楼道触摸开关延时设计Word格式.docx

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输出内阻小于0.1Ω。

（3）加输出保护电路,最大输出电流不超过2Ａ。

１.．设计要求

（1）电源变压器只做理论设计。

（２）合理选择集成稳压器及扩流二极管。

（3）保护电路拟采用限流型。

二基本原理

1电路框架

图１

2　电路原理图

　　　　　　　　　　　图２

3整流滤波电路

整流电路：

利用单向导电性的整流元件二极管，将正负交替的正弦交流电压整流成为单向脉动电压。

但是,这种单向电压往往包含着很大的脉动成分,距离理想的直流电压还差得很远。

滤波电路:

利用储能元件电容器C两端的电压不能突变的性质，把电容C与整流电路的负载RL并联（或串联），就可以将整流电路输出中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电。

　　图3

电路中采用四个二极管,互相接成桥式结构。

利用二极管的电流导向作用,在交流输入电压U2的正半周内,二极管D1、D3导通，Ｄ2、D4截止，在负载RL上得到上正下负的输出电压;

在负半周内，正好相反，D1、D３截止,D2、D4导通，流过负载ＲL的电流方向与正半周一致。

因此，利用变压器的一个副边绕阻和四个二极管,使得在交流电源的正、负半周内，整流电路的负载上都有方向不变的脉动直流电压和电流。

滤波电路利用电阻抗元件对交、直流阻抗的不同,实现滤波[6]。

电容器的特点就是：

对直流电表现出的阻抗极大，相当于不通。

对交流电,频率越高阻抗越小。

利用电容器的这个特点，我们就可以把混杂在直流电里的交流成分过滤出来，所以叫“滤波”。

经过滤波,交流成分都经过电容器回到电源去了,电容器两侧剩下的就是没有波动的纯直流电了。

利用同样的原理，我们可以通过电容器筛选出交流信号，把直流成分去掉。

电容器C对直流开路,对交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。

经过滤波电路后,既可保留直流分量,又可滤掉一部分交流分量,改变了交直流成分的比例,减小了电路的脉动系数,改善了直流电压的质量。

滤波电容容量大,因此一般采用电解电容,在接线时要注意电解电容的正、负极。

电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。

当U2为正半周并且数值大于电容两端电压ＵC时,二极管Ｄ１和D3管导通,D2和Ｄ4管截止,电流一路流经负载电阻ＲL,另一路对电容C充电。

当UＣ≥U2，D1和D3管反向偏置而截止,电容通过负载电阻RL放电，UC按指数规律缓慢下降。

当U2为负半周幅值变化到恰好大于ＵC时,Ｄ2和D４因加正向电压变为导通状态，U2再次对C充电,UC上升到U2的峰值后又开始下降;

下降到一定数值时D2和D4变为截止,C对RL放电,UC按指数规律下降；

放电到一定数值时D1和D3变为导通,重复上述过程。

电容C愈大，负载电阻RL愈大，滤波后输出电压愈平滑，并且其平均值愈大。

4　　稳压电路:

当电网电压或负载电流发生变化时，滤波电路输出的直流电压的幅值也将随之变化。

因此,。

压电路的作用是采取某些措施，使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定。

本设计采用可调正压系列:

W３17系列稳压块能在输出电压为1.25V~37V的范围内连续可调,外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。

其芯片内也有过流、过热和安全工作区保护。

最大输出电流为1.5Ａ。

其典型电路如下所示。

其中电阻与电位器RP组成电压输出调节电器，输出电压的表达式为：

式中,　一般取值为（　　　

），输出端与调整压差为稳压器的基准电压（典型值为１.25V）,所以流经电阻的泄放电流为5~10mＡ。

　D６:

选用1N4００1或1N4007。

作用:

无D2，当LM317输入端元件短路时,出现UＩ＜UO,则会产生一个由其输出端经ＬM317流入输入端的反向泄放电流。

这个电流将可能损坏LM317。

接入Ｄ６后,D6提供一个泄放电流的通路（D2正偏）,从而保护了LM31７。

　　　　　　　图4

三　元器件介绍及选择

1特殊元器件介绍

１.1LM3１7三端稳压器

LM317是应用最为广泛的电源集成电路之一，它不仅具有固定式三端稳压电路的最简单形式,又具备输出电压可调的特点。

此外，还具有调压范围宽、稳压性能好、噪声低、纹波抑制比高等优点。

lm３17是可调节3端正电压稳压器,在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1．5安的电流，此稳压器非常易于使用。

