不同类型的电路板基本都有:电源电路、保护电路、输入电路、掌握电路、输出电路、通信电路和显示电路。
1、电源电路:电源电路是向全体电路板中各个单元电路供应能量的一部分电路,它事情在高电压、大电流的环境下,是最随意马虎出故障的电路。电源电路的功用是:将220VAC或380VAC互换电转换成电路板所需的各种不同等级恒定直流电压,如:5VDC 、12VDC、 15VDC、4VDC。
2、保护电路:监控电路板中各电路的运行状态,当电路板中的电路涌现过过压、过流、过热、缺相等情形之一的时候,保护电路立即将电压、电流、过热、缺相等不正常的信息发送给微处理器,微处理器会立即作出相应的保护方法,来保护电路板只管即便不被破坏或降落破坏的程度。
3、输入电路:将人的指令、传感器或开关旗子暗记转化成电路微处理器能够识别的电平旗子暗记。
4、输出电路:将微处理器输出的电流或电压旗子暗记进行放大或其它方面的处理,使处理后的旗子暗记能够驱动大功率管、继电器线圈、电磁阀、喇叭、电机等大功率器件动作。
5、掌握电路:吸收输入接口电路发送过来的干系信息,并对这些信息进行剖析、处理,同时把处理结果发送给输出接口电路。掌握电路常涌如今主掌握板电路板中,它的阁下有晶振元件,以微处理器为核心元件的周围便是微掌握器电路。
6、通信电路:起旗子暗记通报浸染,紧张卖力电路板与上位机,或电路板之间的信息通信。信息通报常用的办法有:无线传输、网络传输、本地传输等。
7、显示电路:把电路板运行时的紧张信息通过显示屏、液晶屏或LED显示出来,以指示电路运行状态的电路。电路板中各电路的事情状态常日以发光二极管、七段数码管、液晶屏来显示。
本文在可学行、专业性和实用性方面花了大量心血,由易到难采取循规蹈矩式办法推进,重点知识重点讲解,实操辅导性强。教材以知识点为中央,以根本知识为铺垫,配备事情页。全文传授教化内容详确,图文并茂,由于编者水平有限,本文难免有疏漏之处,竭诚欢迎读者批评示正,以便修正补充。
2023年10月22日
目录
1、电源电路...............................................................................
1.1线性电源电路........................................................................
1.2开关电源电路........................................................................
2、保护电路...............................................................................
3、输入电路...............................................................................
4、输出电路...............................................................................
5、掌握电路...............................................................................
6、通信电路...............................................................................
7、显示电路................................................................................
8、实例剖析................................................................................
1、电源电路
电子产品的电源电路紧张有线性电源和高频开关电源。从理论上讲,线性电源是用户须要少电流,输入端就要供应多少电流;开关电源是用户须要多少功率,输入端就供应多少功率。
比拟项目
1.1线性电源
一样平常运用在降压电路中,通过变压器变压,功率器件事情在线性状态。常用的稳压芯片有LM7805、LM317、SPX1117等。LM7805稳压电源电路事理图如下:
7805稳压电路
干系知识点:
一、变压器
1、浸染:升压/降压;变电流(电流互感器);隔离电子元器件;降落损耗,提高功率成分。
2、符号:变压器T;掌握变压器TC;电力变压器TM。
3、形状:
常用变压器
变压器触头
5、选择依据:电压等级、设备功率、利用尺寸、重量
6、好坏判断方法?(变压器中温度保险可以改换)
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二、整流桥
1、浸染:将互换电转换为直流电
2、符号:BRIDGE/BR
3、形状:
常见整流桥
3、选择依据:要考虑整流电流、反向峰值电压Urm、导通韶光、正向压降Uf等成分。
4、作业:判断整流桥好坏的方法?
