【优秀硕士博士论文】icp加速度传感器调理电路设计本科毕业设计

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1、.4辅助电源的设计3.4.1需要制作的电源（1）运放LM324电源电压范围：单电源3V～32V，双电源±1.5V～±16V。又因为ICP传感器输出的是模拟信号，为了完整波形输出，选择双电源±12V。而AD620电源电压范围：±2.3V～±18V，所以也选用用双电源±12V。（2）因为ICP加速度传感器的激励电压为18V-30V，典型值24V。+12V不够用，所以需要制作一个电压为24V的直流电源。3.4.2电源总体设计（1）基本原理①变压部分采用变压器来实现。②整流部分一般桥式整流可采用4个整流二极管接成桥式，也可以

2、也可用二极管整流桥堆。③滤波电路采用电容滤波即可。④稳压电路可以采用集成稳压电路。（2）设计思想①电网供电交流电压为有效值220V，频率为50Hz，为了获得低压直流，首先需要使用电源变压器进行变压，将电压降低，从而获得合适大小的交流电压。②降压后的交流电压，通过整流电路进行整流，编程有脉动成分的直流，不过其幅值变化还是比较大。③有较大脉动成分的直流电压须经过滤波电路进行滤波，变成平滑，脉动较小的直流电，即将交流成分滤掉，有效地保留其直流成分。④滤波后的直流电压，再通过选择合理的稳压电路进行稳压，之后便可得到较为理想的

3、低压直流电源。（3）原理图图3.17直流稳压电源框图3.4.3变压部分设计电网供应的民用单相交流电只有一种电压，即有效值220V、频率50Hz的交流电压。这就需要一种器件能够进行变压，将220V的交流电变换成我们需要的交流电压，再经过整流、滤波、稳压等步骤就会得到需要的直流电压。电源变压器，是专门用来改变交流电压与交流电流的器件，能够完成变压任务。也就是说，当某一个固定电压的交流电通过一个相应的电源变压器，可以变换成所需要的交流电压，之后再整流、滤波和稳压转换成所需要的直流电压。要得到符合电路要求的交流电压值，就必须

4、使用电源变压器进行变压[17]。最简单的单相变压器结构如图3.18所示。它是由初级绕组、次级绕组以及铁心三部分组成。其中，初级绕组用来输入电源的交流电压，所需要的交流电压即会输出于次级绕组。本质地讲，变压器是一种进行电->磁->电转换的器件，也就是使初级线圈的交流电转化成铁心形成的闭合交变磁场，次级线圈被磁场的磁力线切割，从而产生交变的电动势,当负载被接上时，电路形成闭合回路，次级电路就有了交流电流通过[15]。图3.18单相的变压器结构图电源变压器主要由初级线圈、次级线圈和铁心构成。它两侧的电压值正比于初、次级线圈

5、的匝数，反比于初、次级中的电流值。实际上，变压器的初、次级线圈和铁心都会消耗一部分功率，其中包括铜损涡流损失等，也等于说，变压器的效率η不会是100%。通常，如果变压器的容量越大，效率也会越高，对于功率在1000W以下的变压器效率η在65%-90%之间。3.4.4整流部分设计整流电路是把交流电压转变为直流脉动的电压。常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、桥式整流等。之所以能把方向和大小交变的电流变换为直流电，是因为采用了具有单向导电特性的器件。在一般分析中，我们常把二极管当作理想元件处理，即正向导通电阻为零，反向电

6、阻为无穷大。下面介绍采用晶体二极管搭建的各种整流电路。半波整流电路整流电路结构最简单的一种，电路如图3.19所示。它由整流二极管D、电源变压器B和负载电阻R组成。变压器把220V电压变换为交变电压E2，D再把交流电变换为脉动的直流电。图3.19半波整流电路图3.20的波形图说明了二极管整流的过程。图3.20半波整流波形全波整流电路是一种整流效率非常高的整流电路。下图3.21为原理图。e2a、e2b两个电压是大小相等、极性相反的，构成e2a、D1、R与e2b、D2、Rfz，两个通电回路。图3.21全波整流电路全波整流的

7、工作原理原理，可用图3.22所示的波形图说明。图3.22全波整流波形桥式整流电路是使用最为广泛的一种整流电路。它只需要用四只二极管连接成"桥"式结构，不仅具有了全波整流电路的优点，还同时弥补了全波整流电路的部分缺点。其电路如图3.23所示。图3.23桥式整流电路桥式整流电路的工作原理如下：当u2>0时，D2、D4截止，D1、D3导通，。电流通路为:由+经D1®RL®D3®-；当u2<0时，D1、D3截止，D2、D4导通。电流通路:由-经D2®RL®D4®+。输出是脉动的直流电压，图3.24所示的波形图说明。图3.24

8、桥式整流波形将以上的三种整流电路进行对比发现，桥式整流电路具有输出直流电压高；脉动较小；电源变压器得到充分利用等明显的优点。所以，在本设计中我们采用桥式整流电路。目前，生产厂家已经将整流二极管封装在一起，制作成方便使用的整流桥模块，这些模块只有输入交流和输出直流引线。结构简单，使用简便，可靠性和稳定性提高。以下为几种常见的封装好的硅整流桥，如图