關元件不按要求的邏輯功能輸出,這種現象稱為"冒險".
7.採用電氣聯鎖與機械聯鎖的雙重聯鎖.
五,具有完善的保護環節
電氣控制電路應具有完善的保護環節,常用的有漏電保護,短路,過載,過電流,過電壓,欠電壓與零電壓,弱磁,聯鎖與限位保護等.
六,要考慮操作,維修與調試的方便
第四節 電氣控制電路設計的方法與步驟
一,電氣控制電路設計方法簡介
設計電氣控制電路的方法有兩種,一種是分析設計法,另一種是邏輯設計法.
分析設計法(經驗設計法):根據生產工藝的要求選擇一些成熟的典型基本環節來實現這些基本要求,而後再逐步完善其功能,並適當配 置聯鎖和保護等環節,使其組合成一個整體,成為滿足控制要求的完整電路.
邏輯設計法:利用邏輯代數這一數學工具設計電氣控制電路.
在繼電接觸器控制電路中,把表示觸頭狀態的邏輯變數稱為輸人邏輯變數,把表示繼電
器接觸器線圈等受控元件的邏輯變數稱為輸出邏輯變數.輸人,輸出邏輯變數之間的相互關
系稱為邏輯函數關系,這種相互關系表明了電氣控制電路的結構.所以,根據控制要求,將
這些邏輯變數關系寫出其邏輯函數關系式,再運用邏輯函數基本公式和運算規律對邏輯函數
式進行化簡,然後根據化簡了的邏輯關系式畫出相應的電路結構圖,最後再作進一步的檢查
和優化,以期獲得較為完善的設計方案.
二,分析設計法的基本步驟
分析設計法設計電氣控制電路的基本步驟是:
l)按工藝要求提出的起動,制動,反向和調速等要求設計主電路.
2)根據所設計出的主電路,設計控制電路的基本環節,即滿足設計要求的起動,制動,
反向和調速等的基本控制環節.
3)根據各部分運動要求的配合關系及聯鎖關系,確定控制參量並設計控制電路的特殊
環節.
4)分析電路工作中可能出現的故障,加入必要的保護環節.
5)綜合審查,仔細檢查電氣控制電路動作是否正確 關鍵環節可做必要實驗,進一步
完善和簡化電路a
三,分析設計法設計舉例
下面以橫梁升降機構的電氣控制設計為例來說明分析設計法設計電氣控制電路的方法與
步驟.
在龍門刨床上裝有橫梁升降機構,加工工件時,橫梁應夾緊在立柱上,當加工工件高低
不同時,則橫梁應先松開立柱然後沿立柱上下移動,移動到位後,橫梁應夾緊在立柱上.所
以,橫梁的升降由橫梁升降電動機拖動,橫梁的放鬆,夾緊動作由夾緊電動機,傳動裝置與
夾緊裝置配合來完成.
(一)橫梁升降機構的工藝要求:
(1)橫樑上升時,自動按照先放鬆橫梁一橫樑上升一夾緊橫梁的順序進行.
(2)橫梁下降時,自動按照放鬆橫梁一橫梁下降一橫梁回升一夾緊橫梁的順序進行.
(3)橫梁夾緊後,夾緊電動機自動停止轉動.
(4)橫梁升降應設有上下行程的限位保護,夾緊電動機應設有夾緊力保護.
(二)電氣控制電路設計過程
1.主電路設計: 橫梁升降機構分別由橫梁升降電動機MI與橫梁夾緊放鬆電動機W拖
動.巴兩台電動機均為三相籠型非同步電動機,均要求實現正反轉.因此採用KM1I,KM2.
KM3,KM4四個接觸器分別控制M1和M2的正反轉,如圖10-9所示.
2.控制電路基本環節的設計:由於橫梁升降為調整運動,故對M1採用點動控制,一個
點動按鈕只能控制一種運動,故用上升點動按鈕犯 與下降點動按鈕明 來控制橫梁的升降,但在移動前要求先松開橫梁,移動到位松開點動按鈕時又要求橫梁夾緊,也就是說點動按鈕要控制KMI-KM4四個接觸器,所以引入上升中間繼電器KA1與下降中間繼電器KA2,再由中間繼電器去控制四個接觸器.於是設計出橫梁升降電氣控制電路草圖之一,如圖10-9所示.
