深入分解充電機變換器電路圖的應用
2017-6-8 9:04:43??????點擊：
一、充電機電路設計的意義
充電機電路設計圖是人們?yōu)榱搜芯亢凸こ痰男枰?，用約定的符號繪制的一種表示充電機電路設計結(jié)構(gòu)的圖形。通過充電機電路設計圖可以知道實際充電機電路設計的情況。這樣，我們在分析充電機電路設計時，就不必把實物翻來覆去地琢磨，而只要拿著一張圖紙就可以了。在設計充電機電路設計時，也可以從容地紙上或電腦上進行，確認完善后再進行實際安裝，通過調(diào)試、改進，直至成功。我們更可以應用先進的計算機軟件來進行充電機電路設計的輔助設計，甚至進行虛擬的充電機電路設計實驗，大大提高工作效率。
二、充電機電路設計圖的分類
常遇到的充電機電路設計圖有原理圖、方框圖、裝配圖和印版圖等。
1、原理圖
原理圖就是用來體現(xiàn)充電機電路設計的工作原理的一種充電機電路設計圖，又被叫做“電原理圖”。這種圖由于它直接體現(xiàn)了充電機電路設計的結(jié)構(gòu)和工作原理，所以一般用在設計、分析充電機電路設計中。分析充電機電路設計時，通過識別圖紙上所畫的各種充電機電路設計元件符號以及它們之間的連接方式，就可以了解充電機電路設計的實際工作情況。下圖所示就是一個收音機充電機電路設計的原理圖。
2、方框圖(框圖)
方框圖是一種用方框和連線來表示充電機電路設計工作原理和構(gòu)成概況的充電機電路設計圖。從根本上說，這也是一種原理圖。不過在這種圖紙中，除了方框和連線幾乎沒有別的符號了。它和上面的原理圖主要的區(qū)別就在于原理圖上詳細地繪制了充電機電路設計的全部的元器件和它們連接方式，而方框圖只是簡單地將充電機電路設計安裝功能劃分為幾個部分，將每一個部分描繪成一個方框，在方框中加上簡單的文字說明，在方框間用連線(有時用帶箭頭的連線)說明各個方框之間的關系。所以方框圖只能用來體現(xiàn)充電機電路設計的大致工作原理，而原理圖除了詳細地表明充電機電路設計的工作原理外，還可以用來作為采集元件、制作充電機電路設計的依據(jù)。下圖所示的就是上述收音機充電機電路設計的方框圖。
(三)裝配圖
它是為了進行充電機電路設計裝配而采用的一種圖紙，圖上的符號往往是充電機電路設計元件的實物的外形圖。我們只要照著圖上畫的樣子，依樣畫葫蘆地把一些充電機電路設計元器件連接起來就能夠完成充電機電路設計的裝配。這種充電機電路設計圖一般是供初學者使用的。
裝配圖根據(jù)裝配模板的不同而各不一樣，大多數(shù)作為電子產(chǎn)品的場合，用的都是下面要介紹的印刷線路板，所以印板圖是裝配圖的主要形式。
在初學電子知識時，為了能早一點接觸電子技術，我們選用了螺孔板作為基本的安裝模板，因此安裝圖也就變成另一種模式。如下圖：
(四)印板圖
印板圖的全名是“印刷充電機電路設計板圖”或“印刷線路板圖”，它和裝配圖其實屬于同一類的充電機電路設計圖，都是供裝配實際充電機電路設計使用的。
印刷充電機電路設計板是在一塊絕緣板上先覆上一層金屬箔，再將充電機電路設計不需要的金屬箔腐蝕掉，剩下的部分金屬箔作為充電機電路設計元器件之間的連接線，然后將充電機電路設計中的元器件安裝在這塊絕緣板上，利用板上剩余的金屬箔作為元器件之間導電的連線，完成充電機電路設計的連接。由于這種充電機電路設計板的一面或兩面覆的金屬是銅皮，所以印刷充電機電路設計板又叫“覆銅板”。印板圖的元件分布往往和原理圖中大不一樣。這主要是因為，在印刷充電機電路設計板的設計中，主要考慮所有元件的分布和連接是否合理，要考慮元件體積、散熱、抗干擾、抗耦合等等諸多因素，綜合這些因素設計出來的印刷充電機電路設計板，從外觀看很難和原理圖完全一致;而實際上卻能更好地實現(xiàn)充電機電路設計的功能。
隨著科技發(fā)展，現(xiàn)在印刷線路板的制作技術已經(jīng)有了很大的發(fā)展;除了單面板、雙面板外，還有多面板，已經(jīng)大量運用到日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、國防建設、航天事業(yè)等許多領域。
