《电子技术》课程设计报告课题：电压控制恒流充电电路设计班级学号学生姓名专业系别指导教师淮阴工学院电子信息工程系2013年12月课题：电压控制的恒流充电电路一、设计目的电子技术课程设计是模拟电子技术、数字电子技术课程结束后进行的教学环节。

其目的是：1、培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。

2、学习较复杂的电子系统设计的一般方法，提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。

3、进行基本技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。

4、培养学生的创新能力。

二、设计要求1、充电电流为100mA；2、控制电压为4.5V和6.5V,当充电电压上升到6.5V时自动断电,当用电电压下降到4.5V时自动通电；3、由交流220V市电供电；4、主要单元电路和元器件参数计算、选择；5、画出总体电路图；6、安装自己设计的电路图，按照自己设计的电路图，在通用版上焊接。

焊接完毕后，应对照电路仔细检查，看是否有错接、漏接、虚焊的现象；7、调试电路；8、电路性能指标测试；提交格式上符合要求，内容完整的设计报告。

三、总体设计1课题：电压控制的恒流充电电路（1）在恒流源部分，我们通过利用9012NP硅管其发射级-基极导通电压0.7V和6,8Ω电阻输出100mA电流。

4KRw1，大约调到2）在充电电路的控制电压部分，接入12V电压，调节（在上部电路中的电位比较器的正向输入端的电10k电阻的分压以后，左右，经过的大小，使下部电位比较器的反向输入端电压为Rw2。

同理，调节压为4.5V之间时，上部电路中的电位比较器输出为高电0-6.5V 当电压在6.5V。

，晶U0=12V>>1.4V 的电位比较器输出为低电平，电源电压为平，下部电路中中有电流流过，由电磁感应，常断开关触点导通电闸管导通，继电器的线圈J1时，上面的电压比较器输出低当电压增加到超过6.5V源开始给电池充电。

中有电流流过，常闭开关触点断开，导致晶闸管下J2电平，三极管导通，所以的常断触点打开，电源停止给电池充电。

用电容和电阻J1端断开，截止工作，时，上部电，但在电压低于4.5V组成的充放电回路消耗电压，使电压低于6.5V 电路又处在J2-2上，和继电器的触点接在路的电位比较器输出为低电平，J1-2 充电状态，如此循环，这样就实现了电压控制恒流充电了。

2课题：电压控制的恒流充电电路（电路总图）四、单元电路设计 1、恒流源的获得三极管、9013a．9012基极导通电压为三极管，利用它的发射级PNP-硅管是我们常用到的9012 。

0.7V 3课题：电压控制的恒流充电电路9013硅管是NPN三极管。

b．电阻为了得到100mA的充电电流，由于9012①的eb极导通电压为0.7V，我们选择6.8Ω电阻来实现100mA的电流，经过导通的9012②ec极流出。

1K电阻用于分压。

2、电压控制的充放电电路a. MCR晶闸管晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和门极；晶闸管工作条件为：加正向电压且门极有触发电流晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。

晶闸管也称为可控硅，是一种半导体器件。

同时也可将之视为一个控制开关元件。

晶闸管的工作原理:晶闸管T在工作过程中，它的阳极A和阴极K与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。

晶闸管的工作条件：1. 晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态。

2. 晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。

3. 晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。

4. 晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。

单向可控硅内部由半导体材料构成，管芯是一个圆形薄片，它具有三个极：A极（阳极）、G极（栅极）、K极（阴极）。

晶闸管内部结构如图（b）所示，它相当于PNP型三极管和NPN 型三极管以图（c）所示的连接而成。

4课题：电压控制的恒流充电电路（晶闸管原理图） b.LM339电压比较器 LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，该电压比较器的特点是：）失调电压小，典型值为2mV；1 -±18V；2-36V2）电源电压范围宽，单电源为，双电源电压为±1V 3）对比较信号源的内阻限制较宽；；0~（Ucc-1.5V）Vo4）共模范围很大，为 5）差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压； 6）输出端电位可灵活方便地选用。

使用LM339为外型及管脚排列图。

由于集成块采用LM339C-14型封装，图1生产厂、公司竟相推出自己的四比较器，IC灵活，应用广泛，所以世界上各大等，它们的参数基本一致，可互换使用。

SF339ANI339如、IR2339、5课题：电压控制的恒流充电电路LM339类似于增益不可调的运算放大器。

每个比较器有两个输入端和一个输出端。

两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。

用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。

当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。

当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。

两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。

LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻（称为上拉电阻，选3-15K）。

选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。

因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值，我们取R1=R2=10K。

另外，各比较器的输出端允许连接在一起使用。

要得到4.5V和6.5V的控制电压，由图中原理可得①.计算电位器Rw1的接入电阻：V=R*U0/(R+ Rw)Rw1*12v/(10K + Rw1)=4.5V即：Rw1=6.0kΩ②.计算电位器Rw2的接入电阻：Rw2*12v/(10K + Rw2)=6.5V即：Rw2=11.8KΩc.继电器本设计采用HK4100F-DC12V-SHG电磁继电器，，引脚结构如下图。

