《汽車電工電子》 中職配套PPT課件
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模塊四 蓄電池電壓過低報警電路
一、教學目標
1．了解集成運放的結構及應用；
2．知道集成運放在汽車上應用的幾個電路。
二、課時分配
本項目共4個課題，安排2課時。
三、教學重點
通過本模塊的學習，讓學生了解集成運算放大器的組成；了解反饋電路的定義；會畫由集成運放組成的同相比例和反相比例放大電路；了解汽車電子電路中常用的集成芯片；能說出簡單電壓比較器的工作過程；了解集成運算放大器的結構；會說出常見幾種集成運放在汽車上的應用電路。
四、教學難點
1．會畫集成運放的電路符號。
五、教學內容
課題一 集成運算放大器
1．組成
成運放的結構通常包括以下四個組成部分：
集成運算放大器的組成框圖
① 輸入級
② 中間級
③ 輸出級
④ 偏置電路
2．外形和電路符號
集成運放的外形有雙列直插式、扁平式、金屬圓殼式三種，其引腳排列如圖所示。
集成運放的外形
電路符號，如圖所示：
集成運算放大器的符號
3．主要性能指標
（1）開環(huán)差模電壓放大倍數
開環(huán)差模電壓放大倍數（AOD）是集成運放在開環(huán)（沒有反饋電路）時的輸出電壓與輸入差模信號（有效輸入信號）電壓之比。
（2）抑制比
共模抑制比（KCMR）是全面衡量差動放大電路的重要指標。
（3）輸入電阻和輸出電阻
輸入電阻（RID）是集成運放兩輸入端的動態(tài)電阻，一般為MΩ級。
課題二 由集成運放組成的幾種基本放大器電路
凡是引入反饋信號XF后，XB＞Xi，使放大電路的放大倍數升高，這種反饋叫正反饋。
反饋放大電路框圖
反相比例運算電路
1．反相比例運算電路
反相比例運算電路的放大倍數為：
閉環(huán)輸出電壓Uo為：
式中的“－”號表示輸出電壓與輸入電壓相位相反，并且成比例，比例系數為Rf/R1。這也說明放大倍數只與Rf、R1有關，與放大器本身無關。
2．同相比例運算電路
同相比例運算電路的放大倍數為：
輸出電壓為：
同相比例運算電路
電壓跟隨器
3．差動輸入放大電路
如果兩個輸入端都有信號輸入，就構成了差動輸入放大電路也稱差分放大器。
差動輸入電路
放大倍數為：
課題三 電壓比較器
1．電壓比較器
（1）LM741
LM741雙電源單集成運放是美國國家半導體公司的產品，為8個引腳的雙列直插式封裝。2腳是放大器的反相輸入端；3腳是同相輸入端；6腳是輸出端；1腳、5腳是放大交流信號時的電路調零端，汽車中不用；8腳是空腳；7腳接正電源；4腳接負電源，在汽車中用作比較器時直接接搭鐵。
LM741引腳圖
（2）LM324
LM324雙電源4集成運放是美國國家半導體公司的產品，為14個引腳的雙列直插式封裝。LM324內部有4個獨立的集成運放。4腳接正電源；11腳接負電源，在汽車中用作比較器時直接接搭鐵。
LM324引腳圖
（3）LM339
LM339單電源4集成運放是美國國家半導體公司的產品，為14個引腳的雙列直插式封裝。LM339在汽車中專門用作比較器，其內部有4個可以獨立使用的比較器，其引腳排列圖如圖所示。使用時只需接單電源，3腳接正電源，12腳接搭鐵。
LM339引腳圖
2．簡單電壓比較器
簡單電壓比較器的電路如圖（a）所示，輸入信號加在反相端，是一個反相輸入電壓比較器。UTH是基準電壓，其傳輸特性如圖（b）所示。
反相輸入簡單電壓比較器
過零比較器
3．滯回電壓比較器
在簡單電壓比較器的基礎上加正反饋就構成了滯回電壓比較器，電路結構如圖（a）所示。
反相滯回比較器
同相輸入滯回電壓比較器
4．窗口比較器
簡單電壓比較器和滯回電壓比較器的共同特點是：當輸入電壓ui單方向變化時，輸出電壓uO只跳變一次，只能檢測一個電平，如果要判斷輸入電壓ui是否在兩個電平之間，應該采用窗口比較器。
窗口比較器
課題四 集成運放在汽車上的應用
一、集成運放在汽車電子電路中的應用
電橋信號放大電路
1．電橋信號放大電路
如果需要對溫度、壓力或形變等進行檢測，可采用圖所示的電橋信號放大電路。圖中電橋的一個臂是由傳感器構成的。
壓敏電阻式進氣壓力傳感器
進氣壓力與溫度傳感器實物與位置圖
2．光電測量電路
光電二極管、光電三極管或其他光電器件能夠將光信號轉變?yōu)殡娦盘枴?
光電測量電路
二、電壓比較器在汽車上的應用
蓄電池電壓過低報警電路
1．蓄電池電壓過低報警電路
蓄電池電壓過低報警電路由集成運放LM741、穩(wěn)壓管、發(fā)光二極管及一些電阻組成。電路中，電阻R2與穩(wěn)壓管VZ組成電壓基準電路，向比較器提供5V的基準電壓，R1、R3組成分壓電路，中間點作為電壓檢測點。
2．霍爾輪速傳感器
在汽車ABS（電控防抱死）系統(tǒng)中，車輪的速度是靠輪速傳感器來傳遞給ECU的?；魻栞喫賯鞲衅骶褪禽喫賯鞲衅鞯囊环N。
霍爾輪速傳感器結構圖
1—磁體 ； 2—霍爾元件 ； 3—齒圈
當齒輪位于圖（a）所示位置 時，穿過霍爾元件的磁力線分散，磁場相對較弱。
霍爾輪速傳感器電子電路原理圖
霍爾輪速傳感器電路各級波形
3．汽車充電系統(tǒng)電壓監(jiān)視器
在汽車充電系統(tǒng)電路中，當電壓過低或過高時，報警器發(fā)出警報，這就是汽車充電系統(tǒng)電壓監(jiān)視器電路。
汽車充電系統(tǒng)電壓監(jiān)視器電路
六、課后作業(yè)
完成所有課題的學后測評。
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