




版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、模拟电子技术基础课程设计(论文)具有放电功能的自动充电器 院(系)名称:电气工程学院 专业班级: 学号: 学生姓名: 指导教师:起 止 时 间: 2015.7.62015.7.19课程设计(论文)任务及评语院(系):电气工程学院 教研室:电子信息工程 学 号学生姓名专业班级电气132班课程设计(论文)题目具有放电功能的自动充电器课程设计(论文)任务任务要求:具有放电功能的自动充电器可以改善电池的使用寿命和使用周期,一定程度上方便了日常生活的使用。充、放电可通过继电器的闭合和打开自动控制充电器的充、放电功能。由电源电路、充电电路、放电电路等部分组成。技术要求:1、充电电流为500mA。2、充电电
2、压为3.2V(每节1.6V)。3、设计电路所需的直流稳压电源。4、利用Multisim(或EWB)进行电路仿真与调试。指导教师评语及成绩平时成绩: 答辩成绩: 论文成绩: 作品成绩: 总成绩: 指导教师签字: 年 月 日注:平时成绩占20%,答辩成绩占20%,论文成绩占40%,作品成绩20%。本科生课程设计(论文)摘 要现代社会,科技日益发展,便携式、迷你型设备更能博得人们的眼球。蓄电池、镍氢电池等可充电电池在生活中应用非常广泛,但往往因为充电不当,而使电池过早夭折。作为其电源的二次电池使用率日益提高,一款性价比高的充电器成为一种迫切的需求,电能是当今最重要的能源形式,电能使用最方便,适用范围
3、广阔,并且是清洁的。 本课程设计为具有放电功能的自动充电器。具有放电功能的自动充电器一定程度上方便了日常生活的使用。电源部分主要经过电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路输出稳定的直流电压。通过调整器件的参数,控制电源电路输出电压为3.2V。充电放电通过继电器的控制(闭合与打开)和电压升高降低的变化进行自动控制充放电功能。本设计所涉及的知识:方案论证,产品说明,原理说明,安装工艺,调试与测试,焊接技术,元件清单,操作说明。随着科技的发展,电气、电子设备已经广泛的应用于日常、科研、学习等各个方面。电源作为电气、电子设备必不可少的能源供应部件,需求日益增加,而且对电源的功能、稳定性等各项指标也提
4、出了更高的要求。单元电路展开分析,进过Multisim仿真,验证输出电压的稳压值,基本满足设计要求,焊接调试的话,实测的实验数据与仿真结果有一定误差,但在允许误差范围内,设计基本达到预期要求.日常生活有了具有放电功能的自动充电器就方便了许多,它进一步改善了电池的使用寿命和使用周期,并且在实用性和安全性上都尽可能达到较高的水准。本充电器不仅电路简单,制作容易,成本较低,并且方便实用,便于推广。关键词:充电器;自动充放电;直流稳压电源;方便实用;环保节能目 录第1章 绪论11.1 具有放电功能的自动充电器的发展概况11.2 本文研究内容1第2章 总体设计方案22.1 设计方案论证22.2 总体设计
5、方案框图3第3章 具有放电功能的自动充电器各单元电路设计53.1 具有放电功能的自动充电器具体电路设计53.1.1 电源电路设计部分53.1.2 充电电路设计部分63.1.3 放电电路设计部分63.2 元器件型号选择73.3 电路参数计算73.4 整体电路及原理8第4章 仿真与调试104.1 电路分析仿真104.1.1 电源电路波形104.1.2 充电仿真114.1.3 放电仿真124.2 仿真结果分析13第5章 实物制作14第6章 作品测试与数据分析15第7章 课程设计总结16参考文献17附 录 I18附 录 II19I第1章 绪论1.1 具有放电功能的自动充电器的发展概况为加强对元器件的认
