电工电子技术课程设计

题目_______节能灯控制电路设计_______ 班级________2009级材化一班_____ 学号________2009102301100________ 姓名________那你呢________________ 指导________鲁老师_____________ 时间______2011-6-13到2011-6-20___

景德镇陶瓷学院

电工电子技术课程设计任务书

姓名 你是谁 班级 09材化一班 指导老师 鲁老师 设计课题： 节能灯控制电路设计 设计任务与要求 查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路，要求电子元件超过30~50个或以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务： 1、电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述； 2、路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等； 3、单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息； 4、 体电路原理进行完整功能描述； 5、 列出标准的元件清单； 设计步骤 1、 查阅相关资料，开始撰写设计说明书； 2、 先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明； 3、 依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明； 4、 列出标准的元件清单； 5、 总体电路的绘制及总体电路原理相关说明； 6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。 参考文献 【1】周筱珍，谢胜曙；《电工学实验与设计技术》；大学出版社 【2】张友汉；《电子线路设计应用手册》；福建科学技术出版社 【3】罗圆圆；《大学物理》；江西高校出版社 【4】秦曾煌；《电工学简明教程》；高等教育出版社 【5】杨铮；徐磊；《电工、电子技术实习与课程设计》；中国电力出版社 【6】赵家贵；《电子电路设计》中国计量出版社 【7】曲学基；王增福；《稳定电源实用手册》；北京:电子工业出版社

目录

1、 总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

2、 光控开关电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . .a

3、 声控开关电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .b

4、 控制延时电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .c

5、 总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .d

6、 总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .e

7、 元件清单；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .f

8、 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .g

9、设计心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .h

1、方案与原理说明

如图1-1，整个电路由可控硅晶闸管控制节能灯的亮与灭。220V交流电经过整流、滤波、稳压后，输出稳定的直流电压，为后面的开关控制电路提供电压。光信号和声音信号分别经过光控开关和声控开关到达控制端，经过控制端的处理后，输出一个高电平脉冲，从而使控制开关导通，节能灯发光。脉冲信号结束后，失去对控制开关的控制，节能灯熄灭。

图1节能灯控制电路原理图

2、单元电路1——光控开关电路原理图

图2光控开关电路原理图

元件参数确定：取一个阻值较大的电阻，R=100k,保护三极管电路 光电三极管是在光电二极管的基础上发展起来的半导体光敏器件，与晶体三极管相似，光电三极管也是具有两个PN结的半导体器件，所不同的是其基极受光信号的控制。

普通三极管原理：工作中，基极加正向电压，集电极加反向电压。根据基极电流微小变化能引起集电极电流较大变化的原理（放大、截止、饱和），三极管可用于信号放大或在数字电路中做开关作用。

信息流程：白天有光时，光电三极管Q1导通，输出高电平到三极管Q2的基级使三极管导通，555定时器的4端接到低电平，从而使光控信号输出。同理，在黑夜时，555定时器接收到的是来自光控信号的高电平。

3、单元电路2 ——声控开关电路原理图

图3 声控开关电路原理图

元件参数确定 ：与麦克风串联的电阻，起保护电路的作用，故应取较大一点的值4.7k。与三极管串联的电阻取47k也是同样的道理。

耦合电容：用在耦合电路中的电容称为耦合电容，在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路，起隔直流通交流作用。

电解电容：通常在电源电路或中频、低频电路中起电源滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用。

信息流程：当有人路过产生响声时，声波经过话筒MK1转换成电信号，再经过电容C2耦合到三极管Q3的基级，使其导通，三极管的集电极电流使得时基电路的2端接收到低电平，即一个声音控制信号,从而使声音信号输出。