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三、稳压芯片
1、范例输出电压:范例的7805供应 5V,某些型号可供应 4.8V 至 5.2V 的电压。
2、峰值输出电流:普通散热器可供应 1A;得当的散热器,可供应高达1.5V的电流。
3、输入电压:7.3V<V<30V。
4、事情电流:5mA。
5、事情最高温度:125 ℃。
6、基本功能:具备内部过载和短路电流保护功能,碰着分外过载电路会自动关闭芯片。
7805稳压芯片
1.2开关电源
开关电源运用电磁转换办法,通过电源管理芯片天生的PWM旗子暗记,掌握电感线圈高速通断调度输出电压。开关电源功率大、效率高、发热小,可以升压也可以降压。本文为降压电源开关电路由三部分组成:赤色区域部分、蓝色区域部分、绿色区域部分。
电路方框图
第一部分
线性电源电路1
一、防雷电路:
当有雷击,产生高压经电网导入电源时,由RV1、RV2、RV3;FU1、FU2、FU3、FDG组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其事情电压时,其阻值降落,使高压能量花费在压敏电阻上;若电流过大,F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。
干系知识点:
1、压敏电阻
紧张参数
1)浸染:防雷击,承受浪涌电流。当外加电压处于击穿电压以下时,压敏电阻呈高阻截止状态,对电路不起浸染,当外加电压突变超过他的击穿电压时,压敏电阻会迅速导通把保险熔断保护后面的电路不会被烧毁。
2)符号:“RV”或“R”
3)形状:
压敏电阻样式
4)作业:判断压敏电阻好坏的方法?
检讨表面是否有泄电,击穿,炸裂等征象;
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2、热敏电阻
1)浸染:防浪涌,刚上电时NTC电阻值很大,对浪涌电流进行抑制,通电后温度升高,电阻值变小,对电路影响很小。负温度系数热敏电阻(NTC)温度升高时,电阻会降落;正温度系数热敏电阻(PTC)温度升高时,电阻增加。
2)符号:RT或R
3)形状:
热敏电阻样式
4) 选择依据:事情温度、精度、相应韶光、品牌
5) 作业:判断热敏电阻好坏的方法?
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二、滤波电路:
C1、L1、C2、C3组成的双模滤波网络紧张是对输入电源的电磁噪声及杂波旗子暗记进行抑制,防止对电源滋扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网滋扰。
干系知识点:
1、安规电容
1)滤波浸染:(X滤差模旗子暗记;Y电容滤共模旗子暗记),滤除高频噪声和电磁滋扰;过载保护:能在额定电流下永劫光事情,且能在超过额定电流时自动断开。
2)符号:X1、X2、X3;Y1、Y2、Y3、Y4
3)分类:x电容是跨接在电力线两线(L-N)之间的电容,一样平常选用金属薄膜电容;Y电容是分别跨接在电力线两线和地之间(L-E,N-E)的电容,一样平常是成对涌现。基于泄电流的限定,Y电容值不能太大,一样平常X电容是uF级,Y电容是nF级。X电容抑制差模滋扰,Y电容抑制共模滋扰。
安装位置
4)形状:
紧张参数
5)特性:外部电源断电后能迅速放电,失落效后不会导致电击;具有耐压和绝缘能力。
6)选择依据:
绝缘电压
7) 作业:安规电容好坏判断方法?
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1)浸染:储存电磁能、滤波和阻抗匹配等主要浸染。
2)符号:L
3)形状:
电感分类
4) 电感线路
差模&共模
5) 电感运用
差模&共模
6) 电感选择依据:
紧张根据电感的封装尺寸,以及电路设计须要的最小感值和额定事情电流等来确定所须要的得当的电感器,此外还须要综合考虑电感器的事情环境,参考事情频率、事情电压等参数。
7)谈论:电容滤波与电感滤波的差异?
