课程设计论文电子灭蚊器电路设计.docx
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课程设计论文电子灭蚊器电路设计
课程设计（论文）-电子灭蚊器电路设计
课程设计
电子灭蚊器电路的设计
班级/学号6407203-096
学生姓名
指导教师
1.概述1
2.方案论证1
3.电路工作原理及说明2
3.1占空比可调电路2
3.2占空比仿真输出3
3.3倍压电源电压3
4.电路性能指标的测试3
4.1占空比可调电路的测试3
4.2仿真结果4
4.3高压电源4
4.4整体连接5
5.结论6
6.性价比6
7．课设体会及合理化建议7
附录І元器件清单8
附录П整体电路原理图9
附录Ш示波器显示控制输出10
参考文献11
电子灭蚊器电路
摘要：
随着现代社会的高速发展，人们的生活水平日益提高，与此同时，对生活质量提出了较高的要求。
很久以来，人们都习惯于传统的生活方式，喜欢在房间点蚊香熏蚊子，但是，蚊香内含农药，点燃时容易灼伤人，并且还带有毒性，与此同时，蚊香的市场价格不菲，因此，我们利用现代技术来解决这一问题，经过不断探索与研究，电子灭蚊器终在社会上诞生。
该产品现代、环保、便宜，是理想的绿色产品。
关键词：
控制；高压发生器；占空比
1.概述
本电路主要设计高压打蚊子电路。
主要技术指标：
电源电压220V频率50Hz，通断电时间比为1：
5，高压发生器产生1000V以上电压。
电路板图及电源理图分别见附图І、П。
电路没有采用变压器，而是利用电容和二极管特殊性质升压，D5~D9及C2~C5构成倍压电路，把电压升高到1000V以上输出，高压电网可以用两根平行并绕的金属裸线构成，其终端呈开放状态，两线间距约4mm，当蚊子触及电网时，电流就会从蚊体急速流过，使蚊子瞬间被烧焦。
用运放741和电容、电阻和直流电源组成占空比可调电路，再用继电器与之结合对高压电源进行控制。
该电路设计比较简单，所用材料来源市场，可以根据市场需求成批量生产。
结合电路图可知，产品使用时不宜让小孩触接。
本文提供的电路仅供维修参考，为确保安全，非专业人员请勿制作。
2.方案论证
经过理论计算，进行分析比较并逐步模拟，确立以下比较合理的方案。
电子灭蚊器电路组成如图1所示。
设计一个电子灭蚊器电路，该电路由振荡器、控制电路、高压发生器和电源电路组成。
3.电路工作原理及说明
3.1占空比可调电路
占空比可调电路如图2所示，其原理是：
利用二极管的单项导电性，使电容正向和反向的时间常数不同，即两个充电路的参数不同，改变电位器的滑动端就可以改变电容充、放电比例但周期不变。
图2占空比可调电路
周期T=T1+T2≈（R5+2R4）×C1ln（1+2R3/R2）
（1）
占空比q=T1/T≈（R5×14%+R4）/（R5×86%+2R3）
（2）
3.2占空比仿真输出
由上页公式
（2）可以计算占空比q≈（R5×14%+R4）/（R5×86%+2R3）
代入数据可得q≈0.82
实际仿真结果如图4所示：
3.3倍压电源电路
用二极管单向导电性和电容的储能特性对市电压进行升压，电路如图3所示。
图3高压电源
上图为高压型电子灭蚊器电路。
220V交流电经过C2~C6及二极管D5~D9组成的5倍整流电路升压，理论计算会输出1400V高压，接至电网上进行灭蚊，电容用0.47uF，使用时应特别注意人身安全，通过计算，每日耗电小于0.005度，是比较合理的节能产品。
4.电路性能指标的测试
4.1占空比可调电路的测试
占空比可调电路主要运用运放741加+15V直流电源使其工作。
稳压管有两个02BZ2.2二极管反相相接而成，另外两个二极管都是1N4007，电容大小为3μF，电阻大小见下表。
表1占空比电路电阻
电阻
R1
R2
R3
R4
R5
大小（kΩ）
5
30
26.5
2
150
4.2仿真结果
