第六章 直流稳压电源和主要芯片的介绍
6.1直流稳压电源
直流稳压电源一般有电源变压器、整流电路、滤波电路及稳压电路组成，如图6-1所示： 图6-1 直流稳压电源基本组成
电源变压器的作用是将电网220V的交流电压转换成整流电路所需要的电压。整流电路的作用是将交流电压转换成脉动的直流电压。滤波电路的作用是将脉动直流电压滤除纹波，变成纹波小的直流电压。稳压电路的作用就是将不稳定的直流电压转换成稳定的直流电压。 (1) 15V电源的设计
该直流稳压电源的稳压电路可选用由W7800系列和W7900系列三端固定式集成稳压器组成的同时输出正、负电压的稳压电路，其整流滤波电路采用桥式整流、电容滤波电路。电路如图6-2所示。 图6-2 15V直流稳压电源
该电路的特点是它们共用一组整流、滤波电路，且有共同的公共端，可以同时输出正、负电压，使用十分方便。
元件参数的选择：
①稳压电路可选用W7815和W7915各一块，其输出电压为15V，满足要求。组件的输入电压需满足最小输入—输出电压差2.5V，并小于最大输出电压35V的要求，所以选定组件的输入电压为23V。组件的输入、输出端电容可选用，，，，耐压50V的电容器。 ②整流滤波电路元件参数的确定。首先确定整流变压器副边电压：因每块组件的输入电压,所以整流滤波电路的输出电压，所以变压器的副边电压。
③再确定整流管的参数：每个二极管流过的平均电流，当电网电压升高10℅，每个二极管承受的最大反向电压，因此，可选用四只硅整流二极管2CZ55C。
④再次选择滤波电容，滤波电容之后为稳压电路负载时，可认为是恒流放电，则它两端电压变化是，其中，t是电容放电时间，在桥式整流的条件下，最大放电时间可取交流电源的半周期；为滤波电容上电压在平均值上下的波动量，取2.5V，则总波动量=5V；为滤波电容放电电流，一般取最大负载电流，即，则。
⑤最后确定变压器的容量：已知变压器的副边电压的有效值，在桥式整流电容滤波时，变压器副边电流有效值本次取，则变压器副边视在功率,查表知，则原边视在功率，变压器的额定容量,所以，可以选用额定容量为100VA、电压为220/38V且副边绕组有中间抽头的变压器。
(2) +12V电源的设计
电路如图5-8所示，电路的设计原理与上述15V电源的相类似。
图6-3 +12V直流稳压电源
6.2 主要芯片的介绍
6.2.1 LM324
LM324是带有真差动输入的四运算集成放大器。LM324可以在3.0V～32V的电源下工作，其静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。如图6-4(a)所示，LM324中的四组运算放大器共用一个电源，每个运算放大器均可独立的工作。其中每一组运算放大器的均可表示成图6-4(b)所示的集成运算符号，它有5个引脚，其中、均为信号输入端，是同相信号输入端，表示的输出信号与该端的相位相同；是反相信号输入端，表示的输出信号与该端的相位相反。、是正、负电源端，是输出端。
图6-4 (a) LM324管脚连接图 (b) LM324集成运算符号
LM324的主要性能参数：(1)能与所有形式的逻辑电路兼容；(2)低功耗(800)，适于电池供电场合；(3)电压工作范围宽：单电源在3～30V，双电源在1.5～15V；(4)具有很高的增益：；(5)内设频率补偿及温度补偿电路。
6.2.2 NE555和NE556
555定时器是一种多用途的单片集成电路。在外部附加一些阻容器件，就能够形成多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器等电路。555定时器具有性能优良的、运用灵活和操作简单等优点，所以广泛的运用在波形的触发和转换、测量电路和控制电路以及家用电器、电子玩具等众多领域中。
由图6-5(a)可知，NE555主要由电阻分压器、电压比较器、基本RS触发器、NMOS放电管T四部分组成。如图6-5(b)，NE555的各管脚的作用：1脚 (接地线或共同接地)，通常被连接到电路的共同接地。2脚 (触发端) ，用来触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压要，下缘要。3脚 (输出端) ，当时间周期开始，NE555的输出脚的电位，移至比电源电压少1.7V的高电位；周期结束时，输出回到0V左右的低电位，在高电位时的最大输出电流大约200mA。4 脚(强制复位端) ，低电平有效，当的电位低于0.4V时，定时过程中断，强制Q=0，输出=0，它通常被接到正电源或忽略不用。5脚 (控制端) ，它准许由外部电压改变触发和闸限电压，当计时器在稳定或振荡的方式下运作时，这输入能用来改变或调整输出频率。 6 脚(重置锁定)，重置锁定并使输出呈低态，当这个接脚的电压从以下移至以上时，启动这个动作。7脚 (放电端) ，它与主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。8 脚(V +) ，这是555的正电源电压端，所接电压的范围是+4.5 V～+16V。