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第二部分
功率转换电路紧张由电源管理芯片、功率变换器等组成,利用磁转换事理、PWM掌握事理,涉及元件有芯片、MOS管、电阻、电容等。
核心电路
一、电源管理芯片
1、浸染:卖力管理和掌握电源的输出,确保设备稳定事情。
2、封装类型:QFN、BGA、SOT、SOP
封装形式
3、UC3842芯片
管脚定义
1)频率补偿:2号脚通过采样输出真个电压数据与1号脚基准电压做比拟,从而由偏差放大器来调度输出脉宽,达到掌握电压或者电流输出的目的。
2)电流采样端:通过流过开关管的电流大小来掌握开关管的通断,保护开关管。
3)内部振荡器的定时端:电阻RT连接至Vref以及电容CT连接至地,通过调度阻容元器件的参数来调度晶振的频率。
4)基准电压输出端:为电阻RT、电容CT供应事情电源。
二、PWM掌握事理
干系知识点
1、占空比
1、浸染:根据掌握需求,改变占空比,仿照出不同强度的电压和电流输出。
2、事理:改变占空比改变均匀值
占空比
2、等面积事理
1)特点和运用
通过数字旗子暗记掌握仿照器件。占空比旗子暗记改变开关导通、截止韶光,改变负载两端均匀电压和电流值,如:直流电动机转速掌握;LED亮度掌握;输出电压大小掌握等。
2)常用PWM芯片:TL494、SG3525、IR2110、MC34063、UC3842、UC3845
等面积事理
第三部分
本电路为变压器次级电路,紧张给各电子元器件供应事情电源,同时作为芯片反馈旗子暗记。
低压输出
请接合前面所学知识,剖析上面电路:
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2、保护电路
电路板中常见的保护元件有:保险丝、自规复保险丝、放电管、压敏电阻、TVS、共模电感等;常见保护电路有:过压保护、过流保护、过热保护、缺相保护等电路。
一、过压保护
稳压管VS的击穿电压稍大于输出电压额定值。输出正常时,VS不导通,晶闸管V的门极电压为零,不导通;输出过压时,VS击穿,V受触发导通,使光电耦合器输出三极管电流增大,通过UC3842掌握开关管关断。
稳压二极管
二、过流保护
当输出电流过大时, RS 两端电压上升,VIC2-2 > VIC2-3使IC2 输出高压,V1 导通电流增加。IC1反馈旗子暗记掌握UC3842输出脉冲宽度,掌握输出电压和电流。
晶闸管保护
芯片保护
三、过热保护
在正常事情时,变压器温度正常,NTC的阻值较大,运放A1两输入端电压U+ < U-,输出为零;当变压器非常,温度上升到设定值时,运放A1输出高电平,并送到PWM掌握芯片使输出脉冲关断。
电机过热保护电路
变压器过热保护电路
四、缺相保护
当电动机处于缺相运行状态时,会导致三相电压不平衡,桥式整流电路BR会有电压输出,当输出电流达到中间继电器KA的动作值时,与KA自锁触点串联的动断触点断开,随之KM线圈断电,其主触点开释,电动机停机。
电机缺相保护
3、输入电路
一、开关量输入
开关量指开关接通和断开对应的高、低电平旗子暗记,即数字量旗子暗记。
光电耦合器
提问:电容的浸染?
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提问:光电耦合器的浸染?
