作者：王兰君,等
出版社：电子工业出版社
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新电工实用电路600例试读：
前言
随着现代科学技术的发展，电工技术、电子技术也在日益普及，大量的电气设备和家用电器已应用到各行各业和千家万户。电工技术人员作为安装维修的主力军，对其知识和技术水平的要求也越来越高。为了使电工技术人员更多地了解电气电路、电子线路，更全面地掌握电工技术，在实践中应用自如，特编写了本书。本书不但对提高电工的技术水平有很大帮助，并且能解决电工实际工作中的许多具体问题。
本书详细介绍了大量的电工、电子常用电路实例，使读者能从中得到启发，开阔眼界。本书通俗易懂、图文并茂、实用性强，能帮助读者正确使用和快速安装、维护电气电子设备。希望读者能从中得到一些启发，并将这些电路进一步完善，应用到实际工作、生活中去，以达到事半功倍的效果。本书可供专业电工和有关技术人员参阅，也可作为电气专业学校的教材，同时，广大电子爱好者及下岗职工也可以阅读此书，以开阔视野，提高理论和技术水平。本书可帮助广大电工电子爱好者学以致用，解决生产、生活及工作中的实际问题。
本书由王兰君、黄海平、邢军编著，参加本书编写的人员还有王文婷、黄鑫、李燕、凌玉泉、刘彦爱、高惠瑾、凌万泉、朱雷雷、凌珍泉、贾贵超、刘守真、谭亚林，在此一并表示感谢。
由于编著者水平有限，书中难免有错误和不当之处，敬请广大读者批评指正。编著者第1章电子电源电路1-1 二倍压整流电路
二倍压整流电路如图1-1所示，它是利用一组绕组、两只整流二极管，可获得三组不同输出电压的整流电路。
如果电容器较大，并且负载电阻R 也很大，在e 正半周时，可L2以认为经过整流二极管VD1 对C1充上的电压而基本保持不变。同样，在e 负半周时，经VD2对C2也充上的电压。因此，在AC2及BC间分别得到正的和负的输出电压，在AB之间则是图1-1 二倍压整流电路
输出电压，即二倍压输出。1-2 单相全波整流电容器滤波电路
如图1-2所示为单相全波整流电容器滤波电路，由图1-2可以看出，滤波后直流电压提高了。这是由电容器充放电作用造成的。当R 很L大时，输出直流电压U 接近于，因为充好电以后刚放掉一点，o下次充电又来了，如此周而复始，便形成了比较平稳的直流电。图1-2 单相全波整流电容器滤波电路
滤波电容器的容量一般取几至几百微法，其耐压应大于输出电压U。此外，电解电容器的极性不可接反。电容滤波整流电路的输入o与输出电压见表1-1。表1-1 电容器滤波整流电路的输入与输出电压注：表中的E 即为图1-2中的e 有效值，电压单位均为V。22
带负载时输出电压U ，随整流电路内阻、负载电阻R 及滤波电oL容C的大小不同而变化，整流电路内阻越小、负载电阻越大、滤波电容越大，则输出电压的直流分量越大，反之越小。
滤波电容C的大小与输出电流I 的关系见表1-2。o表1-2 滤波电容器与输出电流的关系
当电源电压e ＞30V时，滤波电容可适当减小。21-3 0～12V可调稳压电源电路
如图1-3 所示为0～12V可调稳压电源电路，图中 L 为相线 （火线），N 为中性线 （零线），S 为开关，FU 为熔断器，T为变压器 （其虚线为屏蔽层并接地），VD1～VD4 为桥式整流电路，C 为滤波电容器。经整流滤波后获得的～15V 电源（空载时约为～17V） 经电阻 R 限流将稳压二极管 VD （2CW19） 反向击穿，在 M 点形成一Z个稳定的电压值。选择适当的稳压二极管，使 M 点稳定输出～12V。这样在电位器 RP的上端也必然为一个稳定的～12V 电压。调节 RP，当它的活动臂滑向上端时，VT2 基极的电位也必然升高，通过 VT1、VT2 复合管放大后，其输出端 Q的电位也必然升高，直至与 M 点电位相当，即为～12V；相反，RP 的滑臂向下调整时，VT2 基极电位就会降低， U 也势必随着下降，直至与地电位接近，即为0V。o图1-3 0～12V可调稳压电源电路
电路中 VT1、VT2 必须用锗管，如果是硅管，电源输出调不出0V。此外，电源的输出端 （VT1 的发射极与地之间） 不可并联大容量电容器，否则调整 RP时 （尤其是负载轻或无负载时），Q端电压升降缓慢。1-4 三端固定稳压电源电路
三端稳压电源由变压器 T、整流桥 VD1～VD4、滤波电容器 C1 和三端固定稳压集成块 IC 组成，固定输出15V电压，不可调整，如图1-4 所示。图1-4 三端固定稳压电源电路
