課程設(shè)計（論文）充電機自動保護電路

1、課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語院（系）：電子與信息工程學院 教研室：電子信息工程學 號學生姓名專業(yè)班級電氣工程及其自動化課程設(shè)計（論文）題目充電機自動保護電路課程設(shè)計（論文）任務(wù)二、設(shè)計目的1）了解充電電路的工作原理。2）掌握晶閘管電路的設(shè)計方法。3）通過課程設(shè)計培養(yǎng)學生自學能力和分析問題、解決問題的能力。4）通過設(shè)計使學生具有一定的計算能力、制圖能力以及查閱手冊、使用國家技術(shù)標準的能力和一定的文字表達能力。三、設(shè)計依據(jù)與要求設(shè)計安全充電電路，能夠進行安全充電，充電電壓在48v以內(nèi)，具有過流過壓保護功能。四、設(shè)計內(nèi)容1）復習課本，收集查閱資料，選定設(shè)計方案；2）主電路、保護電路選擇與計算；3）控制

2、電路選擇與計算；4）繪制電氣框圖（3號圖一張），電氣原理圖（2號圖一張）；5）對主要元器件進行計算選擇，列寫元器件的規(guī)格及明細表；6）設(shè)計總結(jié)及改進意見；7）要參考資料；8）編寫說明書，內(nèi)容不少于4000字。指導教師評語及成績成績： 指導教師簽字： 年 月 日 一 緒論 1.1 課題描述 在突發(fā)停電狀況下，為了保證人們的生命和財產(chǎn)安全，應(yīng)急燈是必不可少的設(shè)施。比如當發(fā)生火災時，消防報警控制器會自動將非消防電源切除以防止電氣火災，而這時沒有普通照明，消防應(yīng)急燈自帶的蓄電池會檢測線路失電，由電池放電，供燈具照明使用，讓人員依照疏散指示疏散，并提供基本的疏散照明。具有電路簡單、取材容易、新穎智能、方

3、便節(jié)電等特點。本課題利用多諧振蕩電路、自動充電路、繼電器等來實現(xiàn)應(yīng)急燈的工作。有電時自動充電電路給電池充電，斷電時繼電器起作用使多諧震蕩電路自動與電池連接，電流通過多諧振蕩電路使其輸出矩形波電壓，矩形波電壓通過電磁感應(yīng)加在應(yīng)急燈上使其發(fā)光，由此原理來達到自動應(yīng)急燈的效果。1.2 基本工作原理及框圖本課程設(shè)計的應(yīng)急照明燈由自動充電電路、繼電器、多諧振蕩電路、變壓器構(gòu)成。其基本工作原理：有電時自動充電電路給電池充電，斷電時繼電器起作用使多諧震蕩電路自動與電池連接，電流通過多諧振蕩電路使其輸出矩形波電壓，矩形波電壓通過電磁感應(yīng)加在應(yīng)急燈上使其發(fā)光，由此原理來達到自動應(yīng)急燈的效果。自動充電電路繼電氣開

4、關(guān)多諧振蕩電路變壓器應(yīng)急燈發(fā)光圖1基本工作原理框圖 二 自動充電機電路設(shè)計 2.1 簡易充電器設(shè)計一：設(shè)計要求 （1）可以選用多種電壓值進行充電，以滿足不同種類、不同容量電池充電的需要（2）充電器應(yīng)具有保護措施，防止電池過充（3）增加led充電狀態(tài)顯示，過流過壓保護功能 二自動充電機保護電路圖1.充電原理 圖1所示電路可同時對一到四節(jié)電池分別充電，采取智能充電方式，充足電即自停。充電前，先調(diào)節(jié)r4，使三端可調(diào)穩(wěn)壓器lm317的輸出電壓為預定值v0。預定值v0由待充電的電池電壓決定，即：vo=ve+vbe充電進行過程中，電池電壓ve逐漸上升，vo保持恒定不變，當電池的電壓ve到(vovbe)v時

5、，bjt截止，充電終止。（晶閘管變流技術(shù)的應(yīng)用）充電電流可由r1l-r14限制。（晶閘管變流技術(shù)的應(yīng)用）2.充電狀態(tài)顯示充電過程中，bjt導通，相應(yīng)充電指示燈led發(fā)亮；當充電電流減小，變?yōu)楹銐盒‰娏鞒潆姇r，led 的亮度減弱；直到電池充足電，bjt截止，相應(yīng)的led熄滅。3.過充保護充電結(jié)束后，即使不切斷電源，由于bjt近乎截止，充電電流很小，充電池的電壓不會再升高，即使長時間充電對電池也沒有損害，能對電池起過充保護。4.限流圖l電路中r11，r14用是限制充電電流大小。充電過程中，電池電壓上升，充電電流減小，當電池達到充足狀態(tài)時，變?yōu)闉楹銐盒‰娏鞒潆姡钡匠潆娡耆玝jt 截止充電結(jié)束。此為

