畢業(yè)論文----聲光雙控延時照明節(jié)能燈

1、<p>　　題目 聲光雙控延時照明節(jié)能燈</p><p>　　電工電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　總體方案與原理說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2、1</p><p>　　延時電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3</p><p>　　檢波電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . .4</p><p>　　整流電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5</p><p>　　電容濾波電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . 6</p><p>　　晶閘管的工作原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7</p><p>　　總體電路原理圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、 . . . . . . .8</p><p>　　元件清單. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9</p><p>　　參考文獻(xiàn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6、 . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .10</p><p>　　設(shè)計(jì)心得體會. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11</p&g

7、t;<p>　　1、總體方案與原理說明</p><p><b>　?。?）整體框圖：</b></p><p><b>　　圖1整體框圖</b></p><p><b>　　（2）原理如下：</b></p><p>　　由四個二極管組成的橋式整流電路將輸入電路的22

8、0v50hz交流電壓變換成脈動直流。該脈動直流電壓一路由R3和R1、C3分壓并濾波后得到傳感及邏輯控制電路所用的電壓VCC；另一路接到晶閘管BT169的陽極。</p><p>　　當(dāng)BT169的控制極（柵極）為高電平且輸入的交流信號Vi=COS（wt+Φ）處于正半周期時，電流由D2→地→D4→燈流過而將燈點(diǎn)亮。當(dāng)Vi處于負(fù)半周期時，電流由燈→D3→地→D1而將燈點(diǎn)亮。當(dāng)BT169的控制極為低電平時，晶閘管截止，此

9、時不會產(chǎn)生驅(qū)動燈的電流，此時燈是熄滅的。由此可見，燈的亮滅是由晶閘管的控制極電平?jīng)Q定的。因此，關(guān)鍵的問題是如何控制其柵極電平的高低。</p><p>　　有光時燈滅；無光無聲時燈滅；無光有聲時燈亮。參見圖2，對光敏電阻RW而言，當(dāng)有光時，RW<2kΩ，此時HD14011的1腳亦即第一個與非門的一個輸入端為低電平（地），所以3腳為高電平、4腳為低電平，10腳為高電平，11腳為低電平（后文設(shè)上述由左至右四個與非

10、門的輸出分別為A,B,C,D），則此時晶閘管截止，燈泡是暗的。相反，如果無光時，RW>2MΩ，此時HD14011的1腳是高電平，此時第一個與非門的輸出取決于2腳的狀態(tài)，而2腳的狀態(tài)將由噪聲傳感器來決定，當(dāng)沒有聲音時，2腳為低電平，因此A為高電平，B為低電平，C為高電平，D為低電平，此時晶閘管截止，燈泡為暗。當(dāng)有聲音產(chǎn)生時，在麥克兩端產(chǎn)生一個交流信號，經(jīng)過電容而將2腳置成高電平，此時A為低電平，B為高電平，C為低電平，D為高電平，從

11、而將晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，燈泡點(diǎn)亮，同時由于B點(diǎn)為高電平，可對電容C2充電，這樣，當(dāng)聲音消失之后，由于C2和R7的存在，使C點(diǎn)維持在低電平直到C2放電結(jié)束，在此過程中，燈泡將會一直保持在亮的狀態(tài)直至此過程結(jié)束。</p><p><b>　　2、延時電路</b></p><p>　　由R7、C2組成延時電路，要求延時為1min，與非門工作高低電平為3.4V,0.3V</

12、p><p>　　延時T計(jì)算公式：t=R7C2ln（Vt+/Vt-） 算得R7=1.1MΩ C2=22uf</p><p><b>　　圖2 延時電路</b></p><p>　　VCC值的確定：可由R3、R1的分壓作用將家用電壓經(jīng)整流后所得電壓Vo=220ｘ1.414=311V</p><p>　　輸入電壓的表達(dá)式為：V

