文章目录

项目开发步骤
项目一：门控开关设计
- 项目背景
- 项目评估
- 原理图
- 原理图分析+元器件原理分析
- - 研发测试标准
  - 1. 二极管
  - 2. 电阻
  - 3.全桥整流滤波
  - 4.电容（类比水缸）

项目开发步骤

项目背景：使用的环境、条件、应用领域等
项目资源评估：评估是否有完成的能力
设计原理图（包括元器件原理分析）
元器件选型：温度、湿度、精度、成本、封装、供货商的稳定性…
电路功能的验证：样板的焊接、示波器的使用
绘制PCB板
PCB板制作：生成BOM表（包括型号、数量、厂家等）
PCBA的调试
PCBA的测试：示波器的使用
PCBA的定型：优化电路
Bom表的制作：型号、厂家、价格、工作温度…
结案移交客户

项目一：门控开关设计

项目背景

维修操作时，提醒外部不要进行任何操作→门打开时，有警示灯

项目评估

供电电源、220V交流输入、警示灯低压→降压→变压器、滤波、开关

原理图

整流桥： 16V→（整流）23V左右（整流前的√2倍）
- 4个二极管全波
- 2个二极管半波
滤波：电容 Capacitor，电源输入输出都需要加电容
需要两个加压芯片：若降压电源输入输出压差太大，发热量大
LED：发光二极管 3.3V 10mA

原理图分析+元器件原理分析

研发测试标准

高温高湿环境下，连续运行3个月，进行老化测试
双85标准：85℃，85°湿度检测
电子产品正常可使用7~15年

1. 二极管

LED灯（发光二极管）：工作电压3.3V 工作电流3mA~10mA（电流越高灯越亮）
：因为是警示灯，灯越亮越好，所以选择最大电流10mA
二极管：
：箭头指向的方向为“-”
：单项流通性：电流只能正向流通，反向电流不通过
：二极管一般正向导通时压差为0.7V，即左端比右端高0.7V
：发光二极管：正向电流流过时，因为材料的原因，有光源发出

2. 电阻

电源为+5V，LED工作电压为3.3V⇒\Rightarrow⇒电阻压降为1.7V⇒\Rightarrow⇒R=UI=1.710×10−3=170ΩR=\frac{U}{I}=\frac{1.7}{10\times10^{-3}}=170\OmegaR=IU=10×10−31.7=170Ω
考虑因素：阻值、封装、温度特性—温度对阻值的变化率有影响、精度

精度：一般分为5%（用于限流）、1%（用于分压）

限流：

设LED 3.3V 电阻值为1K
电源为5V→电阻压降为1.7V I=1.7V1KΩ=1.7mAI=\frac{1.7V}{1KΩ}=1.7mAI=1KΩ1.7V=1.7mA
- 如果选择5%，则误差为50Ω I=1.7V1KΩ±50ΩI=\frac{1.7V}{1KΩ±50Ω}I=1KΩ±50Ω1.7V
  : 但是电流变化对LED光亮度影响不大，即对精度要求不高，所以选择成本较低的5%

分压

理想电路，两个电阻均分电压，输出端为2.5V

如果选择5% 误差50Ω，若一个电阻为1.05K，另一个电阻为1.495K，此时的输出U＜2.5V，为2.4V，对电路影响较大
：所以一般选用1%用于分压
电阻功率：功率大，成本高；功率低，电阻容易发热，寿命低
：此处 P=U2R=1.72170=0.017wP=\frac{U^{2}}{R}=\frac{1.7^{2}}{170}=0.017wP=RU2=1701.72=0.017w
电阻选型：封装：0805–功率为0.125w＞0.017w

3.全桥整流滤波

输入时，电压为正弦波的交流电压

工频和周期

全桥整流工频f=100Hz 周期 T=1fT=\frac{1}{f}T=f1
半桥整流 f=50Hz

电流方向

0~π\piπ：电压为正，电流方向设为正向
π\piπ~2π\piπ：电压为负，电流方向则相反

正半周期

二极管正向导通，需要有0,7V的压差，此时1点到2点经过一个二极管已有0.7V的压差，而2点与4点电压相等，即1点比4点大0.7V$\Rightarrow$4不会向1流，同理3不会向2流
1→2,4→3 二极管导通；4→1,3→2二极管截止

负半周期
引脚4-GND：电流经过4点出来，不经过电容就进入地
引脚2-“+”：正向电流不经过电容经过2点

4.电容（类比水缸）

输入交流电压，输出直流电压
电容容量：电容容量：微法（μ\muμF）、纳法（nF）、皮法（pF）
1F=106μ10^6\mu106μF=10910^9109nF=101210^121012pF
同样两个水缸，都充到10V时，底面积大（C）的，所需电荷量（Q）大
C=QV(底面积=电荷数高度)C=\frac{Q}{V}(底面积=\frac{电荷数}{高度})C=VQ(底面积=高度电荷数)
电容有抵抗性，外部电源对其充电时含有抵抗性（水压越大，充水速度越快；水压越小，速度越慢）→容抗：阻碍作用
电压波形图

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