精确的12V自动充电器

本文设计的是精确的12V自动充电器,通过对其进行详细的分析,掌握了设计原理,画出了原理图并对其进行仿真,仿真结果和理论值的误差不大。论文首先叙述了EWB的学习以及使用,其次详细地论述了精确的12V自动充电器的工作原理,并对其每个模块进行了分析,最后谈述了自动充电器

精确的12V自动充电器

周晓宁

（中北大学 山西 太原 030051）

摘要：本文设计的是精确的12V自动充电器，通过对其进行详细的分析，掌握了设计原理，画出了原理图并对其进行仿真，仿真结果和理论值的误差不大。论文首先叙述了EWB的学习以及使用，其次详细地论述了精确的12V自动充电器的工作原理，并对其每个模块进行了分析，最后谈述了自动充电器的应用。

关键词：EWB、整流、555定时器、充电器

Auto-recharged machine of the 12 Vs of the precision

Abstract:What this text design is an auto-recharged machine of accurate 12 Vs, through carrying on the detailed analysis, controling the design principle and drawing the principle diagram combine as to it's really carry on imitate. We imitate the true result and theories value of error margin is not big.The thesis described the EWB study and usageses first, discussing the 12 Vs of the precision work principle of the auto-recharged machine the next in order and in detail, and as to it's each mold piece carried on the analysis, talking to say the application of the auto-recharged machine finally.

Keywords:EWB, commutate,555 settle the hour machine, charger

一．关于EWB的学习与使用

1．EWB的简介

EWB为electronics workbench的缩写，称为电子工作平台，是一种在国外高校和电子技术界广为运用的优秀的计算机仿真设计软件，被誉为“计算机里的电子实验室”。其特点是，图形界操作易学、易用、快捷方便、真实准确，可实现大部分硬件电路实验力能，其中包括：虚拟电路实验、虚拟模拟电子技术实验、虚拟数字电子技术实验，高版片的EWB还可以进行傅立叶变换分析、噪声及失真度分析、温度扫描、灵敏度分析、零极点和蒙特卡罗等多项分析。

电子工作平台的设计实验工作区好像一块“面包板”，在上面可建立各种电路进行仿真实验。平台上存放着数字电流表、数字电压表、数字万用表、双通道1000uHZ数字存储示波器、999uHZ数字函数发生器、可直接显示电路频率响应的波特图仪、8路数字信号逻辑分析仪、8路数字信号发生器，还有可进行逻辑表达式和逻辑电路图相互转换的逻辑转换器。这些虚拟仪器，可以随时拖放到工作区对电路进行测试，并直接显示有关工作数据或波形。有的虚拟器件更是新奇，例如，发光二极管可以发出红绿蓝光，逻辑探头像逻辑笔那样可以直接显示电路结点的高电屏，继电器和开关的触点可以分合动作，熔断器可以烧断，灯泡可以烧毁，蜂鸣器可以发出不同音调的声音，电位器的触点可以按比例移动改变阻值。

电子工作平台为用户创造了集成一体化的设计实验环境，建立电路、实验分析和结果输

作者简介：周晓宁,男,1983年出生,中北大学自动控制系在读学生,030051,山西太原市，联系电话:13934548943

本文设计的是精确的12V自动充电器,通过对其进行详细的分析,掌握了设计原理,画出了原理图并对其进行仿真,仿真结果和理论值的误差不大。论文首先叙述了EWB的学习以及使用,其次详细地论述了精确的12V自动充电器的工作原理,并对其每个模块进行了分析,最后谈述了自动充电器

出在一个集成菜单系统中可以全部完成，该软件的分析功能十分强大，可进行直流工作点分析，暂态和稳态分析等等。

2.电子工作平台EWB的菜单和工作命令

2.1 EWB工作窗口介绍

EWB和其他应用程序一样，有一个标准的工作界面，它的窗口由标题条、菜单条、虚拟仪器图标条、仪器库图标条，仿真电源开关，器件库显示区，工作区及滚动条等部分组成。如图2-1所示。