在上面介紹的四種形式的充電機電路設計圖中，電原理圖是最常用也是最重要的，能夠看懂原理圖，也就基本掌握了充電機電路設計的原理，繪制方框圖，設計裝配圖、印板圖這都比較容易了。掌握了原理圖，進行電器的維修、設計，也是十分方便的。因此，關鍵是掌握原理圖。
三、充電機電路設計圖的組成
充電機電路設計圖主要由元件符號、連線、結(jié)點、注釋四大部分組成。
元件符號表示實際充電機電路設計中的元件，它的形狀與實際的元件不一定相似，甚至完全不一樣。但是它一般都表示出了元件的特點，而且引腳的數(shù)目都和實際元件保持一致。
連線表示的是實際充電機電路設計中的導線，在原理圖中雖然是一根線，但在常用的印刷充電機電路設計板中往往不是線而是各種形狀的銅箔塊，就像收音機原理圖中的許多連線在印刷充電機電路設計板圖中并不一定都是線形的，也可以是一定形狀的銅膜。
結(jié)點表示幾個元件引腳或幾條導線之間相互的連接關系。所有和結(jié)點相連的元件引腳、導線，不論數(shù)目多少，都是導通的。
注釋在充電機電路設計圖中是十分重要的，充電機電路設計圖中所有的文字都可以歸入注釋—類。細看以上各圖就會發(fā)現(xiàn)，在充電機電路設計圖的各個地方都有注釋存在，它們被用來說明元件的型號、名稱等等。
若不知充電機電路設計的作用，可先分析充電機電路設計的輸入和輸出信號之間的關系。如信號變化規(guī)律及它們之間的關系、相位問題是同相位，或反相位。充電機電路設計和組成形式，是放大充電機電路設計，振蕩充電機電路設計，脈沖充電機電路設計，還是解調(diào)充電機電路設計。電器修理、充電機電路設計設計的工作人員都是要通過分析充電機電路設計原理圖，了解電器的功能和工作原理，才能得心應手開展工作的。作為從事此項工作的技術人員，首先要有過硬的基本功，要能對有技術參數(shù)的充電機電路設計原理圖進行總體了解，能進行劃分功能模塊，找出信號流向，確定元件作用。要學會維修電器設備和設計充電機電路設計，就必須熟練掌握各單元充電機電路設計的原理。會劃分功能塊，能按照不同的功能把整機充電機電路設計的元件進行分組，讓每個功能塊形成一個具體功能的元件組合，如基本放大充電機電路設計，開關充電機電路設計，波形變換充電機電路設計等。
要掌握分析常用充電機電路設計的幾種方法，熟悉每種方法適合的充電機電路設計類型和分析步驟。
1、交流等效充電機電路設計分析法首先畫出交流等效充電機電路設計，再分析充電機電路設計的交流狀態(tài)，即：充電機電路設計有信號輸入時，充電機電路設計中各環(huán)節(jié)的電壓和電流是否按輸入信號的規(guī)律變化、是放大、振蕩，還是限幅削波、整形、鑒相等。
2、直流等效充電機電路設計分析法畫出直流等效充電機電路設計圖，分析充電機電路設計的直流系統(tǒng)參數(shù)，搞清晶體管靜態(tài)工作點和偏置性質(zhì)，級間耦合方式等。分析有關元器件在充電機電路設計中所處狀態(tài)及起的作用。例如：三極管的工作狀態(tài)，如飽和、放大、截止區(qū)，二極管處于導通或截止等。
3、頻率特性分析法主要看充電機電路設計本身所具有的頻率是否與它所處理信號的頻譜相適應。粗略估算一下它的中心頻率，上、下限頻率和頻帶寬度等，例如：各種濾波、陷波、諧振、選頻等充電機電路設計。
4、時間常數(shù)分析法主要分析由R、L、C及二極管組成的充電機電路設計、性質(zhì)。時間常數(shù)是反映儲能元件上能量積累和消耗快慢的一個參數(shù)。若時間常數(shù)不同，盡管它的形式和接法相似，但所起的作用還是不同，常見的有耦合充電機電路設計、微分充電機電路設計、積分充電機電路設計、退耦充電機電路設計、峰值檢波充電機電路設計等。
最后，將實際充電機電路設計與基本原理對照，根據(jù)元件在充電機電路設計中的作用，按以上的方法一步步分析，就不難看懂。當然要真正融會貫通還需要堅持不懈地學習，有了一定的理論后分析充電機電路設計圖就不費力了。
充電機電路設計圖的定義：
充電機電路設計圖，是通過充電機電路設計元件符號繪制的電子元件連線走向圖，它詳細的描繪了各個元件的連線和走向，各個引腳的說明，和一些檢測數(shù)據(jù)。
