电工电子综合设计文档格式.docx
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课程设计的最后要求写出设计总结报告,把理论设计的内容、组装调试的过程及性能指标的测试结果进行全面的总结,把实践内容上升到理论的高度。
本次设计考核的能力主要有：
1、电工基本知识
2、模拟电子技术知识
3、数字电子技术知识
4、项目设计与运作能力
5、团队协作能力
6、技术文档撰写能力
要求完成的工作量包括：
1、制作成品，并现场演示效果。
2、学生结合课题进行PPT演讲与答辩。
3、学生上交课题的设计技术文档。
设计结束，学生能够达到以下目标：
1、初步明确电工电子课程设计的过程和步骤。
2、加深对理论知识的理解，同时学习实践方面的知识。
3、提高发现问题、分析问题、解决问题的能力。
4、培养学生关心科技发展动态，适应社会发展的能力。
5、提高动手实践的兴趣，培养理论联系实际的能力。
6、培养耐心细致、严谨的工作作风。
二、设计思路
图1模块组成
简易电风扇无级调速器主要由电源模块、整流模块、信号模块、负载模块等组成。
电源电路由C4降压、二极管VD3整流、稳压管VS稳压和电容C1滤波等部分组成，电路通电后C1两端可输出12V左右的稳定直流电压供555时基电路用电。
555时基电路接成占空比可调的自激多谐振荡器，调节电位器RP可改变第3脚输出方波脉冲的占空比，但频率机会不变。
当第3脚输出低电平时，就有负向触发电流经电阻R2注入双向晶闸管VTH的控制极，从而使VTH开通；
当第3脚输出高电平时，VTH失去触发电流而关断。
显然，占空比大时，VTH在一个振荡周期内的导通时间减小，插在插座里的电风扇获得交流电的平均功率就小，转速慢；
当占空比小时，VTH在一个振荡周期内的导通时间就长，电风扇获得点的平均功率就大，转速高。
所以调节RP可以对电风扇进行无级调速。
三、电路原理
1、555时基电路原理介绍：
图2555定时器构成的多谐振荡器电路
图3实际仿真图
该电路工作原理：
用555定时器构成的多谐振荡器电路如上图2所示：
图中电容C、电阻R1和R2作为振荡器的定时元件，决定着输出矩形波正、负脉冲的宽度。
定时器的触发输入端（2脚）和阀值输入端（6脚）与电容相连；
集电极开路输出端（7脚）接R1、R2相连处，用以控制电容C的充、放电；
外界控制输入端（5脚）通过0.01uF电容接地。
多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故称为多谐振荡器。
多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之
间来回转换，故又称它为无稳态电路。
本实验所使用的555时基电路接成占空比可调的自激多谐振荡器，如上图2所示，1号交接地，4号、8号脚接电源，3号接输出端，7号脚接入1M的电位器，调节电位器RP，可以改变3号脚输出方波脉冲的占空比，但频率不变。
当振荡周期T=T1+T2=0.7（R1+2R2）C，振荡频率f=1/T。
正向脉冲宽度T1与振荡周期T之比称矩形波的占空比Ｄ。
占空比大时，一个振荡周期内的VTH导通时间减小，电风扇获得交流电的平均功率就小，转速慢；
当占空比小时，一个振荡周期内的VTH导通时间就长，电风扇获得点的平均功率就大，转速高。
图4多谐振荡器的工作波形图
2、整流电路原理介绍：
图5整流电路图
整流电路由C4降压、整流二极管VD2整流、稳压二极管VS稳压和电解质电容C1滤波等部分组成。
电解电容器的内部有储存电荷的电解质材料，分正、负极性，类似于电池，不可接反。
正极为粘有氧化膜的金属基板，负极通过金属极板与电解质（固体和非固体）相连接。
本实验选用的是的型号是16V220uf的。
整流二极管是利用PN结的单向导电特性，把交流电变成脉动直流电。
整流二极管流电流较大,多数采用面接触性料封装的二极管。
本实验选用的是的型号为1N4007。
稳压二极管又叫齐纳二极管,此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。
本实验选用的是的型号为1N4742。
本电路的交流电经过整流后，形成12V左右的稳定直流电压供555时基电路用电。
3、双向晶闸管原理介绍：
图6双向晶闸管
双向晶闸管是由N-P-N-P-N五层半导体材料制成的，对外也引出三个电极。
双向晶闸管相当于两个单向晶闸管的反向并联，但只有一个控制极。
无论在阳极和阴极间接人何种极性的电压，只要在它的控制极上加上一个触发脉冲，也不管这个脉冲是什么极性的,都可以便双向晶闸管导通。
由于双向晶闸管在阳、阴极间接任何极性的工作电压都可以实现触发控制，因此双向晶闸管的主电极也就没有阳极、阴极之分，通常把这两个主电极称为T1电极和T2电极，将接在P型半导体材料上的主电极称为T1电极，将接在N型半导体材料上的电极称为T2电极。
本实验运用调节电位器RP的阻值来改变555时基电路的3号脚输出方波的占空比。
检测方法：
（1）判断T1极:
G极与T2极靠近，距T1极较远。
因此，G—T2之间的正、反向电阻都很小。
在用RXl档测任意两脚之间的电阻时，只有在G-T2之间呈现低阻，正、反向电阻仅几十欧，而T1-G、T2-T1之间的正、反向电阻均为无穷大。
这表明，如果测出某脚和其他两脚都不通，就肯定是T1极。
（2）区分G极和T2极
找出T1极之后，首先假定剩下两脚中某一脚为T2极，另一脚为G极。