不同稳压块的输入和输出电压等参数是不同的，读者在选用时一定要注意。
几种不同的稳压块参数见表1-3。表1-3 几种不同的稳压块参数1-5 正负直流稳压电源电路图1-5 正负直流稳压电源电路
如图1-5所示为采用集成稳压器的正负直流稳压电源电路，变压器的二次侧的输出电压为24V，经全波整流后输出的直流电压为24V×0.9=21.6V。两个1000μF电容器分别为两个桥式整流电路的滤波电容器。经过集成稳压器稳压后，分别输出±15V的直流电源。
集成稳压器内部稳压系统及纹波消除系统十分完善，因此滤波电容器的值不必太大。目前使用广泛的声控灯开关均使用这种电源供电。1-6 三端可调式直流稳压电源电路
三端指的是电压输入端、电压输出端和电压调整端，正压指的是输出正电压。目前，流行的正压输出稳压器有 LM117/217/317系列、LM123系列、LM140系列、LM138系列和LM150系列等。如图1-6所示为采用LM317的三端可调式直流稳压电源电路，输出电压为连续可调的直流电源和全波整流、电容器滤波的直流电源。交流电源变压器二次侧采用对称双二次侧，输出直流电压为变压器二次电压的0.9。图1-6 三端可调式直流稳压电源电路
LM317是三端正压稳压器，它的输出电压可调，稳压精度高，输出纹波小，一般输出电压为1.2～35V，最大负载电流为1.5A，电路内部设置过电流保护、芯片过热保护及调整管安全工作区保护，它的工作温度为0～150℃，其主要参数见表1-4。表1-4 LM317 的主要参数1-7 开关稳压电源电路
如图1-7 所示为开关稳压电源电路，T为电源变压器；VD1～VD4 为整流桥，C1、C2 为电容器滤波；VT 为开关管，工作状态受控于基极控制脉冲信号 U，控制脉冲信号 U 来自于控制电路，控制kk电路受控于输出电压U；VD5 为续流二极管；L为扼流电感。o图1-7 开关稳压电源电路
开关电源的核心部分是一个工作在开关状态的逆变器，它可以把直流电流逆变为高频脉冲电流。当电源接通时， U输入。此时 U小io于上限允许值 U，经控制电路作用，开关管基极的控制脉冲信omax号 U为高电平，VT处于饱和导通状态。 U经 VT、L向 C2 充电，形ki成输出电流 I和输出电压 U。oo
U 随着时间的延续而升高，当上升到上限允许值 U时，经oomax控制电路作用，开关管基极的控制脉冲信号 U为低电平，VT处于截k止状态。由于扼流电感 L 中的电流不能突变，L 产生自感电压 u； Lu的极性如图1-7所示；续流二极管VD5因正偏而导通， u经 R、LLLVD5续流，同时C2放电；从而保持了开关管截止期间负载电流的连续，但电流和电压是逐渐减小的。
当下降到下限允许值 U时，经控制电路作用， U为高电平，ominkVT 处于饱和导通状态。C2 又被充电，此时续流二极管 VD 因反偏5而截止， U再次上升。当 U上升到 U时，控制脉冲信号 U变为ooomaxk低电平。如此反复，电路处于开关状态，使输出电压 U始终在允许o的 U～U之间波动，波动的量级一般在毫伏级，从而达到稳ominomax压的目的。1-8 输出12 V/2 A的直流稳压电源电路
如图1-8所示为一种输出平稳的12V/2A直流稳压电源电路，用于电视机或其他电源电压为12V、电流为2A的家用电器上。图中的电位器RP可调整输出电压。图1-8 输出12V/2A的直流稳压电源电路1-9 双电压可调稳压电源电路
如图1-9所示为双电压可调稳压电源电路，是电路实验时经常使用的一种电源。其电流不超过1A，但两组电压分别可调，且互不影响。图1-9 双电压可调稳压电源电路
N1和N2为78系列三端稳压集成电路，由于其输出电压等于标称稳压值与公共接地端电压之和，因此，只要给公共端加上一个可调的正、负电压，就可使输出电压高低可调。该电路N1、N2公用一组整流电源。变压器T的另一组输出，经VD整流、C4滤波、R3限流、VD 稳压后，专门提供共地参考负电压，通过开关S1、S2可选择加Z在公共端上的电压极性，再调整RP1或RP2便可分别调节两路输出电压。由图1-9可知，两路输出电压可在1.525V范围内连续变化，电～压稳定度也符合使用要求。当电压调低后，集成电路的输入/输出 （I/O）电压差很大，功耗相应地增加，因此必须装上散热器。
当选择正参考电压时，电位器的滑臂越接近地端输出电压便越高；而选择负参考电压时，滑臂越接近地端则输出电压越低。