图6-5 (a) 555定时器的内部电路结构图 (b)逻辑符号
施密特触发器芯片NE555的功能如表6-1所示，由于阈值端(6脚)为高电平()时，触发器置0，故也称该端为高电平触发端；而触发端(2脚)为低电平()时，触发器置1，故也称该端为低电平触发端。
表6-1 NE555的功能表
输入 | 输出 |
| | | | T |
— | — | 0 | 0 | 导通 |
| | 1 | 1 | 截止 |
| | 1 | 0 | 导通 |
| | 1 | 保持原状态 | 保持原状态 |
| | | | |
NE556是在同一基片上集成2个555单元。电源14脚与地7脚是共用的
图6-6 NE556的管脚图
NE556的管脚与NE555的管脚的对应关系如表6-2所示
表6-2 NE556的管脚与NE555的管脚的对应关系
NE555 | NE556(1) | NE556(2) |
1-地 | 7-地 | 7-地 |
2-触发 | 6-触发 | 8-触发 |
3-输出 | 5-输出 | 9-输出 |
4-复位 | 4-复位 | 10-复位 |
5-控制电压 | 3-控制电压 | 11-控制电压 |
6-阈值 | 2-阈值 | 12-阈值 |
7-放电端 | 1-放电端 | 13-放电端 |
8-电源 | 14-电源 | 14-电源 |
| | |
6.2.3 CD4020
CD4020是14级异步二进制计数器，其引脚排列和真值表如图6-7所示。
图6-7 CD4020的引脚排列图和真值表
CD4020内部是由14级T型触发器组成的串行二进制计数器。它有两个输入端，一个是时钟输入端(表示是负跳边沿有效，即在时钟的下降沿计数)、另一个是清零端R(高电平有效，也即当R=“1”时，全部输出为“0”)。有12个分频输出端及～,最大分频系数为。CD4020所有的输入和输出端都设有缓冲级，因而可得到较好的噪声容限。CD4020可以和CC4020、MC14020直接换用。
6.2.4 CD4046
如图6-8所示，(a)为CD4046的内部简略框图，(b)为DIP16脚封装的引脚图。
图6-8 (a)CD4046的内部简略框图 (b) CD4046的引脚图
CD4046的各引脚功能如下，引脚1：锁相环锁定指示，电路进入锁定状态时该端为“1”。引脚2：,相位比较器PC1的输出。引脚3：,相位比较器的输入。引脚4：,压控振荡器的输出。引脚5：INH，压控振荡器的禁止端，该端为高电平时振荡器停振。引脚6、7：、,外接振荡电容。引脚8：,电源负极，接地。引脚9：,压控振荡器控制电压输入端。引脚10：,控制电压经跟随器后的输出。引脚11、12：、，振荡器的外接电阻。引脚13：,相位比较器PC2的输出。引脚14：,基准频率（外加信号）输入。引脚15：ZENER,内部接一个5.4V稳压管的负极，其正极已全部接地，必要时可供使用。引脚16：UDD，电源正极。
CD4046中包含两个不同类型的相位比较器PC1和PC2，它们的输入是并联的，输出是分开的。PC1是一个异或门，要求进入比较器的两个信号(即外部输入信号和压控振荡器VCO的输出信号)必须是占空比为50％的方波。PC2是一个数字边沿触发器，输入的信号可以是任意占空比的脉冲串。如果外部输入信号频率比VCO振荡频率低，则PC2输出“0”；反之若，则PC2输出“1”；若，则PC2输出脉冲串，其宽度与相位差成比例。当时，若超前于，则PC2输出脉冲为正；若落后于，则PC2输出脉冲为负。
当压控振荡器的输入控制电压为零时，振荡频率最低；当控制电压升高时，振荡频率随之线性的增高；当控制电压等于电源电压时，频率最高。压控振荡器VCO的振荡频率范围由外部元件R、C确定。CD4046内部还有一个未连接的稳压管（5.4V），需要时可供外部连接使用。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议