3.設計控制電路的特殊環節
1)橫樑上升時,必須使夾緊電動機MZ先工作,將橫梁放鬆後,發出信號,使MZ停止
工作,同時使升降電動機MI工作,帶動橫樑上升.按下上升點動按鈕,中間繼電器KAI線圈通電吸合,其常開觸頭閉合,使接觸器KM4通電吸合,MZ反轉起動旋轉,橫梁開始放鬆;橫梁放鬆的程度採用行程開關地 控制,當橫梁放鬆到一定程度,撞塊壓下你用地 的常閉觸頭斷開來控制接觸器KM4線圈的斷電,常開觸頭閉合控制接觸器KMI線圈的通電,KMI的主觸頭閉合使MI正轉,橫梁開始作上升運動.
2)升降電動機拖動橫樑上升至所需位置時,松開上升點動按鈕犯,中間繼電器KAI
接觸器KMI線圈相繼斷電釋放,接觸器KM3線圈通電吸合,使升降電動機停止工作,同時
使夾緊電動機開始正轉,使橫梁夾緊.在夾緊過程中.行程開關 SQI復位,因此 KM3應加
自鎖觸頭,當夾緊到一定程度時,發出信號切斷夾緊電動機電源.這里採用過電流繼電器控
制夾緊的程度,即將過電流繼電器KA3線圈串接在夾緊電動機主電路任一相中.當橫梁夾
緊時,相當於電動機工作在堵轉狀態,電動機定子電流增大,將過電流繼電器的動作電流整
定在兩倍額定電流左右;當橫梁夾緊後電流繼電器動作,其常閉觸頭將接觸器KM3線圈電
路切斷.
3)橫梁的下降仍按先放鬆再下降的方式控制,但下降結束後需有短時間的回升運動,該回升運動可採用斷電延時型時間繼電器進行控制.時間繼電器KT的線圈由下降接觸器 KMZ常開觸頭控制,其斷電延時斷開的常開觸頭與夾緊接觸器KM3常開觸頭串聯後並接於上升電路中間繼電器KAI常開觸頭兩端.這樣,當橫梁下降時,時間繼電器KT線圈通電吸合,其斷電延時斷開的常開觸頭立即閉合,為回升電路工作作好准備.當橫梁下降至所需位置時,松開下降點動按鈕田.KMZ線圈斷電釋放,時間繼電器KT線圈斷電,夾緊接觸器.
3.設計控制電路的特殊環節
1)橫樑上升時,必須使夾緊電動機MZ先工作,將橫梁放鬆後,發出信號,使MZ停止
IW,同時使升降電動機 MI工作,帶動橫樑上升.按下上升點動按鈕犯,中間繼電器
KAI線圈通電吸合,其常開觸頭閉合,使接觸器KM4通電吸合,MZ反轉起動旋轉,橫梁開
始放鬆;橫梁放鬆的程度採用行程開關地 控制,當橫梁放鬆到一定程度,撞塊壓下 SQI,
用明 的常閉觸頭斷開來控制接觸器KM4線圈的斷電,常開觸頭閉合控制接觸器KMI線圈
的通電,KMI的主觸頭閉合使MI正轉,橫梁開始作上升運動.