图4占空比输出波形
从波形看，周期550ms，T1为108.5ms，T2为421.5ms，基本满足占空比。
4.3高压电源
上页已给出其电路图，主要用到220V50Hz交流电压源，一只120V100W指示灯，5只1N4007二极管和5个0.47μF电容。
输出结果如下：
表2测试数据表
二极管
C值（μF）
电压（V）
周期（s）
频率（Hz）
1N4007
0.47
1096
0.19
48
4.4整体连接
电路图见附图2
总体连接后万用表输出：
图5仿真输出
此输出与理论计算值相比偏小，这与电压源所接负载有关系，电容两端在一定程度上电压，再者，仿真时软件存在不稳定性，可能对输出的影响巨大。
造成仿真输出比理论值小。
总体连接后示波器输出（具体输出见附录Ш）：
图6总体连接输出
5结论
将占空比可调电路、高压电压与一个继电器连接起来，就可以得到一个可控的高压电子灭蚊器电路，从万用表和示波器看，此电路基本满足性能指标，符合要求，高压电路工作与不工作的时间比为1：
5，电压接市电压，输出大于1000V。
只要在接示波器的地方接上电网，电路便可以工作。
6性价比
本电路需要运用许多二极管和电容，需要一个特殊的运放741，在执行过程中便不顺利，此运放比普通的昂贵，如果能想办法换成普通的就好，并且还不需要直流电源，这可大大节约资源，至于高压电源哪里的灯管，可以不要，但是，本着安全第一的原则，还是安上的比较好。
总的来说，此电路是一个合理的电路，能用于实际生活中。
7课设体会及合理化建议
本次课程设计，遇到不少麻烦，特别是在进行模拟仿真时候出现许许多多的问题，很多还是自己不能解决的问题，像在设计占空比可调电路的时候，模拟软件中的理想运放根本就运行不了，还好，在老师的指导下，通过同学之间的互相合作，把运放换成741加电源，这样一来，通过改变其他电阻和电容，模拟仿真得以完成。
总的来说，在整个设计过程中收获颇丰，对基本电路有更深层次的理解，能独立解决简单的实际电路。
设计电路基本符合要求，但真正要考虑各种因素的话，此电路还有待改建，比方说那高压电网本来就不好，如果绝缘，那蚊子怎么也不会灭掉，要是不绝缘的话，人的安全存在隐患。
再说了，对其他元器件的选择考虑，运放741应换成理想运算放大器。
附录І元器件清单
序号
编号
名称
大小
数量
001
741
运放
1
002
V1
直流电源
+15V
1
003
V2
直流电源
-15V
1
004
V4
交流电源
220V
1
005
K1
继电器
1
006
R1
电阻
5kΩ
1
007
R2
电阻
3kΩ
1
008
R3
电阻
26.5kΩ
1
009
R4
电阻
2kΩ
1
010
R5
电位器
150kΩ
1
011
D1、D2
二极管
2
012
D3、D4
二极管
2
013
D5~D9
二极管
5
014
C1
电容
3μF
1
015
C2~C6
二极管
0.47μF
5
016
J1
开关
1
017
XMM1
万用表
1
018
X1
灯管
100W
1
019
XSC1
示波器
1
附录П整体电路原理图
附录Ш示波器显示控制输出
参考文献
1．童诗白、华成英主编者.模拟电子技术基础.[M]北京：
高等教育出版社，2006年
2．谭博学主编.集成电路原理与应用.[M]北京：
电子工业出版社，2003年
3．谢自美主编.电子线路设计、实验、测试.[M]武昌：
华中科技大学出版社，1992年
4．戴伏生主编.基础电子电路设计与实践，[M]北京：
国防工业出版社，2002年
5.张庆双主编.全新实用电路集粹上、下册，[M]北京：
机械工业出版社，2006年
6.陈佳新、林淑华主编.新编实用电工线路500，[M]福建：
福建科学技术出版社，2004年
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