車用整流電路設計畢業(yè)設計論文

常州工學院學士學位論文目錄TOC\o"1-2"\h\u16208目錄 118249第一部分設計任務與調(diào)研 244491.1畢業(yè)設計的主要任務 260801.2方案的選擇設計 230366第二部分設計說明 4256692.1單相橋式整流電路 471642.2主要組成元件的作用 5216322.2.1電容 599602.2.2電阻 6110182.2.3二極管 679422.2.4發(fā)光二極管 7223252.3元件參數(shù)表 84497第三部分設計成果 9223703.1電路圖的繪制 956713.2二極管整流電壓輸入波形圖 9276563.3二極管整流電壓輸出波形圖 921353.4實物圖 1024645第四部分結(jié)束語 1132219第五部分致謝 1228965第六部分參考文獻 13

第一部分設計任務與調(diào)研1.1畢業(yè)設計的主要任務進行設計方案的比較，并選定設計方案首先根據(jù)指導老師提供的課題在網(wǎng)上和圖書館查閱相關(guān)文獻在對二極管單向整流電路調(diào)查與參觀實習然后整理文獻和相關(guān)問卷，對整流電路進行分析并說明。完成單元電路的設計和主要元器件說明。完成主電路的原理分析，各主要元器件的選擇。驅(qū)動電路的設計，保護電路的設計。6.使用仿真軟件分析電路1.2方案的選擇設計我們知道，單相整流器的電路形式是各種各樣的，整流的結(jié)構(gòu)也是比較多的。因此在做設計之前我們主要考慮了以下幾種方案：方案1：單相半波整流電路半波整流電路是一種最簡單的整流電路。它由電源變壓器B、整流二極管D和負載電阻Rfz組成。變壓器把市電電壓（多為220伏）變換為所需要的交變電壓e2，D再把交流電變換為脈動直流電。半波整流是以“犧牲”一半交流為代價而換取整流效果的，電流利用率很低因此常用在高電壓、小電流的場合，而在一般裝置中很少采用。圖1單相橋式半波整流電路方案2：單相橋式全波整流電路全波整流電路，可以看作是由兩個半波整流電路組合成的。變壓器次級線圈中間需要引出一個抽頭，把次組線圈分成兩個對稱的繞組，從而引出大小相等但極性相反的兩個電壓e2a、e2b，構(gòu)成e2a、D1、Rf1與e2b、D2、Rf1兩個通電回路。圖2單相橋式全波整流電路方案3：單相橋式整流電路：圖3橋式整流電路圖橋式整流器利用四個二極管，兩兩對接。當輸入正弦波的正半部分是兩只二極管導通，得到正的輸出；當輸入正弦波的負半部分時，另兩只二極管導通，由于這兩只二極管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。因此橋式整流器對輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。綜上所述，針對他們的優(yōu)缺點，我們采用方案三，即單相橋式整流電路。第二部分設計說明2.1單相橋式整流電路二極管單相橋式整流電路的主要作用是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，該電路由三部分組成，第一部分是由4個1N4007組成的橋式整流電路，將交流電轉(zhuǎn)化為脈動的直流電；第二部分是CT1、R1、CT2組成的電容濾波電路，將脈動的直流電轉(zhuǎn)化為接近恒穩(wěn)的直流電；第三部分是由R2、R3、D6、D7對橋式整流和濾波的驗證，若實驗結(jié)果D6亮、D7不亮，說明系統(tǒng)電路工作正常；若D6、D7均亮，則輸出仍然為交流電，系統(tǒng)電路工作異常。原理電圖如下：二極管橋式整流電路利用二極管的反向不導電原理，將交流的正弦波轉(zhuǎn)化為直流的、連續(xù)的、隨時間變化的電流。當輸入的交流電壓為正半周時，對D1、D3加正向電壓，D1，D3導通；對D2、D4加反向電壓，D2、D4截止，此時電路構(gòu)成D1→R1→R2→D6→D3通電回路，R1、R2、D6電壓為上正下負的半波整流電壓，D6點亮工作；當輸入的交流電壓為負半周時，對D2、D4加正向電壓，D2、D4導通；對D1、D3加反向電壓，D1、D3截止，此時電路構(gòu)成D2→R1→R2→D6→D4通電回路，同樣在R1、R2、D6上形成上正下負的另外半波的整流電壓，D6點亮工作。這樣，這樣不管輸入是正向還是負向電壓，輸出均為相同的單向電壓，即得到全波整流電壓。交流電經(jīng)過二極管整流之后，方向單一了，但是大?。娏鲝姸龋┻€是處在不斷地變化之中，要把脈動直流變成波形平滑的直流，還需要濾波把整流器輸出電壓中的波動成分盡可能減小，改造成接近恒穩(wěn)的直流電。電路原理圖如圖4。圖4單相橋式整流電路原理圖2.2主要組成元件的作用2.2.1電容圖5電容電容器是一種能儲存電能的元件，在電路中，當有電壓加到電容器兩端的時候，便對電容器充電，把電能儲存在電容器中；當外加電壓失去（或降低）之后，電容器將把儲存的電能再放出來。充電的時候，電容器兩端的電壓逐漸升高，直到接近充電電壓；放電的時候，電容器兩端的電壓逐漸降低，直到完全消失。電容器的容量越大，負載電阻值越大，充電和放電所需要的時間越長。這種電容兩端電壓不能突變的特性，正好可以用來承擔濾波的任務。電容具有隔直流、通交流的作用，將電容串聯(lián)進電路中，只有在交流電路中才會通路，可用此特性判斷電路是交流還是直流電路。2.2.2電阻圖6電阻電阻（通常用“R”表示），在物理學中表示導體對電流阻礙作用的大小。導體的電阻越大，表示導體對電流的阻礙作用越大。不同的導體，電阻一般不同，電阻是導體本身的一種特性。電阻將會導致電子流通量的變化，電阻越小，電子流通量越大，反之亦然。電阻元件的電阻值大小一般與溫度，材料，長度，還有橫截面積有關(guān)，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1℃時電阻值發(fā)生變化的百分數(shù)。電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說它是一個耗能元件，電流經(jīng)過它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓、分流的作用。對信號來說，交流與直流信號都可以通過電阻。2.2.3二極管圖7二極管二極管又稱晶體二極管,簡稱二極管(diode)，它是一種具有單向傳導電流的電子器件。整流二極管主要用于整流電路，即把交流電變換成脈動的直流電。二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導通狀態(tài)，相當于一只接通的開關(guān)；在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止狀態(tài)，如同一只斷開的開關(guān)。外加反向電壓超過某一數(shù)值時，反向電流會突然增大，這種現(xiàn)象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時二極管失去單向?qū)щ娦裕虼嗽诓煌碾娐分幸蚋鶕?jù)需要選取不同的耐壓值二極管。利用二極管反向不導電特性，將幾個二極管組合成橋式整流電路可以將交流電轉(zhuǎn)化為直流電。2.2.4發(fā)光二極管圖8發(fā)光二極管發(fā)光二級管是一種能發(fā)光的半導體電子元件。不同材料的發(fā)光二極管可以發(fā)出不同顏色的光，林砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。LED只能往一個方向?qū)ǎㄍ姡?，叫作正向偏置（正向偏壓），LED正向偏壓的大小根據(jù)顏色不同而不同，一般為2V左右。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向工作電流一般為20mA，使用時必須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻R計算可得。2.3元件參數(shù)表表1元件清單序號元件編號元件名稱數(shù)量參數(shù)1R1、R2、R3電阻3510Ω2CT1、CT2、CT3電解電容3470uf3D6、D7LED發(fā)光二極管24D1、D2、D3、D4整流二極管41N4007