2.1.1 菜单条

菜单条位于标题条的下方，如图2-2所示

图2-2 EWB工作窗口菜单条

菜单条上有六组菜单：file(文件)、edit(编辑)、circuit(电路)、windows(窗口)、help(帮助)在每组菜单条中包含有一些命令和选项。

图2-1 EWB工作平台的窗口

2.1.2 虚拟仪器的图标条

虚拟仪器位于菜单条的下方，如图2-3所示，从左到右排列的仪器标分别：Multimeter(万用表)、FUNCTION Generafor(信号发生器)、Ocilloscope(示波器)、Bode Plotter(波特图仪)、Word Generator(字符发生器)、Logic analyzer(逻辑分析仪)加Logic Converter(逻辑转换器)。

本文设计的是精确的12V自动充电器,通过对其进行详细的分析,掌握了设计原理,画出了原理图并对其进行仿真,仿真结果和理论值的误差不大。论文首先叙述了EWB的学习以及使用,其次详细地论述了精确的12V自动充电器的工作原理,并对其每个模块进行了分析,最后谈述了自动充电器

仪器图标条好一个仪器存放架，使用仪器时可用鼠标单击所需仪器拖到实验工作区上即可。

图2-3 EWB工作窗口虚拟仪器图标条

2.1.3 器件库图标条

器件库图标条位于仪器图标的下条，如图2-4所示

图2-4 EWB工作平台器件库图标条

2.1.4 仿真电源开关如图2-5所示

图2-4 EWB工作平台仿真电源开关

仿真电源开关位于EWB电子工作平台窗口的右上方，激活电路的方法有两种：用鼠标左键单击电源开关；先点击电路菜单Circuit,再选择激活命令Activate。仿真完成以后，电源开关自动关闭，实验结果显示在跟电路连接的仪器上。

2.2 EWB的菜单和命令

2.2.1 File(文件)菜单

File(文件)菜单包含的命令有：New、Open、Save、Revert to saved、Import、Export、Print、Print Setup、Program、Option、Exit、Install常见的菜单指令这里不再解释，下面对EWB专用的菜单指令做解释：

Revert to save（执行恢复存盘指令）将被选择的电路，恢复到最后一次存盘的形式。 Program（执行程序选择命令）将弹出一个口令设置窗口，可实现对选择电路的限制。 Install（执行安装命令）主要用于安装EWB系统的附加应用程序。

2.2.2 Edit(编辑)菜单

Edit(编辑)菜单包含的命令有Cut、Copy、Paste、Delete、Sectect All、Copy as bitmap和show clipboard，以上命令比较常用这里不再叙述。

2.2.3 Circuit(电路)菜单

Circuit(电路)菜单包含的命令有Rotate、Flip Horizontal、Flip Vertical、Component Properties、Create Subcircuit、Zoom in、Zoom out、Schematic options、Restrictions 。 Rotate(旋转命令)

在电子工作平台上搭接实验电路时为了使电路布局合理，整洁美观，可适当的调整元件的位置，或对元件进行旋转操作。

Flip Horizontal、Flip Vertical(水平、垂直翻转指令)

执行该操作可对选种的元件进行水平垂直翻转。特别是绘制含有三极管等运算放大器的电路时，经常要用到此命令。

Component Properties(元件属性命令)

本文设计的是精确的12V自动充电器,通过对其进行详细的分析,掌握了设计原理,画出了原理图并对其进行仿真,仿真结果和理论值的误差不大。论文首先叙述了EWB的学习以及使用,其次详细地论述了精确的12V自动充电器的工作原理,并对其每个模块进行了分析,最后谈述了自动充电器

每个元件都有各自的元件属性。根据仿真要求属性可以修改。元件属性的模型设置指的是对元件模型或元件参数的设置。可以选择物理模型，也可选择实际模型，是以适应实验电路的仿真需求。

Create Subcircuit(创建子电路命令)

子电路是指用户自己建立一种单元电路。可以将子电路存放在用户器件库中，在需要的时候调用子电路，供电路设计和实验仿真使用。

Zoom In,Zoom Out (放大，缩小命令)

该指令可以对选中的 元件进行放大，缩小操作。

Schematic Options(电路选项命令)

