汽车闪光器设计毕业论文.docx
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汽车闪光器设计毕业论文
第一部分设计任务与调研
1.1主要任务
1.走访周边的汽修厂，了解闪光器易发的故障和故障的维修。
2.阅读有关汽车方面的书籍，加强和各个汽车系统的联系，利于闪光器布局。
3..对比市场一些汽车闪光器，研究其原理和各自的特点。
4.确定设计的主要方向。
吸收各类闪光器的优点并改进，设计更加人性化的闪光器。
5.CAD制作闪光灯的电路原理图。
1.2相关资料
1.2.1汽车闪光器简介
汽车转向灯电子闪光器是用于指明汽车行驶方向变化的闪光装置。
设计有新型电路,由低电压开关电路,高电压开关电路,脉冲发生电路、二极放大双管输出电路和两组灯光指示电路组成。
将其装在闪光器盒体内,通过它的控制能准确地指明汽车行驶方向,特别具备起自动保护作用的特点,在电路发生短路故障时能自动停止闪光器和灯泡工作，驾驶员通过闪光器上装有的故障指示直观闪光器工作状况，能随时发现和排除故障。
1.2.2汽车闪光器的功能
现代汽车闪光器有俩种功能,一个是转向灯,车子转向时给别的车子提示车辆要变向。
另一个作用是警告灯,车子有故障时,给别的车子以提示减速慢行。
闪光器闪光频率一般每分钟40次左右。
1.2.3汽车闪光器的分类
闪光器设计有新型电路,由低电压开关电路,高电压开关电路,脉冲发生电路、二极放大双管输出电路和两组灯光指示电路组成。
将其装在闪光器盒体内，通过它的控制能准确地指明汽车行驶方向,特别具备起自动保护作用的特点，在电路发生短路故障时能自动停止闪光器和灯泡工作。
常见的闪光器有电容式、翼片式和晶体管式三类汽车用闪光器有电热式闪光器、弹跳式闪光器、电容式闪光器、晶体管式闪光器、集成电路式闪光器,在闪光器电路中如果采用大功率功率管来替代继电器称为无触点闪光。
电热式闪光器利用镍铬丝通电受热膨胀的原理构成,弹跳式闪光器利用双金属片通电后膨胀弯曲变形的原理组成,电容式闪光器利用电容的充放电原理进行工作,以上几种闪光器基本上淘汰了。
无触点闪光器由于没有继电器的拍合声,不能及时提醒驾驶员关闭闪光器电源,且当灯负载短路时,大功率管容易烧毁,若增加保护电路又提高了成本,所以目前也很少在汽车上使用。
1.2.4汽车闪光器的基本电路类型及组成
（1）电容式闪光器
电容式闪光器结构包括触点、弹簧片、串联线圈、并联线圈、灭弧电阻、贴心电解电容器、转向灯开关、左转信号灯和提示灯右转向灯和提示灯及电源开关如图2所示:
1触点;2弹簧片;3串联线圈;4并联线圈;5灭弧电阻;6贴心;7电解电容器;8转向灯开关;左转向信号灯和提示灯;10右转向信号灯和提示灯;11电源开关
图1电容闪光器电路图
（2）电容式闪光器工作原理
当汽车向左转弯接通转向灯开关8时,电流便从蓄电池正极、电源开关11、线圈3、触点1、转向灯开关8、左转向灯及指示灯9、搭铁、蓄电池负极构成回路,电流通过线圈3产生电磁3产生的电磁吸力大于弹簧片2的作用力,触点1被打开,转向灯处于暗的状态.此时,蓄电池向电容器7充电,充电电流由蓄电池正极、电源开关11、线圈3和线圈4、电容器7、转向灯开关8、左转向信号灯及指示灯9、搭铁、蓄电池负极构成回路。
由于线圈4电阻较大，充电电流很小，转向灯仍处于暗的状态。
同时，充电电流通过线圈3和线圈4产生的电磁吸力方向相同，使触点继续打开，随着电容器两端电压的逐渐升高，其充电电流逐渐减小，线圈3和线圈4的电磁吸力减小，使触点1重新闭合，转向灯处于亮的状态。
此时，电容器7通过线圈4和触点1放电，使线圈3和线圈4产生的电池吸力相反,电磁吸力减小,故点触点1仍保持闭合，转向灯继续发亮。
随着电容器的放电,其两端电压逐渐下降，电流减小,在线圈3的电磁吸力作用下,触点1又打开,灯变暗。
（3）电热式闪光器
热丝式闪光器结构主要由电磁铁、触点、触点臂、电热丝及附加电阻组成，如图2所示:
1电磁铁；2触点；3触点臂；4电热丝；5附加电阻
图2热丝式闪光器电路图
（4）热丝式闪光器工作原理
热丝式闪光器工作原理；触点臂的一端用弹片铆在支架上,另一端用和支架绝缘的电热丝拉紧。
平时由于电热丝的拉力大于弹片的弹力，触点处于张开状态。
在转向时,当开关拨至所要转向的一方,电流经过附加电阻、电热丝和转向灯灯泡构成回路。
因电热丝由于电热丝通过电流后,受热膨胀而伸长,就放松了对触点臂的拉力,触点在弹片的作用下闭合,使附加电阻和电热丝短路,电流经过触点和电磁铁线圈构成回路，因电热丝被短路，便冷却收缩，又重新拉开触点，电流通过电热丝和附加电阻,如此反复循环。
当附加电阻被短路后,电流增大,灯泡亮度增强,转向灯变为一明一暗地闪烁。
第二部分设计说明
2.1设计构思
利用三极管的开关特性，电容器的充、放电延时特性及电流的热效应控制继电器线圈的通、断电，接通和断开触点，使转向信号灯闪烁。
2.2设计方案与原理
本设计采用了如下技术方案：
由闪光器和1个继电器、2个二极管、3个电解电容、一个瓷片电容、2个二极管、2个小灯泡、一个开关组成。