2)升降電動機拖動橫樑上升至所需位置時,松開上升點動按鈕肥,中間繼電器KAI
接觸器KMI線圈相繼斷電釋放,接觸器KM3線圈通電吸合,使升降電動機停止工作,同時
使夾緊電動機開始正轉,使橫梁夾緊.在夾緊過程中,行程開關地 復位,因此 KM應加
自鎖觸頭,當夾緊到一定程度時,發出信號切斷夾緊電動機電源.這里採用過電流繼電器控
制夾緊的程度,即將過電流繼電器KA3線圈串接在夾緊電動機主電路任一相中.當橫梁夾
緊時,相當於電動機工作在堵轉狀態,電動機定子電流增大,將過電流繼電器的動作電流整
定在兩倍額定電流左右;當橫梁夾緊後電流繼電器動作,其常閉觸頭將接觸器KM3線圈電
路切斷.KM3線圈通電吸合,橫梁開始夾緊.此時,上升接觸器KMI線圈通過閉合的時間斷電器KT常開觸頭及KM3常開觸頭而通電吸合,橫梁開始回升,經一段時間延時,延時斷開的常開觸頭KT斷開,KMI線圈斷電釋放,回升運動結束,而橫梁還在繼續夾緊,夾緊到一定程度,過電流繼電器動作,夾緊運動停止.此時的橫梁升降電氣控制電路設計草圖如圖10-10
所示.
4.設計聯鎖保護環節
橫樑上升限位保護由行程開關SQZ來實現;下降限位保護由行程開關SQ3來實現;上
升與下降的互鎖,夾緊與放鬆的互鎖均由中間繼電器KAI和KAZ的常閉觸頭來實現;升降
電動機短路保護由熔斷器FUI來實現;夾緊電動機短路保護由熔斷器FUZ實現;控制電路
的短路保護由熔斷器F[J3來實現.
綜合以上保護,就使橫梁升降電氣控制電路比較完善了,從而得到圖10-11所示完整的
橫梁升降機構控制電路.
第五節 常用控制電器的選擇
一,接觸器的選擇
一般按下列步驟進行:
1.接觸器種類的選擇:根據接觸器控制的負載性質來相應選擇直流接觸器還是交流接觸器;一般場合選用電磁式接觸器,對頻繁操作的帶交流負載的場合,可選用帶直流電磁線圈的交流按觸器.
2.接觸器使用類別的選擇:根據接觸器所控制負載的工作任務來選擇相應使用類別的接觸器.如負載是一般任務則選用AC—3使用類別;負載為重任務則應選用AC-4類別,如果負載為一般任務與重任務混合時,則可根據實際情況選用AC—3或AC-4類接觸器,如選用AC—3類時,應降級使用.
3.接觸器額定電壓的確定: 接觸器主觸頭的額定電壓應根據主觸頭所控制負載電路的額定電壓來確定.
4.接觸器額定電流的選擇 一般情況下,接觸器主觸頭的額定電流應大於等於負載或電動機的額定電流,計算公式為
式中I.——接觸器主觸頭額定電流(A);
H ——經驗系數,一般取l~1.4;
P.——被控電動機額定功率(kw);
U.——被控電動機額定線電壓(V).
當接觸器用於電動機頻繁起動,制動或正反轉的場合,一般可將其額定電流降一個等級來選用.
5.接觸器線圈額定電壓的確定: 接觸器線圈的額定電壓應等於控制電路的電源電壓.為保證安全,一般接觸器線圈選用110V,127V,並由控制變壓器供電.但如果控制電路比較簡單,所用接觸器的數量較少時,為省去控制變壓器,可選用380V,220V電壓.
6.接觸器觸頭數目: 在三相交流系統中一般選用三極接觸器,即三對常開主觸頭,當需要同時控制中勝線時,則選用四極交流接觸器.在單相交流和直流系統中則常用兩極或三極並聯接觸器.交流接觸器通常有三對常開主觸頭和四至六對輔助觸頭,直流接觸器通常有兩對常開主觸頭和四對輔助觸頭.
7.接觸器額定操作頻率 交,直流接觸器額定操作頻率一般有600次/h,1200次/h等幾種,一般說來,額定電流越大,則操作頻率越低,可根據實際需要選擇.
二,電磁式繼電器的選擇
應根據繼電器的功能特點,適用性,使用環境,工作制,額定工作電壓及額定工作電流來選擇.
1.電磁式電壓繼電器的選擇
根據在控制電路中的作用,電壓繼電器有過電壓繼電器和欠電壓繼電器兩種類型.
表10-3列出了電磁式繼電器的類型與用途.