把黑表笔接T2极，红表笔接T1极，电阻为无穷大。
接着用红表笔尖把T1与G短路，给G极加上负触发信号，电阻值应为十欧左右，证明管子已经导通，导通方向为T2一T1。
再将红表笔尖与G极脱开（但仍接T1），若电阻值保持不变，证明管子在触发之后能维持导通状态。
把红表笔接T2极，黑表笔接T1极，然后使T1与G短路，给G极加上正触发信号，电阻值仍为十欧左右，与G极脱开后若阻值不变，则说明管子经触发后，在T1一T2方向上也能维持导通状态，因此具有双向触发性质。
由此证明上述假定正确。
否则是假定与实际不符，需再作出假定，重复以上测量。
显见，在识别G、T2，的过程中，也就检查了双向晶闸管的触发能力。
如果按哪种假定去测量，都不能使双向晶闸管触发导通，证明管于巳损坏。
对于lA的管子，亦可用RXl0档检测，对于3A及3A以上的管子，应选RXl档，否则难以维持导通状态。
四、安装调试过程与结果
1.安装的基本过程是：
1）用Multisim仿真软件画出设计图：
没有理想的电路图是开始做电工电子综合设计的第一步，而且正确的电路设计图不是哪里都能找的出来的，因此，我们几个在图书馆查找相关资料来绘制我们的设计图。
找出来合适的课题，然后用Multisim仿真软件选择相适应的软件来绘制出我们最终的设计图。
2）根据仿真图列元件清单并购买材料：
根据用仿真软件绘制好的仿真图将所需要的元件清单列出，然后同其他组员的所有组长一同去新街口华龙电子称进行购买。
另外，因为调试时的失败及其他种种原因在焊接的过程中再一次由总负责人在网上进行补充购买。
3）初步焊接、审核、改进：
由于大家在大一下学期的电工工艺实习中接触过焊接，所以在这一方面有一定的基础，然后在经过刘老师的提醒：
焊枪不要在器件的引脚上停留太长时间，最好不要超过3秒。
因此初次焊接，基本成功。
4）调试失败：
在18周周四下午的实物检查中，调试时，现象不太明显。
然后第二天再去调试时，由于裸露的线相碰，导致短路。
5）再次焊接：
由于调试的失败，，总结初次焊接的经验，对电路进行再次焊接。
6）调试成功：
避免第一次调试失败的经验，终于调试成功。
2、安装过程中遇到的问题：
1.元件清单的遗漏，清单虽然写了555定时器，但由于经验不足，遗漏了555定时器的底部，有了555定时器底部，只需在焊接好底部直接把555定时器插在底部就好。
这样可以防止555在焊接时，引脚被烧坏。
2.由于第一次效果不太明显，第二天去实验室时，揣测不明显的问题出在555时基电路部分，就在地线和555定时器的3号脚出口处分别焊接出一条线，可以方便的用来连接示波器，只会输出高电平。
3.过一段时间后，拆除示波器，准备接电源，测电压，然后没有注意那两个线，然而那两个线相碰导致了短路，然后进行无处次的调试，换元件，始终达不到整流电路的12V，因此，我们决定从新焊接。
五、总结
经过两个星期左右的时间，电工电子综合设计已经结束了。
通过这两个星期的时间，我对电气工程及其自动化这个专业有了更深的认识，这次的电工电子综合设计属于综合性的课程设计，把我们之前所学的《电路基础》、《电子技术基础（模拟部分）》、和这学期新学的《电子技术基础（数字部分）》相结合，使我更加扎实的掌握了强电与弱电不同方面的知识。
虽然在这次电工电子综合设计进行的过程中遇到了一些问题，但经过不断的思考和仔细全面的检查终于找出了问题所在，也反映出前面我在学这一块方面知识时欠缺和经验不足，同时加深了我的印象。
这次的综合设计，与之前我们所做的任何一门课程设计都不一样。
其一是，之前我们的课程设计都是自己独自一个人完成，而现在是小组4个人同时完成，互相分工合作，然后和组员们相互学习，相互探讨，相互监督。
学会了合作，学会了宽容，学会了理解，学会了运筹帷幄，作为组长的我也学会了责任感和分工能力。
另一个不同的事，这次的综合设计还必须要作出实物，作出实物的同时还要调试成功，和之前只需要模拟成功就万事大吉不一样，不光加深了难度，还从中让我们认识到，理论联系实际才是硬道理。
这次的综合设计还让我们必须意识到的是：
如果只懂知识不会做，这样会让我们毕业之后出去工作是一个大问题。
因此，理论必须和实际相结合。
最后，在此感谢我们的指导老师刘老师.，每天都会关心我们的综合设计的进程，还教会了我们一种新的VISIO绘图软件的使用方法。
同时也要感谢我们组员，有了我们之间的互动，才能使我们完成这次的电工电子综合设计。
六、参考资料
[1]康华光.电子技术基础（模拟部分第五版）[M].北京：
高等教育出版社.2006.
[2]康华光.电子技术基础（数字部分第五版）[M].北京：
[3]陈有卿.叶桂娟.555时基电路原理、设计与应用[M].北京：
电子工业出版社.2005.
[4]XX文库.555定时器构成的多谐振荡器
[5]XX百科.双向晶闸管
七、附录
附录一：
总电路图
附录二：
元件清单
元件符号
型号
数量
元件名称
C
CD11-16V
220u
1
铝电解电容器
CT4
0.22u
2
独石电容器
0.01u
CBB-630V
0.68u
聚丙烯电容器
Rp
WH5
1M
合成碳膜电位器
R
RTX-1/8W
560欧
3
碳膜电阻器
47k
560k
VD
1N4148
硅开关二极管
1N4007
硅整流二极管
VTH
MAC97A6
小型塑封双向晶闸管
VS
1N4742
稳压二极管
A
NE555
555定时器
M
风扇
附录三：
实物图片
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