6、识,培养运用基本知识进行简单电路设计的能力,扎实基础理论,我们现初次进行模电课程设计。具有放电功能的自动充电器可以改善电池的使用寿命和使用周期,一定程度上方便了日常生活的使用,并且在安全性和实用性上都尽可能的达到了较高的水准。充、放电可通过继电器的闭合和打开自动控制充电器的充、放电功能。一般电池为镉镍电池,有记忆效应,所以需要在充电前对电池进行一次放电,以使电池能能够在每次充电时能够充分充放电。所以这次具有放电功能的自动充电器就此产生,本充电器电路简单。制作容易,成本较低,并且具有自动充电放电功能,方便实用,便于推广。通过本课题的设计,能够加深对电路理论知识的理解和掌握,更主要的是学习和掌握验
7、研究方法。学会运用理论和实验两种研究方法,解决实际问题能力,更培养了我们掌握电子技术的科学实验规律,实验技术,测量技术等实验研究方法,使其具有独立实验研究的能力,以便在未来的工作中开拓创新。1.2 本文研究内容本文研究的具有放点功能的自动充电器的设计与制作,经过对资料的查找和分析确定了如下设计方案与要求,进行了元器件的选择以及参数的确定,并确定了总体的结构。具体如下:任务要求:具有放电功能的自动充电器可以改善电池的使用寿命和使用周期,一定程度上方便了日常生活的使用。充、放电可通过继电器的闭合和打开自动控制充电器的充、放电功能。由电源电路、充电电路、放电电路等部分组成。技术要求: 1、充电电流为
8、500mA。 2、充电电压为3.2V(每节1.6V)。 3、设计电路所需的直流稳压电源。 4、利用Multisim(或EWB)进行电路仿真与调试第2章 总体设计方案2.1 设计方案论证方案1:如图1.1,将220V交流电压经过变压器到10V左右再通过桥式电路D1-D4整流,经过C1滤波,然后再其上加一个12V直流电压并作为稳压电路输入,由C2和7805稳压调整后,从电容C3的两端输出稳定的3.2V直流电压。图2.1.1电源电路方案2: 电源方案:如图2.1.2,将 220V交流电压经过变压器到10V左右交流电压,再通过整流电路D1-D4整流,C1滤波,再通过LM317稳压器稳压输出3.2V直流
9、比较电压。图2.1.2电源电路分析:本课设要求结构尽量简单,故选用方案2,可以是结构相对简单,电路图相对简单,在实际的电路连接中,方案二比较可行,从经济方面看。方案二比较便宜,总之选择方案2是正确的抉择。2.2 总体设计方案框图放电电路充电电路电源电路图2.2方案框图整个电路分为三个部分,及放电电路、充电电路和电源电路。通过对器件参数的控制,电源电路是输出电压为3.2V。充电和放电电路中通过LM317(可调三端集成稳压器)和比较放大器LM324(比较放大器)构成的比较电路将反馈控制晶体三极管VT的导通和截止,从而控制继电器K1和K2的吸合和释放,从而实现对充放电的控制。电源电路部分总体由电源变
10、压器,整流电路,滤波电路,稳压电路构成。放电电路充电电路充电电路与放电电路能够实现相互切换、自动控制。充电:当电池电压充满到3.2V时,继电器控制电路断开,不再充电,LED1灯熄灭(LED1 为充电指示灯)放电:电池放电放到小于2.1V时,继电器控制电路断开,不再放电,LED2灯熄灭(LED2 为放电指示灯)18第3章 具有放电功能的自动充电器各单元电路设计3.1 具有放电功能的自动充电器具体电路设计3.1.1 电源电路设计部分电源部分总体由电源变压器,整流电路,滤波电路,稳压电路构成。电源方案:如图2.1,将 220V交流电压经过变压器到10V左右交流电压,再通过整流电路D1-D4整流,C1
11、滤波,再通过LM317稳压器稳压输出3.2V直流比较电压。图3.1.电源电路图3.1.1电源电路3.1.2 充电电路设计部分 如图2.2所示,将电池放入电池盒中,接通电源,当LM324(比较放大器)(2)脚的参考基准电压小于3.2V,而放大器(3)脚上镉镍电池反馈电压等于3.2V,放大器(1)脚输出正信号,晶体管处于饱和区,继电器K1中有电流流过,继电器右端闭合,通过R8,J1对电池进行充电。当电池电压到达3.2V后,LM324(比较放大器)的(1)脚输出负信号,使晶体三极管VT处于截止区,继电器K1没有电流流过,使其常闭触点(继电器右端)断开,充电结束,LED1是充电指示灯,充电完毕熄灭。充
