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广东工程职业技术学院毕业论文 汽车充电系电压监视器的设计 Automobile Design Charging System Voltage Monitor 目录 第一章 绪论 第二章 元器件的介绍 第三章 可调直流稳压电路 第四章 汽车充电系电压监视器电路 第五章 总结 致谢 第一章 绪论 1.1 设计的功能 随着科技的飞速发展，电子现代化是科发展的趋势，电子应用各个领域，电子技术在汽车的普遍应用，实现各种系统的要求，利用电子技术使家电、汽车等工具更加的完善化、智能化，服务于人们。 本设计是利用电压比较器等元件组成电路在汽车应用上起到报警功能，包括充电系电压过高或过低时，发出警报，保证汽车正常，保证安全的驾驶。 第二章 元器件的介绍 2.1 LM339四电压比较器 LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，该电压比较器的特点是： 失调电压小，典型值为2mV；电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V；对比较信号源的内阻限制较宽；共模范围很大，为0~（Ucc-1.5V）Vo；差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；输出端电位可灵活方便地选用。 LM339类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。 当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻（称为上拉电阻，选3-15K）。选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。另外，各比较器的输出端允许连接在一起使用。 第三章 可调直流稳压电路 LM317可调直流稳压电源可调范围在1.25V～37V之间任意调节，采用改变可调电阻电路，从而得到满意平稳的输出电压。电路图如图所示 电路分析 由于三端集成稳压器有维持电压不变的能力，所以R上的是一个恒流，其值为IR=1.25/240mA=5mA。W317最小负载电流为5mA，所以240Ω是电阻R的最大值。流过可调电阻RP电流是IR和三端集成稳压器调整输出的静态电流I（50uA）的和，因此调节可调电阻RP能改变输出电压。如图可知书出电压为 UO=1.25(1+RP/R) 图中D2是为了防止输出短路，C3放电而损坏三端集成稳压器内部调整管发射结而接入的，如果输出不会短路、输出电压低于7V时，D2可不接。D1是为了防止输入短路时，C4放电损坏三端集成稳压器而接入的，如果RP上电压低于7V或C4容量小于1uF时，D1可省略不接。 注意事项: R1、R2的电阻值可以随意设定。然而作为稳压电源的输出电压计算公式，R1和R2的阻值是不能随意设定的。所以R2/R1的比值范围只能是0—28.6。 第四章 汽车充电系电压监视器电路 4.1 电路的组成 在汽车充电系电路中，当电压过低或过高时，报警器发出警报，这就是汽车充电系电压监视器电路。电路如图所示。 电路主要由LM339构成的一个窗口比较器。基准电压由电阻R1和稳压二极管D组成的稳压电路组成，D的稳压值是6V。基准电压分别接在A1的正向端和A2的反相端。E接在汽车充电系电源上。 4.2 电路分析 当充电电压大于14.5V时，A1反相端检测到的电压和A2同相检测到的电压都大于基准电压，比较器A1输出电压为0，晶体管VT1不能导通，LED1（黄色）不亮；比较器A2输出电压为电源电压，驱动晶体管VT2导通，发光二极管LED2（红色）发亮，指示电压过高。 当充电电压小于12V时，A1反相端检测到的电压和A2同相检测到的电压都小于基准电压，比较器A2输出电压为0，晶体管VT2不能导通，LED2（红色）不亮；比较器A1输出电压为电源电压，驱动晶体管VT1导通，发光二极管LED1（黄色）发亮，指示电压过低。 当电压介于12V ~ 14.5V之间时，A1反相端检测到的电压大于基准电压，比较器A1输出电压为0，晶体管VT1不能导通。A2同相检测到的电压都小于基准电压，比较器A2输出电压为0，晶体管VT2不能导通，LED1（黄色）和LED2（红色）都不亮，指示电压正常。 电路调试时