充電機原理圖，又被叫做充電“電原理圖”。這種圖，由于它直接體現(xiàn)了充電機電路設計的結(jié)構(gòu)和工作原理，所以一般用在設計、分析充電機電路設計中。分析充電機電路設計時，通過識別圖紙上所畫的各種充電機電路設計元件符號，以及它們之間的連接方式，就可以了解充電機電路設計的實際工作。原理圖就是用來體現(xiàn)充電機電路設計的工作原理的一種充電機電路設計情況。
四、舉例說明
分析一個充電機電源，往往從輸入開始著手。220V交流輸入，一端經(jīng)過一個4007半波整流，另一端經(jīng)過一個10歐的電阻后，由10uF電容濾波。這個10歐的電阻用來做保護的，如果后面出現(xiàn)故障等導致過流，那么這個電阻將被燒斷，從而避免引起更大的故障。
右邊的4007、4700pF電容、82KΩ電阻，構(gòu)成一個高壓吸收充電機電路設計，當開關管13003關斷時，負責吸收線圈上的感應電壓，從而防止高壓加到開關管13003上而導致?lián)舸?3003為開關管（完整的名應該是MJE13003），耐壓400V，集電極最大電流1.5A，最大集電極功耗為14W，用來控制原邊繞組與充電機電源之間的通、斷。當原邊繞組不停的通斷時，就會在開關變壓器中形成變化的磁場，從而在次級繞組中產(chǎn)生感應電壓。由于圖中沒有標明繞組的同名端，所以不能看出是正激式還是反激式。
不過，從這個充電機電路設計的結(jié)構(gòu)來看，可以推測出來，這個充電機電源應該是反激式的。左端的510KΩ為啟動電阻，給開關管提供啟動用的基極電流。13003下方的10Ω電阻為電流取樣電阻，電流經(jīng)取樣后變成電壓（其值為10*I），這電壓經(jīng)二極管4148后，加至三極管C945的基極上。
當取樣電壓大約大于1.4V，即開關管電流大于0.14A時，三極管C945導通，從而將開關管13003的基極電壓拉低，從而集電極電流減小，這樣就限制了開關的電流，防止電流過大而燒毀（其實這是一個恒流結(jié)構(gòu)，將開關管的最大電流限制在140mA左右）。變壓器左下方的繞組（取樣繞組）的感應電壓經(jīng)整流二極管4148整流，22uF電容濾波后形成取樣電壓。為了分析方便，我們?nèi)∪龢O管C945發(fā)射極一端為地。那么這取樣電壓就是負的（-4V左右），并且輸出電壓越高時，采樣電壓越負。取樣電壓經(jīng)過6.2V穩(wěn)壓二極管后，加至開關管13003的基極。
前面說了，當輸出電壓越高時，那么取樣電壓就越負，當負到一定程度后，6.2V穩(wěn)壓二極管被擊穿，從而將開關13003的基極電位拉低，這將導致開關管斷開或者推遲開關的導通，從而控制了能量輸入到變壓器中，也就控制了輸出電壓的升高，實現(xiàn)了穩(wěn)壓輸出的功能。
而下方的1KΩ電阻跟串聯(lián)的2700pF電容，則是正反饋支路，從取樣繞組中取出感應電壓，加到開關管的基極上，以維持振蕩。右邊的次級繞組就沒有太多好說的了，經(jīng)二極管RF93整流，220uF電容濾波后輸出6V的電壓。沒找到二極管RF93的資料，估計是一個快速恢復管，例如肖特基二極管等，因為開關充電機電源的工作頻率較高，所以需要工作頻率的二極管。這里可以用常見的1N5816、1N5817等肖特基二極管代替。同樣因為頻率高的原因，變壓器也必須使用高頻開關變壓器，鐵心一般為高頻鐵氧體磁芯，具有高的電阻率，以減小渦流。
充電機PCB圖，是充電機電路設計板的映射圖紙，它詳細描繪了充電機電路設計板的走線，元件的位置等。
看充電機電路設計圖首先看充電機電源部分，理解充電機電路設計在什么充電機電源的情況下工作，交流還是直流，單充電機電源還是多充電機電源及電壓等級。清楚了以后看分部充電機電路設計，先區(qū)別是數(shù)字充電機電路設計，還是模擬充電機電路設計，模擬充電機電路設計看信號采集，搞清楚信號來源，有射頻、音頻、各類傳感器、儀器儀表或其他充電機電路設計等，分析信號是交流、直流還是脈沖，屬電壓型還是電流型。分析后續(xù)充電機電路設計的功能，弄清是解調(diào)、放大、整形還是補償?shù)茸饔谩Ｗ詈罂摧敵龀潆姍C電路設計，是調(diào)制還是驅(qū)動。數(shù)字充電機電路設計則主要分析充電機電路設計的邏輯功能和作用。