单击该项选项命令，屏幕上回弹出Schematic options对话框。对话框中有3个选项卡： Grid(栅格)，Show/Hide(显示/影藏)和Fonts(字型)。在栅格选项中可以设置显示或不显示某些内容。在字型选项卡中可以设置元件标号，标称值字体和字号。

Restrictions(限制命令)

利用限制命令，可以对元件和电路分析提出限制条件。包括（一般性限制），Components(元件限制)和Analyses(分析限制)。

2.2.4 Analysic(分析)菜单

分析菜单包括的命令有：active,pasue/resume,stop,analysic options,DC operating point,AC Frequency,transient,fourier,Noise,Distortion,Parametersweep,TemperatureSweep,pole-zero,Transfor Function,Sensitivity,worst Case,monte Carlo 和 Display Grsphs等以下只对常用指令介绍。 DC Operating Point(直流工作点)

直流工作点分析也称静态工作点分析，电路的直流分析是在电路中电容开路，电感短路时，计算电路的直流工作点，即在恒激励条件下求电路的稳态植。只有了解电路的直流工作点，才能进一步分析电路在交流信号作用下电路能否正常工作。

AC Frequency(交流频率分析)

交流频率分析是在正弦小信号工作条件下的一种频域分析。它是用来计算电路的幅频特性和相频特性，是一种线形分析方法。在进行交流频率分析时，系统将自动设置为正弦信号，用户可分析电路随正弦频率变化的频率响应曲线。

2.2.5 Window(窗口)菜单

窗口菜单包含的命令有Arrang、Circuit和Descinption，该命令主要用来合理安排工作窗口

2.2.6 Help(帮助)菜单

使用帮助菜单可迅速得到在线帮助，给用户提供相关信息。

EWB是一种非常实用的仿真软件，它确实能使我们方便快捷地掌握电子方面的实验技术，对我们以后进行电子实验仿真提供了很好的平台。

二．电路的工作原理

变压器二次侧分两组名目整流L1负责充电，VD4黄灯表示充电L2的整流电源工作正常。晶闸管VT1中的电流，双向晶闸VT2是移相电路的通路开关，L2整流后经滤波与稳压为IC1，IC2供电，IC1产生触发信号使VT2工作，VT1导通，接通充电电路。精确的监测设置的充电电压限额。充电期间IC2的6脚为低电位，C6和V6避免IC2由于受干扰于6脚上细微的脉冲小正电位而产生误动作，V4停VD6灭。IC1的4脚正电位而工作，VD5红灯亮，VT2导通，VT1也导通充电，当充至设置的电压限额（调R20），IC2的3脚电位稍高过IC2的2脚而令IC2的6脚输出正电压。（IC2翻转）。VD6通，VD4工作，集电极近乎零电位，IC1的4脚永固。IC1停，

本文设计的是精确的12V自动充电器,通过对其进行详细的分析,掌握了设计原理,画出了原理图并对其进行仿真,仿真结果和理论值的误差不大。论文首先叙述了EWB的学习以及使用,其次详细地论述了精确的12V自动充电器的工作原理,并对其每个模块进行了分析,最后谈述了自动充电器

红灯VD5灭，VT2关，VT1关。充电停止。

本文设计的是精确的12V自动充电器,通过对其进行详细的分析,掌握了设计原理,画出了原理图并对其进行仿真,仿真结果和理论值的误差不大。论文首先叙述了EWB的学习以及使用,其次详细地论述了精确的12V自动充电器的工作原理,并对其每个模块进行了分析,最后谈述了自动充电器

-6-

本文设计的是精确的12V自动充电器,通过对其进行详细的分析,掌握了设计原理,画出了原理图并对其进行仿真,仿真结果和理论值的误差不大。论文首先叙述了EWB的学习以及使用,其次详细地论述了精确的12V自动充电器的工作原理,并对其每个模块进行了分析,最后谈述了自动充电器

三.相关模块的工作原理及其在电路中的作用 1.电源变压器由于各种电子设备要求直流稳压电源提供不同幅值的直流电压,而市电提供的交流电压一般为 220V(或者 380V)故此需要利用变压器先将市电的电压变换成所需要的交变电压,再将变换后的交变电压整流,滤波和整压最后获得所需要的直流电压。