第三部分設計成果3.1電路圖的繪制圖9基礎(chǔ)電路圖3.2二極管整流電壓輸入波形圖圖10整流電壓輸入波形圖3.3二極管整流電壓輸出波形圖圖11整流電壓輸出波形圖3.4實物圖圖12橋式整流電路實物圖

第四部分結(jié)束語通過單相橋式整流電路的設計，使我加深了對整流電路的理解，讓我畢業(yè)設計產(chǎn)生了濃烈的興趣。整流電路的設計方法多種多樣，且根據(jù)負載的不同，又可以設計出很多不同的電路。其中單相橋式整流電路其負載我們用的多的主要是電阻型、帶大電感型，接反電動勢型。它們各自有自己的優(yōu)點。對于一個電路的設計，首先應該對它的理論知識很了解，這樣才能設計出性能好的電路。整流電路中，開關(guān)器件的選擇和觸發(fā)電路的選擇是最關(guān)鍵的，開關(guān)器件和觸發(fā)電路選擇的好，對整流電路的性能指標影響很大。這次的畢業(yè)設計是我收獲最大的一次，雖然中途遇到了不少困難，但還是被我逐步解決了。反復檢查畢業(yè)設計我都感覺比較棘手，因為它不單是要求你單純地完成一個設計，而是要求你對所學的知識都要弄懂，并且能將其貫穿起來，是綜合性比較強的，盡管如此，我還是迎難而上了，首先把設計任務搞清，不能盲目地去做，你連任務都不清楚從何做起呢，接下來就是找相關(guān)資料，我每天除了上圖書館就是在網(wǎng)上找資料，然后對資料進行整理，找資料說起來好像很簡單，但真正做起來是需要耐心的，不是你所找的就一定是有用的，所以這個過程中要花費一些時間做看似無用功的事，其實不盡然，這其中也拓展了你的知識面。通過這次畢業(yè)設計我對于文檔的編排格式有了一定的掌握，這對于以后的工作需要都有很大的幫助，在完成畢業(yè)設計的同時我也在復習一遍大學期間所學到的知識，把以前一些沒弄懂的問題這次弄明白了一部分，當然沒有全部。

第五部分致謝感謝我的指導老師。老師對我的學習和畢業(yè)設計都非常嚴格，并給予了悉心的指導，使我受益菲淺。從中我體味到了豐富的學養(yǎng)、嚴謹?shù)淖黠L、求實的態(tài)度，勤奮的精神，這都成為了我不斷前行的動力和標桿。三年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識，更重要的是在閱讀、實踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達能力和廣闊視野。很慶幸這些年來我遇到了許多恩師益友，無論在學習上、生活上還是工作上都給予了我無私的幫助和熱心的照顧，讓我在諸多方面都有所成長。感恩之情難以用語言量度，謹以最樸實的話語致以最崇高的敬意。畢業(yè)設計結(jié)束了，通過設計，學生深刻領(lǐng)會到基礎(chǔ)的重要性，畢業(yè)設計不僅僅能幫助學生檢驗大學三年的學習成果，更多的是畢業(yè)設計可