交流過電壓繼電器選擇的主要參數是額定電壓和動作電壓,其動作電壓按系統額定電壓的1.l-1.2倍整定.
交流欠電壓繼電器常用一般交流電磁式電壓繼電器,其選用只要滿足一般要求即可,對釋放電壓值無特殊要求.而直流欠電壓繼電器吸合電壓按其額定電壓的0.3-0.5倍整定,釋放電壓按其額定電壓的0.07-0.2倍整定.
2.電磁式電流繼電器的選擇
根據負載所要求的保護作用,分為過電流繼電器和欠電流繼電器兩種類型.
過電流繼電器:交流過電流繼電器,直流過電流繼電器.
欠電流繼電器:只有直流欠電流繼電器,用於直流電動機及電磁吸盤的弱磁保護.
過電流繼電器的主要參數是額定電流和動作電流,其額定電流應大於或等於被保護電動機的額定電流;動作電流應根據電動機工作情況按其起動電流的1.回一1.3倍整定.一般繞線型轉子非同步電動機的起動電流按2.5倍額定電流考慮,籠型非同步電動機的起動電流按4-7倍額定電流考慮.直流過電流繼電器動作電流接直流電動機額定電流的1.1-3.0倍整定.
欠電流繼電器選擇的主要參數是額定電流和釋放電流,其額定電流應大於或等於直流電動機及電磁吸盤的額定勵磁電流;釋放電流整定值應低於勵磁電路正常工作范圍內可能出現的最小勵磁電流,一般釋放電流按最小勵磁電流的0.85倍整定.
3.電磁式中間繼電器的選擇
應使線圈的電流種類和電壓等級與控制電路一致,同時,觸頭數量,種類及容量應滿足控制電路要求.
三,熱繼電器的選擇
熱繼電器主要用於電動機的過載保護,因此應根據電動機的形式,工作環境,起動情況,負載情況,工作制及電動機允許過載能力等綜合考慮.
1.熱繼電器結構形式的選擇
對於星形聯結的電動機,使用一般不帶斷相保護的三相熱繼電器能反映一相斷線後的過載,對電動機斷相運行能起保護作用.
對於三角形聯結的電動機,則應選用帶斷相保護的三相結構熱繼電器.
2.熱繼電器額定電流的選擇
原則上按被保護電動機的額定電流選取熱繼電器.對於長期正常工作的電動機,熱繼電器中熱元件的整定電流值為電動機額定電流的0.95-1.05倍;對於過載能力較差的電動機,熱繼電器熱元件整定電流值為電動機額定電流的0.6一0.8倍.
對於不頻繁起動的電動機,應保證熱繼電器在電動機起動過程中不產生誤動作,若電動機起動電流不超過其額定電流的6倍,並且起動時間不超過6S,可按電動機的額定電流來選擇熱繼電器.
對於重復短時工作制的電動機,首先要確定熱繼電器的允許操作頻率,然後再根據電動機的起動時間,起動電流和通電持續率來選擇.
四,時間繼電器的選擇
1)電流種類和電壓等級:電磁阻尼式和空氣阻尼式時間繼電器,其線圈的電流種類和電壓等級應與控制電路的相同;電動機或與晶體管式時間繼電器,其電源的電流種類和電壓等級應與控制電路的相同.
2)延時方式:根據控制電路的要求來選擇延時方式,即通電延時型和斷電延時型.
3)觸頭形式和數量:根據控制電路要求來選擇觸頭形式(延時閉合型或延時斷開型)及觸頭數量.
4)延時精度:電磁阻尼式時間繼電器適用於延時精度要求不高的場合,電動機式或晶體管式時間繼電器適用於延時精度要求高的場合.
5)延時時間:應滿足電氣控制電路的要求.
6)操作頻率:時間繼電器的操作頻率不宜過高,否則會影響其使用壽命,甚至會導致延時動作失調.
