整機電路是什么(單片機有哪幾部分電路組成)

整機電路是什么(單片機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電路中，需要多種形式的保護電路，以保障電路的工作安全。

3種基本保護電路

保護電路主要有下列3種形式。

(1)信號切斷式保護電路。

(2)電源切斷式保護電路。

(3)負載切斷式保護電路。

信號切斷式保護電路識圖方法

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

圖333 信號切斷式保護電路方框圖

保護電路的分析方法：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，保護電路不動作;二是信號比較大，分析保護電路的具體動作過程。

檢測電路在保護電路中起著過電壓或過電流等故障現象的檢測作用。

當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，這時保護電路沒有進入工作狀態，對電路正常工作無影響。

當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，達到保護功率放大器和負載電路的目的。

電路識圖的具體思路和方法：從功率放大電路輸出端出發，一路信號送入負載電路，另一路信號送入過載檢測與放大電路，這一電路中往往設有二極管整流電路，將交流控制信號轉換成直流控制電壓，然后對信號控制電路進行控制。這一保護電路的特點是，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到保護的目的，所以稱為信號切斷式保護電路。

電源切斷式保護電路識圖方法

圖334所示是電源切斷式保護電路方框圖，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，達到保護目的。

圖334 電源切斷式保護電路方框圖

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。

負載切斷式保護電路識圖方法

圖335所示是負載切斷式保護電路方框圖，它主要由繼電器、過載檢測與繼電器驅動(檢測與放大)電路構成。

圖335 負載切斷式保護電路方框圖

電路識圖方法和思路：假設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載，達到保護目的。這一控制電路的特點是切斷負載電路。

3種音頻功率放大器保護電路

(1)音箱保護電路。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，必須設置音箱保護電路。

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

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

功率放大器過電壓保護電路識圖方法

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

圖336所示是功率放大器過電壓保護電路。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，用同型號的穩壓二極管VZ1和VZ2構成保護電路。

圖336 功率放大器過電壓保護電路

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

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

過電壓保護電路的分析思路：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，相當于開路。如果偶然出現高電壓或電源電路出現故障的情況，直流電壓+V異常升高后使VZ1和VZ2擊穿，VT1和VT2集電極與發射極之間的直流工作電壓便不能升高，達到保護功率放大器輸出管的目的。

功率放大器過載保護電路識圖方法

重要提示

所謂過載保護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入保護狀態，達到保護輸出級電路的目的。

圖337所示是一種限流式過載保護電路。電路中的VT3、VT4、VT5和VT6構成復合互補對稱式功率放大器輸出級電路，標準的復合互補對稱式功率放大器輸出級電路之外的元器件構成過載保護電路，即VD1、VT1、VD2、VT2、R3、R1、R4、R2、R8和R9。

圖337 限流式過載保護電路

保護電路中采樣電路識圖思路和方法：保護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電路動作。電阻R8和R9是過載保護電路中的采樣電阻，其阻值很小。正半周信號放大管VT4發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。

分析保護電路的思路和方法如下。

(1)假設在電路正常工作時，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導通，這樣VD1、VT1、VD2、VT2處于截止狀態，對功率放大器的工作無影響，保護電路沒有動作。

(2)假設因負載短路或其他原因導致VT3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導通，對輸入信號正半周進行分流，使凈輸入VT3和VT4的信號大大減小，達到過載保護的目的。同理，采樣電路加到VT2基極的控制電壓大，VT2和VD2導通，對負半周信號進行分流，使凈輸入VT5和VT6的信號大大減小，達到過載保護的目的。

過載保護電路識圖中要掌握下列幾個細節。

(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構成一組采樣電壓的分壓電路，R4和R2構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電路動作，R1和R2的阻值小時相反。

(3)VT1和VT2管基極與發射極之間的PN結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導通，負半周使VT2導通。

音箱保護電路的保護作用

音箱保護電路是保護揚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聲器BL1。

重要提示

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

調整管穩壓電路的保護電路識圖方法

重要提示

電源保護電路十分常見，其電路結構和保護原理與前面的保護電路相同，由采樣及放大電路和保護控制電路組成。

圖338所示的方框圖可以說明調整管穩壓電路的保護電路識圖思路和方法。

圖338 調整管穩壓電路的保護電路方框圖

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電路中的采樣電路，如一只串聯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行放大或倒相，以便可靠地對保護電路中的控制電路進行控制。

(3)保護電路中的控制電路與調整管基極電路相連，通過控制調整管基極電流的大小來實現各種保護。

(4)對保護電路的分析步驟：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，分析控制電路對調整管基極電流的控制過程。

開關型穩壓電路的保護電路識圖方法

圖339所示的方框圖可以說明開關型穩壓電路的保護電路識圖思路和方法，這是彩色電視機中的保護電路，共有3項保護功能，都是通過切斷開關型穩壓電路來實現保護功能的。

圖339 開關型穩壓電路的保護電路方框圖

這一保護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個保護電路都是通過同一個控制電路對開關型穩壓電路進行控制的，當采樣電壓使控制電路動作時，控制電路控制開關型穩壓電路中的正反饋電路，使正反饋電路停止工作，這樣開關型穩壓電路停止工作，沒有直流工作電壓輸出，達到保護目的。

拓展知識：