4、单元电路3 ——控制延时电路原理图

图4 控制延时电路原理图

元件参数确定 ：设计要求节能灯在声响后延时30秒，根据tw=RCln3=1.1RC,取电容C=220uF，则电阻的值R=30s/（1.1*220uF）=120k

555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它与常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电路、电子测量及自动控制方面。 双极型与CMOS型555定时器主要电参数： 名 称 符 号 双 极 型 CMOS型 电源电压 VDD(VCC) 4.5～15 3～15 静态电流 IDD(ICC) 10 0.2 定时精度 1 1 置位电流 Is 1μA 1pA 主复位电流 IMR 100μA 50pA 复位电流 IR 1μA 100pA 驱动电流 IV 200 与VDD大小有关 放电电流 IDIS 200 与VDD大小有关 最高工作频率 fmax 300 500 单 位 V mA %V μA/pA μA/pA μA/pA mA mA kHz 信息流程：当光控信号输入高电平至4端，声控信号输入低电平到2端时，555定时器构成的单稳态触发器将产生一个脉冲信号，在脉冲宽度tw内，将会输出高电平的控制信号。

5、节能灯总体电路原理相关说明

220V交流电、灯泡、桥式整流管、可控硅晶闸管四者通过导线连在一起，构成了一个回路。但是，这个回路只有在可控硅的控制端输入高电平时才是导通的。

220V交流电经过D1-D4整流，C1滤波、稳压后，输出稳定的直流电压，为后面的开关控制电路提供电压。

白天，光电三极管Q1导通，输出高电平到三极管Q2的基级使三极管导通，使输入到单稳态触发器的4端为低电平复位信号，555定时器输出低电平，不可能使可控硅q1导通。在黑夜，没有光照，Q1不导通，所以555定时器的4端才接到高电平。这时，当有声音信号转变为光信号后，三极管Q3导通，声控信号输入低电平到555定时器的2端，触发产生一个单稳态脉冲信号，使可控硅q1导通，使得由220V交流电、灯泡、桥式整流管、可控硅晶闸管四者构成的回路导通，则节能灯亮。经过一个脉冲宽度tw后，单稳态脉冲信号消，可控硅q1不导通，则节能灯自动熄灭。

6、总体电路原理图

7、元件清单

名称 灯泡 整流桥 电解电容 电容 可控硅 位号 DS1 D1-D4 C1 C2 C3 C4 q1 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 Q1 Q2 Q3 D5 U1 MK1 型号 220V、100W —— 470uF 0.01uF 0.01uF 220uF —— 100k 10k 100k 4.7k 1M 47k 120k —— 2N930 2n930 IN2742A —— —— 数量 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 电阻 光电三极管 三极管 稳压二极管 555定时器 麦克风

8、参考文献

【1】周筱珍；谢胜曙；《电工学实验与设计技术》；大学出版社 【2】张友汉；《电子线路设计应用手册》；福建科学技术出版社 【3】罗圆圆；《大学物理》；江西高校出版社 【4】秦曾煌；《电工学简明教程》；高等教育出版社

【5】杨铮；徐磊；《电工、电子技术实习与课程设计》；中国电力出版社 【6】赵家贵；《电子电路设计》中国计量出版社

【7】曲学基；王增福；《稳定电源实用手册》；北京:电子工业出版社

9、设计心得体会

本次课程设计令我受益匪浅，使我更加充分的理解到了书本上的的知识，很多平时模棱两可的知识点都认真复习并实践了。我对电子电路设计提升了认识，我意识到我们学到的很多东西将来是要付诸实践的。所以一切都要以实际出发，理论联系实际才是学习的好方法。

这星期不懈的努力，我终于做完了课程设计。通过这次课程设计，我更好的了解了怎样把学到的知识应用到实际当中来，并且通过查阅各种电工电子方面的资料，使的知识面得到了提高，也了解了很电子产品在社会生活和生产上应用，因此使我对这门课的兴趣又有了很大提高。

因为我们是这学期刚接触电工这门课，对于一些电子元件的掌握还不够，所以这设计过程中也遇到了不少问题，毕竟电工课程设计对于我们来说还是有一定难度的。问了克服这些困难，在图书馆和网络上找了很多资料，解决了在设计过程中的好多难题。也丰富了我们的知识。我想以后也可以通过这些途径继续去学习有更多关电子电工方面的课外知识，开阔我们的视野。