❷ ADC0804 電路圖在這里
Vin+ 和 Vin- 為需要轉換的模擬電壓輸入端 , 是屬於差動輸入 ,
如同模擬運算放大器LM324這類運放的 正輸入端 和 負輸入端 。
轉換結果對應電壓值=Vin+ 減去 Vin-
上圖中 Vin- 接地 意味著 轉換結果對應電壓值=Vin+ 減去 地線點位(0V)
然而數字電壓,是指晶元的工作電壓,是接在第20引腳的,
VREF/2 是參考電壓 用於轉換結果的參考基準,
該晶元沒有把模擬電路部分,和 數字電路部分分開供電,
晶元20腳的供電對晶元內部模擬部分和數字部分供電全部支持,
因此為了避免干擾,應當對20腳的電壓處理干凈,
比如加電感電容濾波。
希望我的回答對您有幫助,謝謝。
❸ 模電課程設計——溫度測量電路
我幫你設計原理圖吧設計方案選擇你自己列吧原理很簡單的
❹ 求一簡單把直流電源變交流電源電路圖(低電壓)
目 錄
一、設計目的. 1
二、設計任務及要求. 1
三、設計步驟. 1
四、總體設計思路. 2
五、實驗設備及元器件. 5
六、測試要求. 5
七、設計報告要求. 6
八、注意事項. 6
直流穩壓電源的設計
一、設計目的 1.學習基本理論在實踐中綜合運用的初步經驗,掌握模擬電路設計的基本方法、設計步驟,培養綜合設計與調試能力。
2.學會直流穩壓電源的設計方法和性能指標測試方法。
3.培養實踐技能,提高分析和解決實際問題的能力。
二、設計任務及要求 1.設計並製作一個連續可調直流穩壓電源,主要技術指標要求:
① 輸出電壓可調:Uo=+3V~+9V
② 最大輸出電流:Iomax=800mA
③ 輸出電壓變化量:ΔUo≤15mV
④ 穩壓系數:SV≤0.003
2.設計電路結構,選擇電路元件,計算確定元件參數,畫出實用原理電路圖。
3.自擬實驗方法、步驟及數據表格,提出測試所需儀器及元器件的規格、數量,交指導教師審核。
4.批准後,進實驗室進行組裝、調試,並測試其主要性能參數。
三、設計步驟 1.電路圖設計
(1)確定目標:設計整個系統是由那些模塊組成,各個模塊之間的信號傳輸,並畫出直流穩壓電源方框圖。
(2)系統分析:根據系統功能,選擇各模塊所用電路形式。
(3)參數選擇:根據系統指標的要求,確定各模塊電路中元件的參數。
(4)總電路圖:連接各模塊電路。
2.電路安裝、調試
(1)為提高學生的動手能力,學生自行設計印刷電路板,並焊接。
(2)在每個模塊電路的輸入端加一信號,測試輸出端信號,以驗證每個模塊能否達到所規定的指標。
(3)重點測試穩壓電路的穩壓系數。
(4)將各模塊電路連起來,整機調試,並測量該系統的各項指標。
四、總體設計思路 1.直流穩壓電源設計思路
(1)電網供電電壓交流220V(有效值)50Hz,要獲得低壓直流輸出,首先必須採用電源變壓器將電網電壓降低獲得所需要交流電壓。
(2)降壓後的交流電壓,通過整流電路變成單向直流電,但其幅度變化大(即脈動大)。
(3)脈動大的直流電壓須經過濾波電路變成平滑,脈動小的直流電,即將交流成份濾掉,保留其直流成份。
(4)濾波後的直流電壓,再通過穩壓電路穩壓,便可得到基本不受外界影響的穩定直流電壓輸出,供給負載RL。
2.直流穩壓電源原理
直流穩壓電源是一種將220V工頻交流電轉換成穩壓輸出的直流電壓的裝置,它需要變壓、整流、濾波、穩壓四個環節才能完成,見圖1。
圖1直流穩壓電源方框圖
其中:
(1)電源變壓器:是降壓變壓器,它將電網220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓,並送給整流電路,變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。
(2)整流電路:利用單向導電元件,把50Hz的正弦交流電變換成脈動的直流電