特性：

可调整输出电压低到1．２V。

保证１.5Ａ输出电流。

典型线性调整率０.０1%。

典型负载调整率０．1%。

８0dB纹波抑制比。

输出短路保护。

过流、过热保护。

调整管安全工作区保护。

标准三端晶体管封装。

电压范围LM117／LM３1７　１．２５Ｖ　至3７Ｖ连续可调

主要参数

　输出电压:

1.25-3７ＶＤＣ；

　　输出电流：

5mＡ-1.5Ａ;

　　　芯片内部具有过热、过流、短路保护电路;

最大输入-输出电压差：

４０VDＣ，

　　　　　　最小输入-输出电压差:

3ＶDC；

　　　　使用环境温度：

-10-+８５℃。

　　　　存储环境温度:

-６5-+１５0℃。

内部结构图

图５

2元器件选择

2.1输出电压

Uｏ=Uo’+URp１=（Ｒ1+PＲ１）Uo’=（1＋RP1/R1）Uo’（Uo’=1．2５）

2.2　确定RP1,Ｒ1

Uｏmax＝12＝（１+RP1/R1）Uｏ’

所以　RP1=（Uomａｘ/Uｏ-１）R1＝（１２/1.25-1）＊20０=1720

在考虑到实验室元器件的库存问题，最后选择RＰ1＝5K。

　　　　　　　图６　　

　２.3Ｒ1的选定（18０-2５0）

LM317稳定工作的最小电流为:

Iomin=1.5mA

R1ｍaｘ=1.25/5*1000=25０

Ｒ1取值过小会使ＬM317的分流过多，导致IＬ下降，所以Ｒ1取２40.

２．4电容选择

C1：

滤波,C1=１200µ

Ｆ;

Ｃ２:

抑制自激振荡，

　Ｃ2=（０.1～０．3）µ

F／63Ｖ；

C3：

滤波,用以减小输出电压的波纹电压（即输出电压中的交变电压分量）。

　　C３＝1０uF/16Ｖ;

Ｃ4：

滤波作用,使Uｏ中的波动减小；

C４=1００µ

F／１6V。

３元件清单

型号/规格

数量

变压器

220／1５Ｖ,1５Ｗ

1

电解电容C１

１00０uF/25

１

三端可调稳压器

LM３1７

电容C2

０．1uF/63Ｖ

电位器Rp１

５ｋ

电容Ｃ３

１0uF／１6V

电容Ｃ4

1０0uＦ/16Ｖ

二极管

IN400１oｒＩN4007

6

印制板

四安装调试

１PＣB板

２出现问题及解决

总结

通过本次设计,让我从中学到了不少新知识，本设计利用直流稳压电源经过整流、滤波、稳压为ＮE５5５提供工作电压；

完成由NＥ555定时器组成的单稳态电路实现对触摸开关的延时;

由继电器组成的控制电路通过继电器的通断来实现对白炽灯的控制。

对于楼道触摸延时开关的设计,我们应该抓住其本质,主要包括直流稳压电源经过整流、滤波、稳压为NＥ55５提供工作电压;

完成由NE５5５定时器组成的单稳态电路实现对触摸开关的延时；

自身的创新设计能力及动手能力得到了提高，为以后的设计供作打下了坚实基础。

致　谢

从拿到设计题目到设计整稿，从理论到实践，学习到了很多新的知识,也成长了好多，在此要特别感谢导师蔡艳艳的指导与帮忙,在导师的指导下才能够产生了不错的设计思路,在设计过程中,遇到不少问题,都能够得到导师的指点,让设计工作得以顺利进行，同时也要感谢同学与室友的帮助，及时帮我解惑，以及排除障碍等，让我在这次设计过程中增长知识，学会成长。

参考文献

［１]廖先芸.电子技术实践与训练[M].北京高等教育出版社，2０05．7.

[2]沈任元,吴勇.常用电子元器件简明手册[M].机械工业出版社20０3.7.

[3]肖景和.数字集成电路应用精粹[M]．北京人民邮电出版社,2０02.4．

[4]陈有卿.555时基集成电路原理与应用［M]．机械工业出版社，200６．

[５］王卫平,陈栗宋.电子产品制造工艺.高等教育出版社[M],　2004．

[6]周良权,傅恩锡,期世馨.模拟电子技术基础第二版[Ｍ］.高等教育出版社，2000.

[7］朱定华，陈林,吴建新．电子电路测试与实验[Ｍ]．清华大学出版社,2002．

[８]臧春华.电子线路设计与应用[M].高等教育出版社,２004.92004.7.

[9]肖景和.数字集成电路应用精粹[M］.北京人民邮电出版社,２002.4.