小夜灯.docx

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小夜灯

1、电路原理分析

按如图1.1所以连接电路，我们设计的光控小夜灯主要是由电源电路、光控电路、稳压电路以及照明几个部分组成。

光控电路主要是通过监控光线的亮暗来实现对于灯的使用，从而实现白天灯泡不亮晚上灯泡自动点亮。

图1.1总电路图

二极管D1~D4单相桥式全波整流给电容C1电阻R1阻容降压，电阻R2进行限流，稳压二极管D5稳压为12V直流电，三极管B极电压由电阻R3R5分压决定，如果有亮光，光敏电阻RP阻值减小，B极电位较低，则会不导通三极管9014，让4个LED灯熄灭；如果黑暗，则光敏电阻RP阻值增大，三极管B极输入电压随之升高，达到4个LED串联压降+0.7V后，承受电容C2的滤波而点亮LED，电阻R3电阻R4限流保护电路。

2、元器件介绍

2.1发光二极管

图2.1发光二极管实物图

它是半导体二极管的一种，可以把电能转换成光能；简写为LED。

发光二极管与普通二极管一样都是由一个PN结构成，也是具有单向导电性。

当发光二极管加上正向电压以后，从P区到N的空穴和N区到P区的电子，在PN结附近分别于N区的电子和P区的空穴进行复合，而产生自发辐射的荧光。

如图2.1

2.2光敏电阻

图2.2光敏电阻实物图

光敏电阻又称为光导管，常用的制作材料具有在特定波长的光照下，其阻值迅速变小的特性。

这是因为光照产生的载流子参与了导电，在外加的电场作用在作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而实现光敏电阻的迅速变小。

光敏电阻是利用半导体的光电效应制作的一种电阻值随之会发生强弱变化的电阻。

入射光强，则电阻小，入射光弱，则电阻大。

如图2.2

2.3光控开关

图2.3暗激发继电器开关电路

以光敏电阻为核心元件的带继电器控制输出的光控开关电路有许多形式，如自锁亮激发、暗激发及精密亮激发、暗激发等等，下面给出几种典型电路。

图2.4暗激发时滞继电器开关电路

图2.3是一种简单的暗激发继电器开关电路。

其工作原理是：

当照度下降到设置值时由于光敏电阻阻值上升激发VT1导通，VT2的激励电流使继电器工作，常开触点闭合，常闭触点断开，实现对外电路的控制。

图2.4是一种精密的暗激发时滞继电器开关电路。

其工作原理是：

当照度下降到设置值时由于光敏电阻阻值上升使运放IC的反相端电位升高，其输出激发VT导通，VT的激励电流使继电器工作，常开触点闭合，常闭触点断开，实现对外电路的控制

2.4三极管

三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。

晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。

三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。

对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b、集电极c。

如下图2.3所示

图2.5三极管识别图

当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Eb。

截止状态：

当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。

放大状态：

当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb，这时三极管处放大状态。

饱和导通状态：

当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。

三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。

3、电路的焊接与调试

3.1电路焊接注意几个原则：

1.先装矮后装高、先装小后装大、先装耐焊等。

2.一定要注意排版，不能东倒西歪，方向尽量一致。

3.焊接时注意区分二极管、LED灯的正负，不要造成错焊。

4.在识别电阻时，做到认真，不要马虎，分开了之后还可以用万能表测试一下是否正确。

5.注意焊接时不能出现虚焊、漏焊、更不能造成过焊，因为有的元器件不耐高温，长时间焊接会影响元件器的正常使用。

比如使用电烙铁焊接三极管，电烙铁不能长时间的接触三极管，长时间的接触会造成焊铜脱落。

6.注意使用锡的量，不要一直点在上面，会造成锡过多，造成与其他线路嫁接，引起短路。

3.2电路的调试：

焊接好以后，检查是否有漏焊或者虚焊情况。

没有问题以后使用万用表，检查电路是否存在电路短路的隐患，排除故障。

检查正确连接之后，连接正确则可以接上220V的交流电流。

遮住光敏电阻看灯泡是否发光，如果达不到设计要求或者根本没有发光，可以用万用表或者示波器进行逐一检测信号，在检查过程中及时的向老师询问，不要盲目地进行线路修改。

总结

这次课程设计给我留下了深刻的印象，让我也知道自己并不是那么一无是处，在课程设计期间，我积极地学会了认识元器件，了解元器件该怎么用，注意正负极，还有焊接上的问题，困扰我多时的问题迎刃而解，老师不辞劳苦的讲解，学生焊完电路老师才能去吃饭，在课程设计期间，同学之间相互帮助，相互讨论，不懂的总有人懂，总有这样的大神一旁指点，老师的一句话让我很深刻，“如果你们会还叫你们来干嘛”，这让我明白不会不可怕，可怕的是自己都放弃了，我们的电路相对比较简单，没有经过太多的调试就可以使用了，遗憾的是我的光敏电阻在焊接时焊得太短，以至于在灯罩的光进入，属于光敏电阻的孔没有好好使用，以至于光敏电阻在测试的时候必须周围全部黑暗才能看到光亮，本来应该是挡住小孔就会有这样的效果的，但是我的灯光还是亮了，在夜光照耀下，我觉得我找到了光明，我想这就是这个课程设计的意义。

谢谢各位老师孜孜教诲、同学的帮助，当我迷失方向，我可以看夜光灯了。

参考文献

1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2010年8月

2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月

3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月

4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月

5．康华光，电子技术基础，高教出版社，2006年1月

附录

附录1

表1所需元器件清单

附录2

图2总电路图