(3)濾波電路:可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除,從而得到比較平滑的直流電壓。
(4)穩壓電路:穩壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩定,不隨交流電網電壓和負載的變化而變化。
整流電路常採用二極體單相全波整流電路,電路如圖2所示。在u2的正半周內,二極體D1、D2導通,D3、D4截止;u2的負半周內,D3、D4導通,D1、D2截止。正負半周內部都有電流流過的負載電阻RL,且方向是一致的。電路的輸出波形如圖3所示。
圖2整流電路
圖3輸出波形圖
在橋式整流電路中,每個二極體都只在半個周期內導電,所以流過每個二極體的平均電流等於輸出電流的平均值的一半,即 。電路中的每隻二極體承受的最大反向電壓為 (U2是變壓器副邊電壓有效值)。
在設計中,常利用電容器兩端的電壓不能突變和流過電感器的電流不能突變的特點,將電容器和負載電容並聯或電容器與負載電阻串聯,以達到使輸出波形基本平滑的目的。選擇電容濾波電路後,直流輸出電壓:Uo1=(1.1~1.2)U2,直流輸出電流: (I2是變壓器副邊電流的有效值。),穩壓電路可選集成三端穩壓器電路。
總體原理電路見圖4。
圖4 穩壓電路原理圖
3.設計方法簡介
(1)根據設計所要求的性能指標,選擇集成三端穩壓器。
因為要求輸出電壓可調,所以選擇三端可調式集成穩壓器。可調式集成穩壓器,常見主要有CW317、CW337、LM317、LM337。317系列穩壓器輸出連續可調的正電壓,337系列穩壓器輸出連可調的負電壓,可調范圍為1.2V~37V,最大輸出電流 為1.5A。穩壓內部含有過流、過熱保護電路,具有安全可靠,性能優良、不易損壞、使用方便等優點。其電壓調整率和電流調整率均優於固定式集成穩壓構成的可調電壓穩壓電源。LM317系列和lM337系列的引腳功能相同,管腳圖和典型電路如圖4和圖5.
圖4管 腳圖 圖5典型電路
輸出電壓表達式為:
式中,1.25是集成穩壓塊輸出端與調整端之間的固有參考電壓 ,此電壓加於給定電阻 兩端,將產生一個恆定電流通過輸出電壓調節電位器 ,電阻 常取值 , 一般使用精密電位器,與其並聯的電容器C可進一步減小輸出電壓的紋波。圖中加入了二極體D,用於防止輸出端短路時10μF大電容放電倒灌入三端穩壓器而被損壞。
LM317其特性參數:
輸出電壓可調范圍:1.2V~37V
輸出負載電流:1.5A
輸入與輸出工作壓差ΔU=Ui-Uo:3~40V
能滿足設計要求,故選用LM317組成穩壓電路。
(2)選擇電源變壓器
1)確定副邊電壓U2:
根據性能指標要求:Uomin=3V Uomax=9V
又 ∵ Ui-Uomax≥(Ui-Uo)min Ui-Uoin≤(Ui-Uo)max
其中:(Ui-Uoin)min=3V,(Ui-Uo)max=40V
∴ 12V≤Ui≤43V
此范圍中可任選 :Ui=14V=Uo1
根據 Uo1=(1.1~1.2)U2
可得變壓的副邊電壓:
2)確定變壓器副邊電流I2
∵ Io1=Io
又副邊電流I2=(1.5~2)IO1 取IO=IOmax=800mA
則I2=1.5*0.8A=1.2A
3)選擇變壓器的功率
變壓器的輸出功率:PoI2U2=14.4W
(3)選擇整流電路中的二極體
∵ 變壓器的副邊電壓U2=12V
∴ 橋式整流電路中的二極體承受的最高反向電壓為:
橋式整流電路中二極體承受的最高平均電流為:
查手冊選整流二極體IN4001,其參數為:反向擊穿電壓UBR=50V17V
最大整流電流IF=1A0.4A
(4)濾波電路中濾波電容的選擇
濾波電容的大小可用式 求得。
1)求ΔUi:
