整機(jī)電路是什么(單片機(jī)有哪幾部分電路組成)

整機(jī)電路是什么(單片機(jī)有哪幾部分電路組成)

前沿拓展：

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重要提示

在許多電子電器整機(jī)電路中，需要多種形式的保護(hù)電路，以保障電路的工作安全。

3種基本保護(hù)電路

保護(hù)電路主要有下列3種形式。

(1)信號切斷式保護(hù)電路。

(2)電源切斷式保護(hù)電路。

(3)負(fù)載切斷式保護(hù)電路。

信號切斷式保護(hù)電路識圖方法

圖333所示是信號切斷式保護(hù)電路方框圖，它主要由信號控制電路、過載檢測與放大電路等構(gòu)成。

圖333 信號切斷式保護(hù)電路方框圖

保護(hù)電路的分析方法：將信號大小分成兩種情況，一是信號比較小，對電路沒有危害，保護(hù)電路不動作;二是信號比較大，分析保護(hù)電路的具體動作過程。

檢測電路在保護(hù)電路中起著過電壓或過電流等故障現(xiàn)象的檢測作用。

當(dāng)功率放大器輸出信號不太大時，檢測電路輸出的檢測信號不足以使控制電路動作，這時保護(hù)電路沒有進(jìn)入工作狀態(tài)，對電路正常工作無影響。

當(dāng)功率放大器輸出信號太大時，由檢測電路檢測到這一過載信號，經(jīng)放大器放大后去控制功率放大器輸入信號的大小，使輸入功率放大器的信號大大減小，達(dá)到保護(hù)功率放大器和負(fù)載電路的目的。

電路識圖的具體思路和方法：從功率放大電路輸出端出發(fā)，一路信號送入負(fù)載電路，另一路信號送入過載檢測與放大電路，這一電路中往往設(shè)有二極管整流電路，將交流控制信號轉(zhuǎn)換成直流控制電壓，然后對信號控制電路進(jìn)行控制。這一保護(hù)電路的特點(diǎn)是，控制功率放大器輸入信號的大小。

重要提示

整個控制電路形成一個回路，這是所有控制電路的特征。這種電路通過減小輸入信號來達(dá)到保護(hù)的目的，所以稱為信號切斷式保護(hù)電路。

電源切斷式保護(hù)電路識圖方法

圖334所示是電源切斷式保護(hù)電路方框圖，電路主要由電源控制電路、過載檢測與放大電路等組成。

電路識圖方法：假設(shè)功率放大器輸出的信號太大，過載檢測電路檢測到這一過載信號，并對這一信號進(jìn)行放大，然后去控制電源電路，切斷電源供給電路回路，使功率放大器沒有工作電壓，電路停止工作，達(dá)到保護(hù)目的。

圖334 電源切斷式保護(hù)電路方框圖

這一電路的分析思路和方法與前面一種電路相同，電路識圖中的不同之處是控制的是功率放大電路的直流工作電壓。

負(fù)載切斷式保護(hù)電路識圖方法

圖335所示是負(fù)載切斷式保護(hù)電路方框圖，它主要由繼電器、過載檢測與繼電器驅(qū)動(檢測與放大)電路構(gòu)成。

圖335 負(fù)載切斷式保護(hù)電路方框圖

電路識圖方法和思路：假設(shè)功率放大器輸出信號太大，過載檢測電路檢測到這一過載信號，并對這一信號進(jìn)行整流和放大，然后去控制繼電器，使繼電器動作，斷開功率放大器的負(fù)載，達(dá)到保護(hù)目的。這一控制電路的特點(diǎn)是切斷負(fù)載電路。

3種音頻功率放大器保護(hù)電路

(1)音箱保護(hù)電路。在OCL和BTL功率放大器中，由于音箱與功率放大器輸出端之間沒有隔直元件，所以音箱存在過電流損壞的危險，必須設(shè)置音箱保護(hù)電路。

(2)功率放大器過電流和過電壓保護(hù)電路。用來保護(hù)功率放大器，當(dāng)出現(xiàn)過電流故障或過電壓故障時，保護(hù)電路動作。在整機(jī)電路中功率放大器的工作電壓和電流最大，所以故障發(fā)生率比較高。

(3)功率放大器電源保護(hù)電路。用來保護(hù)功率放大器的電源電路，主要有過電壓保護(hù)電路和短路保護(hù)電路等。

功率放大器過電壓保護(hù)電路識圖方法

功率放大器的保護(hù)電路主要有3種：過電壓保護(hù)、過載保護(hù)和一些集成功率放大器電路的內(nèi)電路中所設(shè)的過熱保護(hù)電路。為了分析電路方便，以分立元器件構(gòu)成的保護(hù)電路為例進(jìn)行電路識圖思路和方法的詳細(xì)講述。