6课题：电压控制的恒流充电电路结构图如图所示：它的基本组成部分有电磁铁（A）、衔铁（B）、弹簧（C）、和动触点（D）等。

图为常见电磁继电器的基本原理。

只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。

当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。

焊接前先要对它进行测试。

1) 测触点电阻：用万能表的电阻档，测量常闭触点与动点电阻，其阻值应为0；而常开触点与动点的阻值就为无穷大。

由此可以区别出那个是常闭触点，那个是常开触点。

2) 测线圈电阻：可用万能表R×10Ω档测量继电器线圈的阻值为682欧姆，从而判断该线圈是否存在着开路现象。

7课题：电压控制的恒流充电电路五、调试、调试恒流源电路1。

若电流无法电源，测量输出恒流源，使电流表示数为100mA电路接通12V，首先检查线路是否接错，或有虚焊等现象。

在确认焊接无误的情况100mA调到 LM4341是否损坏。

下，检查三极管8课题：电压控制的恒流充电电路2、调试低电压控制部分首先断开第一步调试的部分，调节R7电位器的大小，大致调到6K左右，使M点对地的电压为4.5V。

要确认晶闸管是否还能正常工作，测G端电压是否在0.7V左右，再测A端电压是否为1V左右，若测得A端电压为12V左右，则是晶闸管损坏，此外还要确定可控硅的引脚没有接错位置，这个地方特别容易出错，稍一出错晶闸管就容易烧毁。

用万用表红黑表笔测二极管的正、反阻值，一般的二极管正向阻值在几百欧左右，反向阻值无穷大。

确保二极管没有损坏的条件下，要检查二极管有没有接反，还有就是电位比较器的引脚有没有接错。

再插上芯片，测8引脚电压为0，9引脚电压为4.5V，再测14引脚，看其是否为高电平，若不是则电位比较器坏了。

3、调试高电压控制部分电路调节R8电位器，使N点对地的电压为6.5V。

这部分电路最可能出现问题的地方有三处。

一是二极管，二是三极管，三是电位比较器，如果调不出6.5V电压，首先要检查以上三个地方，在确保元件没有损坏的条件下，要检查二极管有没有接反，还有就是三极管及电位比较器的引脚有没有接错。

最后插上芯片，接好断开部分，调节W0，看W0两端电压的变化范围，使其在4.5V 到6.5V之间变化。

如果以上三个部分都已调试成功，整个电路却不能正常工作，那么问题很可能出在继电器上了，很大可能是继电器的引脚接错了，并且，要注意的是线圈要分正负极性。

一旦有一个接错，整个电路就不能正常工作，但单个部分的数据却是正确的，整个电路就调试成功后，继电器的开关会处于不停地打开关闭状态，发出“咔嚓咔嚓”的声响。

六、电路测试及测试结果整个电路调试完成后，通电会不停听到咔嚓的继电器触头闭合的声音，检测电解电容正端电压从4.5V增到6.5V，再从6.5V降低到4.5V，循环变换，即为充放电循环过程。

电路成功。

9课题：电压控制的恒流充电电路七、设计总结我的学到了很多，体会到了很多，各方在本次为期两周的课程设计过程中，面能力都有得到较大的提高。

首先此次实习制作使我们进一步深入了解了实验的操作原理以及许多不同另外又学到课程以外的一门有用的技术在我们投入社会器件的工作原理和方法，之前再添一项技能，而且在这次实习过程给与我们一次很好的开发思维的机会，我又一次的感受到实也培养了吃苦耐劳的精神，培养了我实际运用理论的能力，对我而言也是非常有意义的，每个同学都知道了要认真亲自制作，践的的重要性，这样才能使自不断开拓自己的思维.使我学会了凡事都应该勤奋思考.努力研究.本次的亲身实锻炼了自己分析和解决实际工程问题的能力。

己更好的得到发展，我们必它让我知道，知识是活的，践提醒我们要学会理论联系实际去处理问题，须要能回灵活的应用所学的知识，为以后更好的的学习和工作打下了结实的基础。