根據穩壓電路的的穩壓系數的定義:
設計要求ΔUo≤15mV ,SV≤0.003
Uo=+3V~+9V
Ui=14V
代入上式,則可求得ΔUi
2)濾波電容C
設定Io=Iomax=0.8A,t=0.01S
則可求得C。
電路中濾波電容承受的最高電壓為 ,所以所選電容器的耐壓應大於17V。
注意: 因為大容量電解電容有一定的繞制電感分布電感,易引起自激振盪,形成高頻干擾,所以穩壓器的輸入、輸出端常 並入瓷介質小容量電容用來抵消電感效應,抑制高頻干擾。
五、實驗設備及元器件 1.萬用表 2.示波器
3.交流毫伏表 4.三端可調的穩壓器 LM317一片
六、測試要求 1.測試並記錄電路中各環節的輸出波形。
2.測量穩壓電源輸出電壓的調整范圍及最大輸出電流。
3.測量輸出電阻Ro。
4.測量穩壓系數。
用改變輸入交流電壓的方法,模擬Ui的變化,測出對應的輸出直流電壓的變化,則可算出穩壓系數SV.(注意: 用調壓器使220V交流改變±10%。即ΔUi=44V)
5.用毫伏表可測量輸出直流電壓中的交流紋波電壓大小,並用示波器觀察、記錄其波形。
6.分析測量結果,並討論提出改進意見。
七、設計報告要求 1.設計目的。
2.設計指標。
3.總體設計框圖,並說明每個模塊所實現的功能。
4.功能模塊,可有多個方案,並進行方案論證與比較,要有詳細的原理說明。
5.總電路圖設計,有原理說明。
6.實現儀器,工具。
7.分析測量結果,並討論提出改進意見。
8.總結:遇到的問題和解決辦法、體會、意見、建議等。
八、注意事項 1.焊接時要對各個功能模塊電路進行單個測試,需要時可設計一些臨時電路用於調試。
2.測試電路時,必須要保證焊接正確,才能打開電源,以防元器件燒壞。
3.注意LM317晶元的輸入輸出管腳和橋式整流電路中二極體的極性,不應反接。
4. 按照原理圖焊接時必須要保證可靠接地。
❺ 設計一個運算電路,要求輸出電壓和輸入電壓的運算關系式為uo=3uI1-2uI2
兩級反相放大器串聯。
由虛短知 Vx = V1 ; Vy = V2
由虛斷知,運放輸入端沒有電流流過,則R1、R2、R3可視為串聯,通過每一個電阻的電流是相同的, 電流 I = (Vx - Vy)/R2;
則: Vo1-Vo2=I*(R1+R2+R3) = (Vx-Vy)(R1+R2+R3)/R2 -----d
由虛斷知,流過R6與流過R7的電流相等,若 R6=R7, 則 Vw = Vo2/2 -----e
同理若 R4=R5,則 Vout – Vu = Vu – Vo1,
故 Vu = (Vout+Vo1)/2 -----f
由虛短知,Vu = Vw -----g
由 e,f,g 等式得 :Vout = Vo2 – Vo1----h
由 d,h 等式得
Vout = (Vy – Vx)(R1+R2+R3)/R2;
式中(R1+R2+R3)/R2是定值,此值確定了差值 (Vy–Vx) 的放大倍數。
(5)模擬運算電路設計實驗裝置圖擴展閱讀:
運放參數的非理想性引起運算誤差。其中Kd,Rd,CMRR,Uo,Id和Io的影響是主要的。為減小運算誤差,Kd,Rd,和CMRR越大越好,Uo,Io越小越好。
運放雜訊和外圍電阻雜訊引起運算誤差。對由電阻阻值誤差引起的運算誤差,容易根據運算電路的輸出表達式,用求偏導的方法求得。為減小電阻阻值誤差引起的運算誤差,可選用溫度系數小的精密電阻,必要時還可在電路中設置調節環節來補償。
❻ 模擬乘法電路原理
見圖紙的電路圖及運算過程,U0=K×Ux×Uy,K為常數,實現了乘法運算。
❼ 由運算放大器構成的模擬運算電路如圖所示,急等,謝謝
(1)電壓跟隨器,反向放大,積分
(2)電流並聯負反饋
(3)uo2=(ui1-ui2)R3/R2+ui2
uo=-1/(RC)∫ uo2dt.