2.整流部分整流部分的作用就是将变压器二次侧的交流电变换为直流电。单相桥式整流电路如下图：

VD1-VD4

U1

U2

厂家生产出桥式整流的组合器件既硅管流组合管，又称桥堆，它是将桥式整流电路的4个二极管集中制作成一个整体，引出4个脚，两个为交流电源输入端，另外两个为输出端。桥式整流电路的优点在于能接电源电压变化规律切换整流工作回路，整流变压器次级绕组为全波工作制，通过的是正反两个方向电流，变压器的利用率高。

3.滤波电路滤波电路的主要任务是将整流后的单向脉动直流电压中的滤波成分尽可能滤除掉，使变成平滑的直流电。滤波电路通常有电容，电感等储能元件组成。在此电路中C2,C3,C5和C6,G都具有滤波的功能。

4.定时部分该部分采用 555定时器实现对充电时间的控制。整流后经滤波稳压给 Ic1、供电， L2 Ic2 Ic1产生的触发信号使 VT2工作，VT1导通，接通充电电路，工作时，Ic1的(4)引脚正电-7-

本文设计的是精确的12V自动充电器,通过对其进行详细的分析,掌握了设计原理,画出了原理图并对其进行仿真,仿真结果和理论值的误差不大。论文首先叙述了EWB的学习以及使用,其次详细地论述了精确的12V自动充电器的工作原理,并对其每个模块进行了分析,最后谈述了自动充电器

位，VD5红灯亮。VT2导通，VT1也导通充电。Ic1的(4)脚输出正电压，Ic1停止，红灯VD4灭，VT2关，VT1关闭，充电停止。用定时器可防止极端的过充电，但控制最佳的充电量相当困难。

555定时器是一种多用途的数字——模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器和多谐 震荡器，还可以接成各种电器。

555定时器能在很宽的电源电压范围内工作，并可承受较大的负载电流。双极型555定时器的电源电压范围为5——16伏，最大 的负载电流达200mA,CMOS型7555定时器的电源电压范围为3----18V,但最大

555集成电路定时器的封装负载电流在4mA以下。

形式如下图：

5．扩大部分

充电期间Ic2的（6）引脚为低电平，C6和V6避免Ic2由于干扰于（6）脚上的细微的脉冲而产生误动作此时V4停止导通，VD6绿灯灭。VT2导通，VT1也导通充电，当冲之设置的 电压限额（调R20），IC23脚，电位稍高过IC2（6）引脚输出正电压，IC2翻转，V6导通，V4工作，集电极近为零电压位。

四．精确的12V自动充电器的应用

对于12V的电瓶充电，设置充满的限额为13.2V。调整方法是：将一只12V电瓶接主机充电端，把电瓶插入充电器，调R19取充电电流为1A左右，再调R20使红绿灯交替闪，即表示此时充电电压限额还是此时电瓶的电压，如果电瓶电压是12V，则调R20使红灯亮绿灯灭。充电时电压缓慢上升，待升到13.2V时，调R20使红灯频闪，电池电压只要升到13.2V或13.4V则绿灯亮红灯灭。

本文设计的是精确的12V自动充电器,通过对其进行详细的分析,掌握了设计原理,画出了原理图并对其进行仿真,仿真结果和理论值的误差不大。论文首先叙述了EWB的学习以及使用,其次详细地论述了精确的12V自动充电器的工作原理,并对其每个模块进行了分析,最后谈述了自动充电器

参考文献

[1] 王兆安，电力电子技术[M]，机械工业出版社

[2] 苏玉刚，电力电子技术[M]，重庆大学出版社

[3] 何希才，新型稳压电源及应用实例[M]，电子工业出版社

[4] 安顺合，常用电器设备故障诊断与排除问答[M]，机械工业出版社

[5] 郑机，电力半导体直流稳定电源[M]，机械工业出版社

[6] 路而红，虚拟电子实验室[M]，人民邮电出版社

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/10o4.html