12、电电路还可以通过J1人为控制充电或者不充。图3.1.2充电电路3.1.3 放电电路设计部分如图2.3所示,电池在充电前要对镉镍电池进行一次放电。将电池放入后接通220V电源,闭合J2,通过查阅书籍LM317的(输出基准电压)设定为1.25V,若反馈电压高于此值,晶体管导通,继电器K2有电流流过使得继电器右端闭合,同时点亮LED2,当电池电压小于2.1V时,晶体管截止,继电器K2无电流流过,LED2熄灭,放电结束。放电电路还可以通过J2人为控制放电或者不充。图3.1.3放电电路3.2 元器件型号选择运放大器选用LM324,变压器选择变比为22:1变压器,次级电压为10V左右晶体三极管选用2N37
13、11,稳压器选择LM317,继电器选用EMR12A08,滤波电容为电解电容1000uF。3.3 电路参数计算 运放大器选用LM324,变压器选择变比为22:1变压器,次级电压为10V左右晶体管选用2N3711,稳压器选择LM317。LM317计算公式为(Iadj非常小,加号后面那项可以舍去) 查阅书籍可知LM317三端集成稳压器的输出电压变化范围是Vo1.25V37V(高输出电压的317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等,其输出电压变化范围是Vo1.25V45V),所以R2/R1的比值范围只能是028.6。因为Vo=3.2V,可以计算出因此我选择了R2=156,R1=100为使充电电
14、流为500mA,选择了R7=20,R8=51充电功率(C)=充电电流(MA)/电池电容(MAH)。电池电容量为500MAH,充电率=1,则充电电流为500MA。3.4 整体电路及原理如图3.4所示,该电路给两节个镍电池充电,件检测到个镍电池的电压充电至3.2V或放电至1.6V时,电路将自动断电或充电。在图中,交流电压经过D1、D2、D3、D4整流后的直流电压给电池充电,经过整流后的直流电压经过滤波和稳压后供给比较,控制电路,电路LM324(比较放大器)构成比较电路,LM317(可调三端集成稳压器)的输出作为LM324的基准电压,电池反馈电压引至(3)脚,反馈电压与输入电压比较后,由LM324的
15、脚(1)输出信号去控制晶体管VT的导通截止,控制继电器K1、K2对充放电电路的控制,从而实现对整个电路的控制。 图3.4自动充电器原理图图3.4.1充电电流图为控制充电电流为500mA第4章 仿真与调试4.1 电路分析仿真4.1.1 电源电路波形 图4.1.1整流波形4.1.2 如图所示为电路的滤波部分的波形 如图4.1.1.2所示为电路的滤波图4.1.1.2滤波波形4.1.3 充电仿真(1)充电时的电路,如图3.3,将2.2V(小于3.2V)电池放入电池盒中,接通电源图4.1.3充电仿真电路图(电池小于3.2V)(2) 当电池电压充满到3.2V时,继电器控制电路断开,不再充电,LED灯熄灭图
16、4.1.3.2充电仿真电路图(电池等于3.2V)4.1.4 放电仿真放电时的电路,将J1充电路断开,将3.2V电池放入电池盒中,接通电源图4.1.4放电仿真电路图(电池大于2.1V小于或等于3.2V可以一直放电)(2) 当电池放电放到小于2.1V时,继电器控制电路断开,不再放电图4.1.4.2放电仿真电路图(电池放电到2.1V时不再放电)4.2 仿真结果分析通过Multisim真软件仿真电路后,结果与预测有一定的误差,不是很成功,从软件设计到实物测试,我学习了从无到有,首先从软件的选择上,一开始选择了EWB,发现许多器件都没有,后来我又换了Multisim 10和Multisim 13 仿真,