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二、仿照量输入
仿照量指连续变革的旗子暗记,经比较器或放大器处理后送至芯片内部。
放大器电路
干系知识点:
1、电路构造
比较器一样平常为集电极开路输出,需接上拉电阻,输出数字旗子暗记;运算放大器为互补输出,可以输出不失落真的仿照旗子暗记,一样平常闭环利用。运算放大器可以作为比较器,优点:具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗;缺陷:内部三极管会产生一定的压降,内部补偿电容会使输出相应慢(反过来也是优点:不能捕捉输入旗子暗记上的噪音),一样平常在低电频电路中替代比较器利用。
比较器&放大器
2、紧张运用
1)比较器比较功能,比较器不能作放大器利用,但放大器可以作比较器利用,放大器有同相放大、反相放大和差分放大等电路。
2)放大器比较功能,当2号脚电压 > 2.5V时,输出端与GND导通为0V, LED 点亮;当2脚电压 < 2.5V时,输出端与+5V相通输出5V, LED 熄灭。
比较功能
3)放大器同相输入
根据虚短原则:‘+’与‘-’电位相等,即A点电位即是输入电压Ui;
根据虚断原则:‘+’与‘-’之间不过电流,电流路径见下图虚线,因此流过R1的电流即是流过Rf的电流,列方程求解:(Ui - 0) / R1 = (Uo - Ui) / Rf
整理得:U0=(1+Rf/R1)Ui
同相放大
4)放大器反相输入
根据虚短原则:‘+’与‘-’电位相等,即A点电位即是0V;
根据虚断原则:‘+’与‘-’之间不过电流,电流路径见下图虚线,因此流过R1的电流即是流过Rf的电流,列方程求解:(Ui - 0) / R1 = (0 - Uo) / Rf
整理得:Uo=-(Rf/R1)Ui
反相放大
3、常用型号
比较器:常见的有LM324 LM358 uA741 TL081\2\3\4 OP07 OP27
运放器: 常见的有LM741、TL071、LM358、LM324、AD823、AD8221、OPA2134
4、单体电池电压采样
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单体电池电压采样
4、输出电路
一、继电器输出
光电耦合器的输入侧是发光二极管,输出侧有多种构造,如光敏晶体管、达林顿型晶体管、TTL逻辑电路以及光敏可控硅等。对付开关量输出场合,光电隔离紧张用其线性输出特性,当发光二极管两端达到一定电流时,光耦合器输出端导通;当流过的电流小于某一值时,光耦合器输出端截止。不同的光耦合器常日有不同的导通电流,一样平常范例值为10mA。
开关量输出
二、运放输出
仿照量输出
三、专用芯片输出
仿照量输出
5、掌握电路
一、内部电路
连接关系图
二、外部接线图
外部线路
三、赞助电路
1、复位电路
单片机复位电路分为两种:低电平复位和高电平复位。高电平复位后Reset端口为低电平;低电平复位后Reset端口为高电平。
高电平复位
1)高电平复位
事理:上电瞬间,电容未充电被视为短路,此时Reset端口为5V电压。电容充电完成时,电容被视为断路,Reset被电阻下拉为低电平;按键时,电容放电完成视为短路,Reset端口电压变为5V,再充电断路Reset被电阻下拉为低电平。
低电平复位
2)低电平复位
事理:上电瞬间电容视为短路,电源通过电阻向电容充电。Reset端口在上电瞬间与地相连低电平复位;按键后Reset端口接地为低电平完成复位。
2、晶振电路
晶振电路掌握程序运行节奏,频率越高程序运行速率越快。
晶振电路
6、通信电路
一、通信电路
不同设备旗子暗记电平高低不同,TTL、CMOS、RS232之间通信需借助通信转换电路来转换。常见的转换电路有:二极管电平转换电路、三极管电平转换电路和MOS管电平转换电路,前面两个构造大略,但只能单向传输,后者可双向传输。
连接关系
1、当5V转3.3V电平时,5V电路发高电平,MOS管截止,S极被电阻上拉为高电平3.3V。
高平转低平1
2、当5V转3.3V电平时,5V电路发低电平,MOS管导通,S极3.3V电路变为为低电平。
高平转低平2
3、当3.3V转5V电平时,3.3V电路发高平,MOS管截止,D极被电阻上拉为高电平5V。
低平转高平1
4、当3.3V电路发送低电平时,MOS管导通,D极5V电路为低电平。
低平转高平2
二、汽车通信模块
汽车网关是汽车通信模块,类似于火车中转站,卖力折衷不同网络模块之间的协议转换、数据通信等事情,具备:网络管理和故障诊断等功能。
J533通信模块
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