13、cc=R1*Vo/(R1+R3) 算得Vcc=5V</p><p><b>　　3、檢波電路</b></p><p>　　NPN的參數(shù)為：β=50Vce(sat)=0.3V Vbe=0.7V</p><p>　　如果無光時，RW>2MΩ，與非門有一腳是高電平，此時第一個與非門的輸出取決于另腳的狀態(tài)，此腳的狀態(tài)將由噪聲傳感器來決定。&l

14、t;/p><p><b>　　當(dāng)沒有聲音時：</b></p><p>　　燈不亮，要求第一個與非門的一腳為低電平，即使三極管工作在飽和區(qū)滿足條件，且輸出的電壓為0.3V。此時A為高電平，B為低電平，C為高電平，D為低電平，此時晶閘管截止，燈泡為暗。</p><p>　　由三極管的工作參數(shù)得： Ibs=（Vcc-Vce）/R8β=0.2uA</

15、p><p>　　Ib=（Vcc-Vbe）/R2 =1.4uA 在飽和工作區(qū)不滿足Ic=βIb 且Ib>Ibs </p><p>　　令I(lǐng)b=10Ibs </p><p>　　由此可得R8=510KΩ R2=3MΩ</p><p><b>　　當(dāng)有聲音時：</b></p><p>　　燈

16、亮，要求第一個與非門的一腳為高電平，三極管工作在放大區(qū)且輸出高電平3.4V。在麥克兩端產(chǎn)生一個交流信號，經(jīng)過電容而將腳置成高電平，此時A為低電平，B為高電平，C為低電平，D為高電平，從而將晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，燈泡點(diǎn)亮。</p><p>　　R=R6//R2 算得R=35Ω</p><p>　　I=Ib+Vce/R 算得I=20mA</p><p>　　滿足聲音傳

17、感器的額定電流I=20mA，電壓1～12V。</p><p><b>　　4、整流電路</b></p><p>　　整流電路有單相橋式整流電路，單相半波整流電路，單相全波整流電路等。</p><p>　　本系統(tǒng)選用單相橋式整流電路。</p><p>　　單相橋式整流電路是最基本的將交流轉(zhuǎn)換為直流的電路，其電路如圖5所示。

18、</p><p>　　在分析整流電路工作原理時，整流電路中的二極管是作為開關(guān)運(yùn)用，具有單向?qū)щ娦?。根?jù)圖5的電路圖可知：</p><p>　　當(dāng)負(fù)半周時二極管D1、D3導(dǎo)通，在負(fù)載電阻上得到正弦波的正半周。當(dāng)正半周時二極管D2、D4導(dǎo)通，在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周。在負(fù)載電阻上正負(fù)半周經(jīng)過合成，得到的是同一個方向的單向脈動電壓。單相橋式整流電路的波形圖見圖4：</p>&

19、lt;p><b>　　圖4 整流電路</b></p><p><b>　　5、電容濾波電路</b></p><p>　　濾波電路利用電抗性元件對交、直流阻抗的不同，實(shí)現(xiàn)濾波。電容器C對直流開路，對交流阻抗小，所以C應(yīng)該并聯(lián)在負(fù)載兩端。電感器L對直流阻抗小，對交流阻抗大，因此L 應(yīng)與負(fù)載串聯(lián)。經(jīng)過濾波電路后，既可保留直流分量、又可濾掉一部分交

20、流分量，改變了交直流成分的比例，減小了電路的脈動系數(shù)，改善了直流電壓的質(zhì)量。</p><p>　　濾波電路常有電容濾波，電感濾波和RC濾波等。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)在單相橋式整流電路直接接并聯(lián)電容構(gòu)成電容濾波電路，經(jīng)過此電容濾波電路濾去整流輸出電壓的紋波。電容濾波電路如圖5所示</p><p>　　濾波原理：若電路處于正半周，二極管D2、D4導(dǎo)通，變壓器次端電壓v2給電容器C充電。此時C相當(dāng)于并聯(lián)在v