RP1、RP2 的选取原则是使稳压值略高于集成电路的标称值。稳压电路的输入/输出电压差最大值一般不超过35V，因此，变压器二次电压不宜高于25V，以免损坏集成电路。1-10 触摸开关电源电路图1-10 触摸开关电源电路
如图1-10 所示为触摸开关电源电路。其中上半部分为 “开”电路，当触摸 “开” 接触片时，IC1 被触发，音乐信号正半周使开关管VT1 导通，继电器KA线圈吸合，触点KA的一组常开触点闭合，正电源经 R1 给 VT1 提供偏流，电路自保。触点 KA 的另一组常开触点同时接通，使负载工作。下半部分为 “关” 电路，当触摸 “关” 接触片时，IC2 被触发，音乐信号正半周时 VT2 导通，致使 VT1 偏流被旁路，VT1 截止，KA线圈释放，触点断开，负载停止工作。第2章电子指示、测量电路2-1 用发光二极管做熔断指示器电路
在实际工作中常常发现，熔断器中的熔丝坏了却不易察觉。在多路电源供电的情况下，更不易判断是哪只熔断器出了故障，这就不能及时发现哪只熔断器熔断。如果不能及时发现，特别是在控制电动机中，可能会造成电动机两相运转、烧坏电动机。用发光二极管作熔断指示器则可解决这个问题，电路如图2-1所示。图2-1 用发光二极管做熔断指示器电路
如图2-1 （a） 所示为直流电路中熔断器指示电路。输出正常时，电流通过R2、发光二极管VD1 发光，它不仅表明负荷在正常工作，而且说明电源E也正常，起着电源指示灯的作用。此时，VD2被熔断器FU短路而不发光。当FU因某种原因而断开后，电源便通过R1、VD2发光，指示熔断器出了故障。若VD1用绿色发光二极管，VD2用红色发光二极管，则指示更醒目。
如图2-1 （b） 所示为变色发光二极管制作的交流电路中的熔断指示器。熔丝正常时，双色发光二极管（LED） 内的两只发光二极管均点亮，呈橙色；一旦熔丝熔断，发光二极管 （LED） 中的右边一只发光二极管失去电源而不亮，只有左边的一只发光二极管仍然点亮，所以呈红色。2-2 市电电压偏离指示器电路图2-2 市电电压偏离指示器电路
如图2-2所示为市电电压偏离指示器电路，电路的特点是在电源电压的每个正半周接通指示器，而且是在某一固定的电压幅度等于动作阈值时才接通。当电压的瞬时值降到0V时，电路断开，这样可以消除滞后现象，提高了指示的精确性。
电路的输入端具有由二极管VD4和稳压二极管VD 构成的电压限Z制器，其后面有三个并联的指示器：第一个指示器由R1和发光二极管VD1组成，作为电源指示灯；其余两个指示器由电阻器、电位器、双向二极管及与它串联的发光二极管组成，它们组成阈值电路，直接指示电压的偏离。用电位器RP1调节电源电压下降的下限阈值；当上升5%时，用RP2调节电源电压上升的上限阈值。如果交流电压处于额定值，则 VD1、VD2 发亮；当电源电压下降时，VD2 发亮；电压升高时，VD1、VD2、VD3都发亮。以此告知使用者电源电压的偏离情况。2-3 电压显示器电路
用发光二极管显示市电电压范围，其电压显示器电路如图2-3所示，图中，VD1～VD4 为稳定电压值 U =42～55V的稳压二极管，ZZZ共四只；VD5～VD8 为 U =15V左右的稳压二极管。二极管 VD 将ZZZ市电做单相半波整流。VD1～VD5 为发光二极管，R1～R5 为限流电阻器。
电压显示器工作情况是这样的，当市电为185V时，VD1发出微光，190V时，VD1正常发光；195V时，VD2发微光，200V时，VD2正常发光……直到225V时，VD5发出微光，230V时，VD5正常发光。每增加5V，点亮一只发光二极管 （它前面的发光二极管此时仍被点亮）。图2-3 电压显示器电路2-4 压力测量电路
如图2-4所示为压力测量电路，当作用力为0～1500g时， U输出o为0～1500mV （灵敏度为1mV/g）。电源由±12V供电，压力传感器由12V经三个二极管降压后 （约10V） 供电。A1～A3 组成仪器放大器，其差动输入端直接与压力传感器的2 脚和4 脚连接。A4 接成跟随器，输入电位器 RP2 的电压，其作用是消除零点输出，即作用力为零时，若电桥有不平衡输出或放大器有失调电压时，可以调整 RP2，使输出 U =0V。调整 RP1 （调放大倍数） 可以在满量程o1500 克作用力时，使 U =1500mV。o
为保证仪器放大器的精度，电阻应采用金属膜电阻，A1～A3 中的电阻精度以1%为佳。图2-4 压力测量电路2-5 土壤湿度检测电路图2-5 土壤湿度检测电路