该电路主要是利用RC振荡电路驱动一只继电器，来实现汽车闪光灯的原理。
RC是由电阻、电容来确定振荡频率的。
特点是产生的振荡频率低，元器件体积小，价格便宜，调节方便。
电路为RC振荡电路，R1、C1组成正反馈电路，改变R1、C1可改变振荡频率，C2起负反馈作用，R5和转向灯组成检测电路，当转向灯断路时Q1处于饱和状态，Q2处于截止状态，这时继电器不工作，当T2导通时继电器触通电，闭合触点，转向灯点亮。
当T2截止时继电器触断电转向灯熄灭。
（1）电路原理图如图3所示：
图3电路原理图
（2）元器件参数表：
表1元器件参数表
元件编号
元件名称
参数
R1
直插电阻
5.6K
R2
直插电阻
4.7k
R3
直插电阻
15k
R4
直插电阻
2.2k
R5
直插电阻
1.5k
CT1,CT3
电解电容
22μF
CT2
电解电容
4.7μF
C1
瓷片电容
104
D3,D4
二极管
IN4007
Q1,Q2
三极管
9013
K1
继电器
HK-3FF
D1,D2
小灯泡
S1
开关
单刀双掷
2.3主要组成元件的作用
1.小灯泡
灯泡是根据电流的热效应原理制成的。
灯泡接上额定电压后，电流通过灯丝而被加热到白炽状态，因而发热发光，这就是说在工作时，将电能转化为热能和光能。
2.电阻
电阻（通常用“R”表示），在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。
导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。
不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。
电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。
电阻元件的电阻值大小一般与温度、材料、长度、还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。
电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。
电阻在电路中通常起分压、分流的作用。
对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。
3.三极管
图4PNP（a）与NPN（b）三极管的结构示意图与电路符号
半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。
在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结，组成一个PNP（或NPN）结构。
中间的N区（或P区）叫基区，两边的区域叫发射区和集电区，这三部分各有一条电极引线，分别叫基极B、发射极E和集电极C，是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。
在正常工作时，B-E之间压降为0.7V，三极管若正常工作，必须在基极提供大于0.7V电压。
当在B极产生小电流Ib时，在C极会产生β倍的电流，即Ic=β×Ib，Ib、Ic均流入Ie，则Ie=（1+β）×Ib
本电路中为NPN型三极管9013，9013为晶体小功率三极管，把显示文字平面朝自己，从左向右依次为e发射极、b基极、c集电极，其放大倍数在40-110倍。
4.电容
电容器是一种能储存电能的元件，在电路中，当有电压加到电容器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中；当外加电压失去（或降低）之后，电容器将把储存的电能再放出。
5.二极管
二极管又称晶体二极管,简称二极管，它是一种具有单向传导电流的电子器件。
整流二极管主要用于整流电路，即把交流电变换成脉动的直流电。
二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。
外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿。
6.继电器
继电器是一种电子控制器件，它包含控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压的一种“自动开关”。
故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
7.开关
本电路使用两种开关，一种为单刀双掷开关，另一种单刀单掷开关。
单刀双掷开关由一个动端和两个不动端组成，动端就是所谓的“刀”，它应该连接电源的进线，也就是来电的一端，一般也是与开关的手柄相连的一端；另外的两端就是电源输出的两端，也就是所谓的不动端，它们是与用电设备相连的。
它的作用，一是可以控制电源向两个不同的方向输出，也就是说可以用来控制两台设备的运行，或者也可以控制同一台设备作转换运转方向使用。
在本电路中，不动端作为输入端，动端接入分别接入需要的高低电平，通过拨动开关，向动端提供高低电平信号。