❽ 請大夥幫忙分析下這個電路圖
uA741通用高增益運算通用放大器,早些年最常用的運放之一.應用非常廣泛, 雙列直插8腳或圓筒8腳封裝。工作電壓±22V,差分電壓±30V,輸入電壓±18V,允許功耗500mW.其管腳與OP07(超低失調精密運放)完全一樣,可以代換的其他運放有uA741,uA709,LM301,LM308, LF356,OP07,op37,max427等,說明一下uA741 通用放大器,性能不是很好,下面給出這一系列產品的引腳圖
http://www.ws.zscas.e.cn/jpkc/dgdz1/news_more.asp?id=581
集成運算放大器
集成運算放大器是具有差分輸入和直接耦合電路的高增益、寬頻帶的電壓放大器。 它的成本低 , 用途廣泛。當集成運算放大器外接不同的反饋網路後,能實現多種電路功能:可作為放大器、模擬運算、有源濾波、振盪器、轉換器( 如:電流 /電壓轉換器、頻率/電壓轉換器等 )、可構成非線性電路(如:對數轉換器、乘法器等)等。
理想集成運算放大器的特性是盡善盡美的,如:增益無限大、通頻帶無限大、同相與反相之間以及兩輸入端與公共端到地之間的輸入電阻為無限大、輸出阻抗為零、輸入失調電壓為零、輸入失調電流為零、只放大差模信號,能完全抑制共模信號等。
實際被使用的集成運算放大器與理想集成運算放大器的特性有一定的差異 , 但它的發展方向正趨於理想集成運算放大器。它們的差異見表 5-10 所示。
特 性 理想集成運算放大器 實際集成運算放大器
失調電壓 0v 0.5~5mV
失調電流 0A lnA~10μA
失調電壓的溫度 OV/℃ (1~50)μV/℃
偏置電流 OA lnA~100μA
輸入電阻 ∞Ω 1OkΩ~1000MΩ
通頻帶 ∞Hz 10kHz~2MHz
輸出電流 為電源的容量 1~3OmA
共模抑制比 ∞dB 60~120dB
上升時間 Os IOns~10μs
轉移速率 ∞V/s (0.1~100)V/μs
電壓增益 ∞dB 1000~1000000dB
電源電流 OA 0.05~25mA
一、 集成運算放大器的符號
集成運算放大器的電路符號參見圖5-35。其中 (a) 圖為新國標的標法。(b) 圖為老國標的標法 , 但現在仍在延續使用。
圖5-35 集成運算放大器的符號圖
二、常用集成運算放大器的類型
集成運算放大器的類型很多,按特性分類有:通用型、高精度型、低功耗型、高速型、單電源型和低雜訊型等。按構造分類有:雙極型、結型場效應管輸入型、MOS場效應管輸入型和CMOS型等。
三、常用集成運算放大器μA741 的介紹
①管腳圖及工作參數:集成運算放大器μA741的管腳圖見圖 5-36 所示。其主要極限參數( 最大額定值 ) 如下。
最大電源電壓:± 18V
最大差分電壓 ( 同相端與反向端之間的輸入電壓 ): ± 30V
最大輸入電壓: ± 15V
允許工作溫度:0 ℃ ~+70 ℃
允許功耗:IIIW
最大輸出電壓: 比電源電壓略低
例 : 當電源電壓提供士 12V 時 , 開環時最大輸出電壓約為士 10V 。
②典型電路:μA741是有零漂調整管腳的運放。典型電路如圖5-37所示。在調零端1、5之間接一個調整失調電壓電位器,當接成比例運算、求和運算電路時,調零電位器用於閉環調零。在我們使用的實驗裝置中,運放的調零電路己經連接好了,不必再接,使用時僅需要調整調零電位器旋鈕即可。
圖5-36 uA741的管腳圖 圖5-37 uA741典型電路
+http://www.hywxw.com/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=620
供你參考