如图2-5 所示为土壤湿度检测电路，它可以粗略地判断土壤的湿度。采用七色发光二极管来指示土壤相对湿度的大小，使用十分方便。
土壤湿度测试仪电路由湿度传感器检测探头、晶体管 VT、二极管 VD1～VD6、发光二极管 VD7～VD13、电位器 RP和9V电源组成。
在湿度检测探头未插入土壤中或土壤太干时，VT和 VD1～VD6 均处于截止状态，VD7～VD13 均不发光。当土壤有一定湿度时，土壤中的水分使湿度检测探头两电极之间的阻值变小，VT导通，VD7～VD13 顺序点亮，依次发出棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫7 种颜色的光，土壤的湿度越大，VT的导通能力越强，点亮发光二极管的个数就越多。按照发光二极管点亮的多少来说明土壤的湿度大小。2-6 红外线人体探测电路
红外线人体探测电路如图2-6 所示，人体红外探测器采用红外线传感器，它能以非接触形式检测出物体放射出来的红外线能量变化，并将其转换成电信号输出。它的封装通常有金属封装及塑料封装两种形式。热释红外线传感器从内部结构上区分，有单元件和双元件两种。双元件型接收波长为6.514μm，适用于防盗系统人～图2-6 红外线人体探测电路
体感应。单元件型接收波长为1～20μm，适用于温度遥感，但同样可应用于防盗及自动控制系统。
为了提高热释红外线传感器的接收灵敏度，通常在传感器前外加菲涅耳透镜，使得大量的红外线光脉冲进入热释红外线传感器，提高控制距离，一般可达10m以上。如图2-6 所示，双脉冲人体红外探测器电路中采用双元件型热释红外线传感器作为电路的探测器。当探测器接收到人体信号时，输出一个微弱的低频信号，其频率约为0.3～3Hz。A1-4 和 A1-3 组成两级低通滤波放大器，Al-1 和 Al-2 组成窗口比较器。A2-1～A2-4构成单限比较器， U 端高电平表示有输出信o号。 U端可用于检测缓变信号。o12-7 超声波测距电路
如图2-7 所示为超声波测距电路，它由超声波发送/接收测距电路组成，由同一个超声波换能器担任，其工作频率为40kHz。发送及接收状态由时基电路 NE555 来控制，在电路中增加一个1N4007 二极管后可使发送超声波时间缩短，接收时间加长。NE555 电路的3 脚输出的方波通过10kΩ 电阻被送到 LM1812 的8 脚，接收信号由电容器 C4 耦合输入到 LM1812 的4 脚，检测信号由14 脚输出。测距范围为0～6m。图2-7 超声波测距电路2-8 墙内导线探测电路
如图2-8 所示为墙内导线探测电路，墙内导线探测仪能够在墙壁表面精确地查找电线的位置、走向，电路简单实用。
TX是感应片，在交流导线附近感应出交流信号，送至结型 N 沟道的场效应管 VT1 的栅极。VT1 对交流信号有半波整流和放大作用，无信号时，VT1 的漏极输出高电平，VT2、VT3 均截止，发光二极管VD不发光。图2-8 墙内导线探测电路
在信号的负半周，使 VT1 的栅极相对于源极更负，所以 VT1 输出仍为高电平，发光二极管 VD 不发光；而在信号的正半周，VT1 输出低电平，VT2、VT3 导通，发光二极管 VD发光。R2、R3 和 C为 VT1 加偏压，提高检测的灵敏度。2-9 热敏电阻温度测量电路
如图2-9 所示为采用热敏电阻作为测温元件的温度测量电路。控温范围由室温到热敏电阻的测温最高值，测量精度可达0.1℃。图2-9 热敏电阻温度测量电路
测温用的热敏电阻 RT为正温度系数，将它作为偏置电阻接在 VT1、VT2 组成的差分放大器电路内，当温度变化时，热敏电阻的阻值发生变化，引起 VT1 的集电极电流变化，经二极管 VD2 引起电容器 C 充电电流的变化，改变了充电速度，从而使单结晶体管的输出脉冲产生相移，改变晶闸管VT3的导通角。由此调节电热丝中的加热电流，达到自动检测控制温度的目的。2-10 热电偶温度测量电路
如图2-10所示为采用AD594C的热电偶温度测量电路。AD594C片内除有放大电路外，还有温度补偿电路，对于J型热电偶，经激光修整后可得到10mV/℃输出。在0～300℃测量范围内精度为±1℃。若 AD594C输出接A/D转换器，则可构成数字显示温度计。电路中2B20B是电压/电流变换器，将运放 A1 放大与温度相应的电压信号变换为4～20mA的电流环进行远距离传送。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]