圖336所示是功率放大器過電壓保護(hù)電路。電路中的A1是功率放大器集成電路，在它的輸出端與地線之間、輸出端與直流工作電壓端+V之間分別接有VZ1和VZ2，用同型號的穩(wěn)壓二極管VZ1和VZ2構(gòu)成保護(hù)電路。

圖336 功率放大器過電壓保護(hù)電路

分辨功率放大器過電壓保護(hù)電路的方法：在正常的功率放大器的基礎(chǔ)上，多出的元器件很可能是構(gòu)成過電壓保護(hù)電路的元器件，穩(wěn)壓二極管VZ1和VZ2是多出的元器件，所以它們構(gòu)成保護(hù)電路。

VZ1和VZ2實(shí)際上是保護(hù)功率放大器集成電路內(nèi)電路中的兩只功率放大器輸出管，穩(wěn)壓二極管并接在功率放大器輸出管的集電極與發(fā)射極之間，如圖336(b)所示。

過電壓保護(hù)電路的分析思路：將電壓分成比較大和比較小兩種情況，分別分析電路的工作過程。

保護(hù)電路的分析過程：電路中，取VZ1和VZ2的擊穿電壓略大于直流工作電壓+V，這樣在正常工作時，VZ1和VZ2不擊穿，相當(dāng)于開路。如果偶然出現(xiàn)高電壓或電源電路出現(xiàn)故障的情況，直流電壓+V異常升高后使VZ1和VZ2擊穿，VT1和VT2集電極與發(fā)射極之間的直流工作電壓便不能升高，達(dá)到保護(hù)功率放大器輸出管的目的。

功率放大器過載保護(hù)電路識圖方法

重要提示

所謂過載保護(hù)是指功率放大器的輸出電流太大，對輸出級電路中的三極管存在燒壞的危險時電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，達(dá)到保護(hù)輸出級電路的目的。

圖337所示是一種限流式過載保護(hù)電路。電路中的VT3、VT4、VT5和VT6構(gòu)成復(fù)合互補(bǔ)對稱式功率放大器輸出級電路，標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合互補(bǔ)對稱式功率放大器輸出級電路之外的元器件構(gòu)成過載保護(hù)電路，即VD1、VT1、VD2、VT2、R3、R1、R4、R2、R8和R9。

圖337 限流式過載保護(hù)電路

保護(hù)電路中采樣電路識圖思路和方法：保護(hù)電路中必有采樣電路，以檢測功率放大器電路是否過載而需要保護(hù)電路動作。電阻R8和R9是過載保護(hù)電路中的采樣電阻，其阻值很小。正半周信號放大管VT4發(fā)射極電流流過采樣電阻R8，在R8上獲得采樣電壓。過載時VT4管發(fā)射極電流大到超過安全值，R8上的電壓已比較大，這一電壓通過R3和R1的分壓后加到VT1基極。

同理，負(fù)半周信號放大管VT6集電極電流流過采樣電阻R9獲得采樣電壓。

分析保護(hù)電路的思路和方法如下。

(1)假設(shè)在電路正常工作時，VT4和VT6電流流過采樣電阻R8和R9的電流不是很大，R8和R9的壓降不是很大，通過R3和R4加到VT1和VT2基極的電壓不足以使VT1和VT2導(dǎo)通，這樣VD1、VT1、VD2、VT2處于截止?fàn)顟B(tài)，對功率放大器的工作無影響，保護(hù)電路沒有動作。

(2)假設(shè)因負(fù)載短路或其他原因?qū)е耉T3和VT4管工作電流很大，通過采樣電路使VT1基極控制電壓大，VT1和VD1導(dǎo)通，對輸入信號正半周進(jìn)行分流，使凈輸入VT3和VT4的信號大大減小，達(dá)到過載保護(hù)的目的。同理，采樣電路加到VT2基極的控制電壓大，VT2和VD2導(dǎo)通，對負(fù)半周信號進(jìn)行分流，使凈輸入VT5和VT6的信號大大減小，達(dá)到過載保護(hù)的目的。