单刀单掷开关由一个动端和一个不动端组成，动端就是所谓的“刀”，与单刀双掷开关相比，任意一端都可以与设备相连。
它的作用，就是控制电路的导通与截止。
2.4PCB的制作过程
用Protel99设计好PCB板，认真检查正确无误以后就开始制作电路板．其过程包括打印、转印、蚀刻和钻孔四个主要制作工序。
下面分别叙述制作过程
1.打印
打印是一项非常重要的工序，直接关系着PCB板的质量，所以务必要认真做好这一工序。
把准备好的热转印纸放入打印中，一定要注意光滑的一面向上。
2.蚀刻
转印好的线路板必须经过检查、修板，直至确认无误后便可以进行腐蚀了。
蚀刻，有人亦叫“烂板”。
这是指通过化学物质，把经过印刷的敷铜板的非保护部分的铜箔腐蚀掉。
蚀刻可以通过一份固体三氯化铁兑两份水配置而成进行，在这里用盐酸和双氧水1：
1配置进行腐蚀
3.钻孔
腐蚀完毕后，，必须经过钻孔和刷助焊剂等工序。
线路板上的孔眼决定了焊接元件的位置，直接关系到安装元件的质量，因此要求按实际元件引脚的大小或图纸所标示尺寸钻孔。
先确定钻头是否锋利，大小不一的孔要采用不同型号的钻头。
下钻的时候钻头要对准焊盘的正中心。
钻好孔以后我们需要用细纱布将板面打磨光滑，这样可以去掉焊盘的毛刺和PCB表面留下的墨痕，我们可以利用细纱布边冲水边打磨。
在打磨过程中不可以太用力，否则会将铜线条擦掉。
打磨完毕后擦干，涂上酒精松香水，晾干就得到一块所需的电路板。
第三部分设计成果
3.1汽车闪光器设计PCB
在设计本作品时，通过查阅网络与图书馆搜集到的资料，再加上指导老师的指导与资料提供，与生活中闪光器原理相结合，设计出了这一汽车闪光器系统的主要硬件结构和软件结构，基本完成了课题的要求，但是由于设计的理论基础尚浅，对课题的研究经验还不成熟，使得在技术的解决与运用上显得粗糙了一些，在某些技术关键上的叙述不能达到详细、精辟。
但是这个系统的设计却不缺乏自己的特点和创新点，特归纳为以下几点：
1设计先进，控制精度高
2具有抗震耐潮，故障少，寿命长
3维修更换方便
4闪光频率稳定可靠，指示精度高，负载能力强
图5汽车闪光器PCB电路板
3.2技术参数及故障诊断流程
1.标称电压：
24V
2.工作电压：
24V~30V
3.工作温度环境：
-20℃~+65℃
4.负载能力：
21W×4
5.闪光频率：
（85±10）／min
6.闪光器内输出继电器触点容量为20A
7.在灯泡功率误差10％内，应有灯泡故障报警功能，报警时，闪光频率增强
第四部分结束语
通过查阅资料和老师的悉心指导，这次毕业设计终于顺利的完成了。
虽然本次设计的课题不是那么的复杂，但是在这整个过程让我学习到了很多，感受也是相当的丰富。
接下来对本次设计做个具体的总结。
转向灯和危险报警灯的工作电流不再经过转向灯开关和危险报警开关，经过转向灯开关和危险报警开关的电流仅为毫安级，同时能够简化危险报警开关内部结构。
但由于水平和资料的有限，知识的不足还与欧事件的关系，任然存在很多需要改进的地方。
虽然本次毕业设计已经结束了，但是汽车行业在飞速发展，人们也在不断地创新和进步，一定会设计出一种更人性化的产品,更加贴近消费者群体。
安全性和实用性一定有进一步的提高。
大学三年的学习即将结束，我们面临的将是社会这个大的学堂，坐在教室学习的这种模式已经结束，可是真正的学习对我们来说才刚刚的开始，在以后的工作与生活中，我们更应该严加律己，认真学习、做事，诚恳做人。
第五部分致谢
大学生活一晃而过,回首走过的岁月,心中倍感充实,当我写完这篇毕业设计的时候,有一种如释重负的感觉,感慨良多，首先诚挚的感谢我的毕业设计指导老师。
他在忙碌的教学工作中挤出时间来审查、修改我的毕业设计。
还有教过我的所有老师们，你们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，感谢三年中陪伴在我身边的同学、朋友，感谢他们为我提出的有益的建议和意见，有了他们的支持、鼓励和帮助,我才能充实的度过了三年的学习生活。
感谢我三年交过我的老师,是他们让我的人生路中的助力,对我专业知识和专业思维的培养。
此外，我要感谢我的家人，二十多年来他们总是那样无私的关怀我。
无论前进的道路如何波折，我的家人始终如一既往从物质上和精神上给予支持和关心，在这里，对你们表示衷心的感谢。
即将踏入社会的我，必定会努力工作，用心生活，回报这么多年来你们的默默支持。
第六部分参考文献
【1】《汽车电路分析》张晓云中国人民大学出版社，出版时间：
2010-3-1，引用：
1-16页
【2】《电子电路:
分析与设计》王宏宝华中科技大学出版社，出版时间：
2010-4-13，引用：
8-16页
【3】《汽车电路识图》程美人民邮电出版社，出版时间：
2011-12-1，引用：
32-93页
【4】《汽车电气与电子系统》周培俊机械工业出版社，出版时间：
2000-7-1，引用：
38-69页
【5】《汽车电路图识读入门》黄光波化学工业出版社，出版时间：
2011-6-1，109-205页
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