要看懂充電機電路設計板，那首先最好是要能看懂它的電原理圖(即充電機電路設計圖)，掌握電子元器件的標示方式和它的工作原理，掌握一些常用的元器件的正常的參數(shù)和在正常的充電機電路設計中所起到的作用等等知識，然后再對充電機電路設計板(稱為印刷線路板)進行分析，就能比較快的看懂它的工作原理和一些需要掌握的情況了。
充電機電路設計分子模塊，再找個子充電機電路設計的核心元件(當然要熟悉這個元件)找出各子充電機電路設計模塊之間電氣量的聯(lián)系，最后是整個充電機電路設計的輸出和輸入或者說是功能。
整機充電機電路設計是有一定的功能的，是由各單元充電機電路設計組成，單元充電機電路設計組成具有一定功能的信號處理支路，再由這些支路充電機電路設計組成整機充電機電路設計。先要搞清你看的充電機電路設計圖的作用中什么,是屬于那一類的充電機電路設計,是音頻、視頻、數(shù)字、還是混合充電機電路設計，再用相應的單元充電機電路設計知識去解讀這些充電機電路設計，同時要從交流信號層面、直流層面進行分析，充電機電路設計直流部分是充電機電路設計正常工作的基礎，交流信號是在直流充電機電路設計正常后才能得到相應的處理，充電機電路設計沒有良好的直流狀態(tài)，是不能正常工作的。還要從頻率層面、放大器的增益層面進行分析，不同頻率的信號在經(jīng)過充電機電路設計處理時，由于充電機電路設計中非線性元件的原因，會對不同頻率有不同的處理結(jié)果，放大器對不同頻率的信號也的不同的放大能力，充電機電路設計在設計時會對所需要的頻率信號進行有目的的處理，從而達到機器功能上的需要。再有就是要分析各單元充電機電路設計之間的關系，以及單元充電機電路設計間的輸入、輸出的關系。交流信號經(jīng)過這些充電機電路設計后產(chǎn)生了怎樣的變化等等。在了解了各條支路的工作原理后，才能分析出整機的工作原理，有時各支路充電機電路設計間也存在信號的交連，例如電視機的行輸出充電機電路設計的行逆程脈沖就用于色解碼充電機電路設計，行輸出充電機電路設計與色解碼充電機電路設計存在信號的相互連系，這時可以將這些支路理解為另一種單元充電機電路設計，再對它們進行分析。
我想這里面有個順序問題：比如對高頻充電機電路設計，首先應該掌握充電機電路設計的功能和輸入、輸出關系，有了總體的把握后，好比是抓住了牛鼻子，因為雖然充電機電路設計不同，器件不同，但他們的輸入、輸出關系頻譜是不會變的。然后再分析實現(xiàn)這樣功能變換的基本原理和方法，具體到部分的分析。
進行充電機電路設計設計是要通過分析充電機電路設計原理圖入手，但必須首先了解所需芯片的引腳及基本的作用，這樣有利于更好的了解充電機電路設計的工作原理，這樣才能應用于自己的充電機電路設計，有利于進行充電機電路設計的裁剪和擴展。在進行充電機電路設計分析時，首先對充電機電路設計原理圖有一個總體的了解，劃分出各個功能模塊，如充電機電源模塊，控制器模塊，存貯器模塊，音頻模塊，GPRS模塊等。各個模塊逐一分析，最后統(tǒng)一起來看就可大體了解充電機電路設計所要實現(xiàn)的功能了。設計充電機電路設計時，最好熟練掌握常見或者常用的單元充電機電路設計的原理，如充電機電源模塊，穩(wěn)壓模塊，存貯器模塊等，常用的芯片，如：7805，7812等。
進行充電機電路設計設計時，要將自己所要設計的充電機電路設計劃分成幾個模塊，這樣分別設計在不同的原理圖里，最后進行整合。充電機電路設計中有信號輸入時，各個基本點的電壓是多少，電流是多少，要有個粗略的估計。對于有放大器，R、L、C的充電機電路設計，要看是否是振蕩充電機電路設計，放大充電機電路設計，還是整形充電機電路設計等。
晶體管的靜態(tài)工作點的分析，工作狀態(tài)的分析等，電容的濾波，級間耦合，高頻，低頻充電機電路設計等。一般我們用的是低頻充電機電路設計，高頻一般是通信方面用的比較多。
進行自我分析和自我設計后，就會對充電機電路設計的基本原理有多了解和掌握了，對自己在以后的設計中積累了設計與調(diào)試的經(jīng)驗。當然真正的熟練還需磨練??！
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