21、2上，所以輸出波形同v2 ，是正弦形。</p><p>　　所以，在t1到t2時刻，二極管導(dǎo)電，Ｃ充電，vC=vL按正弦規(guī)律變化；t2到t3時刻二極管關(guān)斷，vC=vL按指數(shù)曲線下降，放電時間常數(shù)為RLC。</p><p><b>　　圖5 濾波電路</b></p><p>　　6、晶閘管的工作原理</p><p>　　

22、晶閘管的工作原理分析：晶閘管可用兩個不同極性（P-N-P和N-P-N）晶體管來模擬，如圖G1所示。當(dāng)晶閘管的柵極懸空時，BG1和BG2都處于截止?fàn)顟B(tài)，此時電路基本上沒有電流流過負(fù)載電阻RL，當(dāng)柵極輸入一個正脈沖電壓時BG2道通，使BG1的基極電位下降，BG1因此開始道通，BG1的道通使得BG2的基極電位進(jìn)一步升高，BG1的基極電位進(jìn)一步下降，經(jīng)過這一個正反饋過程使BG1和BG2進(jìn)入飽和道通狀態(tài)。電路很快從截止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入道通狀態(tài)，這時柵極就

23、算沒有觸發(fā)脈沖電路由于正反饋的作用將保持道通狀態(tài)不變。如果此時在陽極和陰極加上反向電壓，由于BG1和BG2均處于反向偏置狀態(tài)所以電路很快截止，另外如果加大負(fù)載電阻RL的阻值使電路電流減少BG1和BG2的基電流也將減少，當(dāng)減少到某一個值時由于電路的正反饋?zhàn)饔?，電路將很快從道通狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)，我們稱這個電流為維持電流。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可通過一個開關(guān)來短路晶閘管的陽極和陰極從而達(dá)到晶閘管的關(guān)斷。等效圖如下：</p><

24、;p><b>　　7、總體電路原理圖</b></p><p><b>　　8、元件清單</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 彭介華. 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo). 北京：高等教育出版社，1997.</p><p>　　[2] 李振聲

25、. 實(shí)驗(yàn)電子技術(shù). 北京：國防工業(yè)出版社，2001.</p><p>　　[3] 盧結(jié)成，高世忻等. 電子電路實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用課題設(shè)計(jì). 合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2002.</p><p>　　[4] 編寫委員會. 中國集成電路大全. 北京：國防工業(yè)出版社，1985.</p><p><b>　　設(shè)計(jì)心得體會</b></p>&l

26、t;p>　　經(jīng)過這為期兩周的電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)“聲控開關(guān)”的過程中，我終于知道了在做這樣的一個課程設(shè)計(jì)的時候，應(yīng)該從什么地方著手，應(yīng)該怎樣構(gòu)造自己的思路，怎樣利用已學(xué)知識來實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)方案，并通過不斷地查找資料來實(shí)現(xiàn)它的功能。在此過程中，不但讓我體會到設(shè)計(jì)的繁瑣與艱辛，同時也讓我更好地鞏固了以前所學(xué)的知識。</p><p>　　以前我一直這樣認(rèn)為，我們只要學(xué)好課本的專業(yè)知識就行，但我們并不一定要知道

27、如何利用利用課本知識來完成某些設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)它的功能。而通過這次的課程設(shè)計(jì)讓我大大改變了自己以前錯誤的想法。雖然這段時間臨近期末考試，讓我感到時間非常的緊迫，人也很疲憊，但當(dāng)我通過自己的努力，去圖書館找資料，上網(wǎng)參考其他人的設(shè)計(jì)程序和同學(xué)共同來完成設(shè)計(jì)的那一刻，所有的緊張，所有的疲憊都忘記了。我想這就是所說的成就感吧！也讓我深刻的體會到了“在設(shè)計(jì)中我們會鞏固很多知識、學(xué)到很多知識”。</p><p>　　在電子技術(shù)