实训论文-简易5号7号电池充电器.doc

题 目：简易5号7号电池充电器 院 （系）： 专 业： 学生姓名： 学 号：10011 指导教师： 2012年 1月8 日目 录第一章 摘要2第二章 设计目的3第三章 简易5号电池恒流充电器的功能4第四章 设计原理及方案5第五章 集成电路简介13第六章 元器件清单15第七章 总结设计体会16参考文献 17附录 18第一章 摘要现在社会迅速发展，因而对于大学生的要求不仅仅是理论的，对实践动手能力也有了更高的要求。所以要在大学生中进行实训。本次我们做的实训是数电模电的内容，我要做的题目是电池充电器。 普通电池充电均采用恒流方式时，只需控制充电时间即可完成对电池的充电，并不考虑电池会提前充满，电池充满后若不切断电源会影响电池的寿命，且浪费电资源。我即将要做的是一种经济实用的简易电池恒流充电器，能够以恒定的电流对两节5号电池进行充电，当电池电量充满时可以自动显示电量充满，并且会自动切断电源停止充电。 我设计的充电器是由桥式整流电路、恒流成生电路、自动断电电路、显示电路和电源电路6部分组成。本文我将较为详细的介绍整流电路、恒流成生电路、自动断电电路、显示电路和电源电路的工作原理及功能，简单的展示了简易电池恒流充电器的设计过程。第二章 设计要求一、基本要求（1）设计的电池充电器能给7号、5号电池充电。（2）充电有led显示。二、发挥部分 （1）恒流充电。 （2）充满有指示。第三章 设计方案第一节 设计思路总体框图 简易电池自动恒流充电电路的总体框图如下所示：它是由电整流电路恒流成生电路自动断电电路显示电路电源电路源电路、变压整流电路、恒流生成电路、自动断电电路、显示电路和5部分组成。 通过电源电路可以将电网中的220v电压转变成为两节5号电池所需要的3v电压（本人在电路设计中没有买变压器），经过桥式整流电路将交流电变成直流电，再通过滤波电路、稳压电路，出来后就可以出来稳定的直流电，为电路提供稳定的直流电。经过变压、整流、滤波、稳压出来的稳定直流电进入恒流生成电路。第四章 原理说明和原理图1.原理图与pcb封装2.原理说明本从充电器可同时完成两节5号或七号电池的充电，配有充电指示灯对充电状态进行指示，当电池电量不足时，指示灯较亮，随着电量的不断补充，指示灯的亮度不断下降，当充好电后，指示灯熄灭。该充电器具有开始大电流快充，之后小电流慢充的自动调节功能，对充电电池具有很好的保护作用。该充电器只用了就少的就实现了所有功能，结构合理，电路简单。如原理图所示，电源经变压器变压后，经整流、滤波后为充电器提供电源。电源经r12向两只充电开关三极管提供基极电流稳压管d11始终将两只三极管的基极电压保持在2.4v左右，当接入充电电池后，充电回路被接通，以dc1为例，由于三极管的发射极电压决定电池的电压，基极电压又保持在稳定值上，当电池电压就低时，加在三极管发射极上的电压就大，集电极充电电流较大，发光二极管亮度也大，随着电池电量不断补充，电池电压不断升高，加在三极管发射结的电压就不断减小，充电电流就不断减小，当电池电量充足后，当三极管发射极电位低于基极电位0.5v时，三极管截止，充电停止，充电指示灯熄灭。3.桥式整流电路 桥式整流电路电路具有将双向的交变电压变换为单向的脉动电压的功能，可以将从电路中输入的交流电变成直流电，是使用最多的一种整流电路。这种电路，只要增加两只二极管口连接成桥式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。 以上满足了我们提高变压器利用率并降低整流管最大反向电压的要求，实现了二极管整流输出的最佳性能。需要特别指出的是，二极管作为整流元件，要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。如选择不当，则或者不能安全工作，甚至烧了管子；或者大材小用，造成浪费。另外，在高电压或大电流的情况下，如果手头没有承受高电压或整定大电滤的整流元件，可以把二极管串联或并联起来使用。4.滤波电路交流电经过二极管整流之后，方向单一了，但是大小（电流强度）还是处在不断地变化之中。这种脉动直流一般是不能直接用来给无线电装供电的。要把脉动直流变成波形平滑的直流，还需要再做一番“填平取齐”的工作，这便是滤波。换句话说，滤波的任务，就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近恒稳的直流电。电容器是一个储存电能的仓库。在电路中，当有电压加到电容器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中；当外加电压失去（或降低）之后，电容器将把储存的电能再放出来。充电的时候，电容器两端的电压逐渐升高，直到接近充电电压；放电的时候，电容器两端的电压逐渐降低，直到完全消失。电容器的容量越大，负载电阻值越大，充电和放电所需要的时间越长。这种电容带两端电压不能突变的特性，正好可以用来承担滤波的任务.4.稳压管 稳压二极管工作原理一种用于稳定电压的单伪结二极管，结构同普通二极管。加在稳压二极管的反向电压增加到一定数值时，将可能有大量载流子击穿伪结的位垒，形成大的反向电流，此时电压基本不变。在此电路中，稳压管d11始终将两只三极管的基极电压保持在2.4v左右，用以保证充电的正常进行，同时也保证充满电后自动停止充电。5.功能电路该电路用来实现对电池的充电。6.发光二极管 光二极管（led）是用半导体材料制作的正向偏置的pn结二极管。其发光机理是当在pn结两端注入正向电流时，注入的非平衡载流子（电子空穴对）在扩散过程中复合发光，这种发射过程主要对应光的自发发射过程。按光输出的位置不同，发光二极管可分为面发射型和边发射型。 发光二极管具有可靠性较高，室温下连续工作时间长、光功率电流线性度好等显著优点，而且由于此项技术已经发展得比较成熟，所以其价格非常便宜。因此在一些简易的光纤传感器的设计中，如果led能够胜任，选用它作为光源即可大大降低整个传感器的成本。然而led的发光机理决定了它存在着很多的不足，如输出功率小、发射角大、谱线宽、响应速度低等。因此，在一些需要功率高、调制速率快、单色性好的光源的传感器设计中，就不得不以提高成本为代价，选用其它更高性能的光源。7.限流电路 为了避免电路中的电流过大对电路造成损坏，所以我在电路中加入了限流电路。第五章 元器件清单符号类别数目r14470千欧1r159.1千欧1r16100千欧、细调1 r12270欧1r13、r14、r17、r18100欧4c1、c6、c51033c74701ttrans11dbridge11led红色3d112.4v稳压管1三极管80502第七章 总结设计体会 这次课程设计用了将近一周的时间，通过这一个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。 这次的课程设计也让我看到了团队的力量，我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。刚开始的时候，大家就分配好了各自的任务，大家有的绘制原理图，进行仿真实验，有的积极查询相关资料，并且经常聚在一起讨论各个方案的可行性。在课程设计中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们成功的一项非常重要的保证。而这次设计也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。 通过本次课程设计,在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。 本次设计的恒流充电器比较简单而且是只能为两节五号电池充电，由于时间有限，不能更加仔细的考虑，任然有一些地方存在不足，这是本次设计所存在的一个遗憾！参考文献1、李银华，电子线路设计指导，