6、正常充電的全過程。假設(shè)實際充電電流大于最大充電電流，為保護充電電池，必須限制、調(diào)整充電電流。電阻rl連接在bjt的c極上，有分壓作用，降低vce減小充電電流三：元器件配置及電量分析1.lm 3171 l三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器lm3 17，只需通過外接很少元件即可擴大輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍，普遍應(yīng)用于直流穩(wěn)壓電源技術(shù)。lm317典型外接元件如圖2， r3，r4調(diào)整電阻，決定lm317的輸出電壓vo簡約計算法為：=y肼(1+生r) 公式li其中vref為lm317基準電壓，約為12v v2.r3、r4設(shè)置圖i中l(wèi)m317的輸出電壓依靠外接電阻r3、r4來調(diào)節(jié)，進而控制充電電池的電壓v ，為保證輸出電壓的

7、精度和穩(wěn)定性，提高充電效果，r3、r4要選擇精度高穩(wěn)定性好的的阻 ，且r3數(shù)值不宜高于240q假設(shè)圖1中r3確定為l20q的碳膜電阻，r4為480q碳膜電位器，由此獲得lm317的輸出電壓vo調(diào)節(jié)范圍為12v至6v。r4=0d ，vo=12v r4=481111時， =6v可調(diào)電阻r4也可根據(jù)實際電池電壓ve數(shù)值，依據(jù)公式1計算方法選擇合適阻值的碳膜電位器。另外為防止電流在連線電阻上產(chǎn)生誤差電壓，在設(shè)計pcb板時電阻r3、r4安放位置要盡量緊靠lm317。3.t1一t4選擇t1一t4在充電系統(tǒng)中起到重要的作用。應(yīng)選用同一型號。為減少充電器的工作噪聲，兼顧各方面要求，確定t1一t4為小功率低噪聲

8、npn型管9 0l4(實物見圖3)。目前，市場有綠、紅、黃和白等led，由于價格因素，電路中選用綠色led。4.r11-r14的選擇實際電流大于充電電流時，通過r1分壓，減小vce調(diào)整限制充電電流。由于9014的icm=0.1a,為使正常情況保證較大電流充電。因此選擇r11-r14不宜過大，可采用幾十歐姆的小電阻。自動充電電路原理 原理介紹：220v電壓通過變壓器編程9v，ic1為t1基極提供電壓，繼電器j實現(xiàn)開關(guān)k自鎖和自動斷電。當接上電瓶后，按動k，電源指示燈l點亮，同時j得電吸合，k被其觸點j-0自鎖，充電開始，此時由于電瓶欠電，t1發(fā)射極電壓低于（7.5v+0.65v），t1截止，t2

9、也截止，它們對t3無影響。當電瓶電壓充至7.5v時，t1發(fā)射極電壓為7.5v+0.65v，t1飽和導通，t2也導通，t3基極電壓下降而截止，j失電釋放，j-0斷開，充電停止。指示燈l熄滅。通過調(diào)節(jié)w還可對不同電壓的電池充電。電路中的二極管d是隔離二極管，可防止電瓶反向放電。其中r5為充電限流電阻，可在510間選取，其它元件無特殊要求。所有元件可搭接在一塑料盒上，ic1可不用散熱器。繼電器開關(guān)本實驗采用直流繼電氣開關(guān)交流電經(jīng)過整流濾波穩(wěn)壓變成直流電加在電磁線圈上有電時電磁鐵吸附開關(guān)使電源不與多諧振蕩電路導通，停電時電磁特磁性消失開關(guān)在自身重力和彈簧的拉力下使電源與多諧振蕩電路導通，多諧振蕩器開始

10、工作。從而實現(xiàn)了斷電時應(yīng)急極燈自動工作的性能圖4整流濾波穩(wěn)壓電路 圖5繼電氣工作原理圖電器框圖電氣原理圖總結(jié)1.本充電器構(gòu)簡單，但能保證安全充電，增加led充電狀態(tài)顯示，過流過壓保護功能。2，充電前要根據(jù)電池電壓調(diào)節(jié)r4，確定lm317的輸出電壓值（可調(diào)節(jié)范圍1.232v）。3，不足之處并非完全智能充電器，為進一步完善充電性能，功效勢必更加優(yōu)化電路。致謝在這次課程設(shè)計的撰寫過程中，我得到了許多人的幫助。首先我要感謝我的老師在課程設(shè)計上給予我的指導、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次報告的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術(shù)上的難題，讓我能把系統(tǒng)做得更加完善。在此期間，我不僅學到了許多新的知識，而且也開闊了視野，提高了自己的設(shè)計能力。其次，我要感謝幫助過我的同學，他們也為我解決了不少我不太明白的設(shè)計商的難題。同時也