17、仿真成功了电源部分总体由电源变压器,整流电路,滤波电路,稳压电路构成。电源方案:将 220V交流电压经过变压器到10V左右交流电压,再通过整流电路D1-D4整流,C1滤波,再通过LM317稳压器稳压输出3.2V直流比较电压。充电:充电时的电路,将2.2V(小于3.2V)电池放入电池盒中,接通电源,当电池电压充满到3.2V时,继电器控制电路断开,不再充电,LED1灯熄灭。(LED1 为充电指示灯)放电:放电时的电路,将J1充电路断开,将3.2V电池放入电池盒中,接通电源,电池放电放到小于2.1V时,继电器控制电路断开,不再放电,LED2灯熄灭。(LED2 为放电指示灯)可以实现边充电边放电,也可
18、以实现充放电的转换。仿真与我的预期想法基本符合。第5章 实物制作图5 实物焊接图如图5所示是本次设计的实物焊接实物图。图中的运放采用LM324运放,由于实验繁琐老师允许我们不做直流稳压电源部分,可以在实验室直接调出3.2V直流源,二极管的正负要正确的区分,三极管的b,c,e三极正确区分,才能正确连接电路图,对于整个电路的运行是非常重要的啊。第6章 作品测试与数据分析没有带电池,没有继电器的控制,所以我这个焊接的不太完善第7章 课程设计总结 时间一点点的流逝,耗时2周的课程设计即将结束,在老师的指导和自己的努力下我的课程设计也完成了。本设计电路给两节个镍电池充电,件检测到个镍电池的电压充电至3.
19、2V或放电至2.1V时,电路将自动断电或充电。交流电压经过D1-D4整流后的直流电压经过滤波和稳压后供给比较,控制电路,电路LM324构成比较电路,LM317的输出作为LM324的基准电压,电池反馈电压引至(3)脚,反馈电压与输入电压比较后,由LM324的脚(1)输出信号去控制晶体三极管VT的导通截止,控制继电器K1和K2对电路的控制,从而实现对充放电电路的控制。本设计采用二极管整流电路整流,用电容C滤波,采用LM317稳压,采用发光二极管为显示,采用LM324为过压比较。通过Multisim真软件仿真电路后,结果与预测有一定的误差,不是很成功,从软件设计到实物测试,我学习了从无到有,首先从软件的选择上,一开始选择了EWB,发现许多器件都没有,后来我又换了Multisim 10和Multisim 13 仿真,仿真成功了,在实物焊接上有遇到了难题了,就是实验室好多器件都没有,为此我们很失望,其实老师学生都有难处,都应该相互体谅,才能共同进步。在连接实物的时候对电路板的排件很重要,要有总体和部分思想,对于运放LM324的16个端口,我也是查书加百度才分清楚,以及二极管的正负要正确的区分,三极管的b,c,e三极正确区分,才能正确连接电路图,对于整个电路的运行是非常重要的啊。通过这次课设我学到了不少东西,执着地一定要仿真出来自动控制充放电。确实是提高
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 河南叉车考试试题及答案
- 常用金属考试试题及答案
- 核赔师考试试题及答案
- 卖二手车协议书
- 洪山区四年级试卷及答案
- 2025年教师招聘考试试卷及答案汇编
- 2025年商法专业考研考试试卷及答案
- 2025年历史文化遗址保护与开发考核题及答案
- 2025年物流系统与供应链管理考试试卷及答案
- 2025年学习与教育心理学考试卷及答案
- 临床血液学检验技术-其他白细胞疾病
- DBJ-T 13-195-2022 烧结煤矸石实心砖和多孔砖(砌块) 应用技术标准
- FZ/T 21009-2015短毛条
- 最新臭氧氧化技术专业知识讲座课件
- 电力拖动自动控制系统-运动控制系统(第5版)习题答案
- 心血管疾病康复治疗课件
- 海运提单填制练习
- 幼儿园童话剧“拔萝卜”剧本
- 常用H型钢理论重量表格
- 中学自主招生考试物理试题
- 四川大学-刘龙飞-毕业答辩PPT模板
评论
0/150
提交评论