過載保護(hù)電路識圖中要掌握下列幾個細(xì)節(jié)。

(1)R8和R9的阻值大小影響采樣電壓大小，阻值大，功率放大器同樣電流大小下的采樣電壓大。

(2)R3和R1構(gòu)成一組采樣電壓的分壓電路，R4和R2構(gòu)成另一組采樣電壓的分壓電路，分壓比大小決定了過載保護(hù)電路的動作電平大小。R1和R2的阻值大時，功率放大管中較小的過載電流就能使保護(hù)電路動作，R1和R2的阻值小時相反。

(3)VT1和VT2管基極與發(fā)射極之間的PN結(jié)對采樣電壓具有整流作用。采樣電壓是音頻交流信號電壓，正半周使VT1導(dǎo)通，負(fù)半周使VT2導(dǎo)通。

音箱保護(hù)電路的保護(hù)作用

音箱保護(hù)電路是保護(hù)揚(yáng)聲器意外損壞的電路。

許多功率放大器采用OCL或BTL電路，這兩種電路的輸出端與揚(yáng)聲器之間沒有用于隔直的耦合電容。正常情況下，這兩種功率放大器輸出端的直流電壓等于0 V，所以沒有直流電流流過揚(yáng)聲器BL1。

重要提示

如果功率放大器出現(xiàn)故障，放大器輸出端的直流電壓不是0V，出現(xiàn)很大的直流正電壓或負(fù)電壓，這一直流電壓將直接加到揚(yáng)聲器中。由于揚(yáng)聲器的直流電阻很小，所以將有很大的直流電流流過揚(yáng)聲器，毫無疑問會燒壞揚(yáng)聲器。為此，在采用OCL和BTL功率放大器電路時需要設(shè)置音箱保護(hù)電路。

調(diào)整管穩(wěn)壓電路的保護(hù)電路識圖方法

重要提示

電源保護(hù)電路十分常見，其電路結(jié)構(gòu)和保護(hù)原理與前面的保護(hù)電路相同，由采樣及放大電路和保護(hù)控制電路組成。

圖338所示的方框圖可以說明調(diào)整管穩(wěn)壓電路的保護(hù)電路識圖思路和方法。

圖338 調(diào)整管穩(wěn)壓電路的保護(hù)電路方框圖

這一電路的分析思路和方法如下。

(1)在輸出回路中找出保護(hù)電路中的采樣電路，如一只串聯(lián)在輸出回路的采樣電阻，流過這只采樣電阻的電流大小決定了該電阻兩端的檢測電壓大小，這一電壓就是保護(hù)電路中所需要的控制電壓。

(2)采樣電路之后的是檢測放大電路。采樣電路輸出的控制電壓有時需要進(jìn)行放大或倒相，以便可靠地對保護(hù)電路中的控制電路進(jìn)行控制。

(3)保護(hù)電路中的控制電路與調(diào)整管基極電路相連，通過控制調(diào)整管基極電流的大小來實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)。

(4)對保護(hù)電路的分析步驟：找出采樣電路中的元器件，分析采樣電路的工作原理，分析采樣電路輸出的控制電壓放大過程，分析控制電路對調(diào)整管基極電流的控制過程。

開關(guān)型穩(wěn)壓電路的保護(hù)電路識圖方法

圖339所示的方框圖可以說明開關(guān)型穩(wěn)壓電路的保護(hù)電路識圖思路和方法，這是彩色電視機(jī)中的保護(hù)電路，共有3項保護(hù)功能，都是通過切斷開關(guān)型穩(wěn)壓電路來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的。

圖339 開關(guān)型穩(wěn)壓電路的保護(hù)電路方框圖

這一保護(hù)電路的分析思路和方法如下。

(1)在高壓電路中找出過電壓保護(hù)電路的采樣電路，分析過電壓時采樣電阻輸出的采樣電壓生成過程及傳輸過程。

(2)在行輸出管電路中找出過電流保護(hù)電路的采樣電路，分析過電流時采樣電阻輸出的采樣電壓生成過程及傳輸過程。

(3)在場輸出級電路中找出過電流保護(hù)電路的采樣電路，分析過電流時采樣電阻輸出的采樣電壓生成過程及傳輸過程。

(4)上述3個保護(hù)電路都是通過同一個控制電路對開關(guān)型穩(wěn)壓電路進(jìn)行控制的，當(dāng)采樣電壓使控制電路動作時，控制電路控制開關(guān)型穩(wěn)壓電路中的正反饋電路，使正反饋電路停止工作，這樣開關(guān)型穩(wěn)壓電路停止工作，沒有直流工作電壓輸出，達(dá)到保護(hù)目的。

拓展知識：