触摸延时开关设计.docx
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触摸延时开关设计
触摸延时开关设计
LT
三、单元电路设计及相关参数计算
1、照明灯电路：
照明电路采用100V交流输出，将功率为100W的灯泡之串联。
2、电源电路
电源电路如下：
电子系统的正常运行离不开稳定的电源，多数电路的直流电源是由电网的交流电转换来的。
常用小功率直流稳压电源系统由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四部分组成如上图所示整流电路。
本设计采用12V电压为电路供电，为得到12V直流电源，将220V频率为50Hz的交流电输入变压器（变比为11:
1），经过整流桥整流得到直流电，通过电阻R1限流及稳压二极管将输出电压维持在12V，为其他电路提供稳定的工作电压。
变压器副边输出电压脉冲系数大故应将直流电通过电容滤波。
理想情况下交流分量可通过电容C3全部滤除，使输出电压仅为直流电压，一般取RC>（3-5）T/2 其中T为电源交流电压的周期。
要得到稳定的直流电滤波后通过电阻R4限流再经稳压二极管1N963，使输出电压稳定为12V。
稳压二极管参数如下表所示
参数计算：
取变压器变比为11：
1进行计算
变压器副边电压
U2=220/11=22V
交流电通入整流电路，经过全波整流的电压平均值
因稳压二极管最大工作电流为40mA,计算电阻
：
得
>495Ω，取
=550Ω
3、延时电路
NE555外形如上图所示
1脚—GND,接地脚
2脚—TL,低电平触发端
3脚—Q,电路的输出端
4脚—/RD,复位端，低电平有效
5脚—V_C,电压控制端
6脚—TH,阈值输入端
7脚—DIS，放电端
8脚—VCC,电源电压端，其电压范围为：
3～18V
电路原理：
触摸延时开关电路主要由时基芯片NE555组成的定时电路，在这里接成单稳态电路。
平时由于触摸端无感应电压，电容1C通过555第7脚放电完毕，第3脚输出为低电平，继电器K1释放，电灯不亮。
当需要开灯时，用手触碰一下触摸端，触发信号电压由
加至555的触发端，使555的输出由低变成高电平，继电器K1吸合，电灯点亮。
同时，555第7脚内部截止，电源便通过
给
充电，这就是定时的开始。
当电容
上电压上升至电源电压的2/3时，555第7脚导通使
放电，使第3脚输出由高电平变回到低电平，继电器释放，电灯熄灭，定时结束。
定时长短由
决定：
T=1.111RC
根据设计需要延时一分钟T=60S，取
=100μF 由上述可得
4、控制电路
控制电路如下：
控制电路主要由继电器与二极管组成，通过继电器的通断来控制灯泡的亮与熄灭。
电路中，继电器线圈两端反相并联了一只二极管，它是用于保护集成块的，不可省去，否则在继电器由吸合状态转为释放时，由于电感的作用线圈上将产生较高的反电动势，极容易导致集成块击穿。
并联了二极管后，在继电器由吸合变为释放的瞬间，线圈将通过二极管形成短时间的续流回路，使线圈中的电流不致突变，从而避免了线圈中反电动势的产生，确保了集成块的安全。
工作原理：
当NE555三脚输出高电平时，继电器的线圈中会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合，电灯亮。
当NE555三脚输出低电平时，继电器中线圈断电，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放，此时电灯熄灭。
这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
控制电路参数要求：
继电器由NE555三脚输入电压决定，由于NE55的供电电源是12V，所以3脚输出电压略等于12V 。
可以选用额定电压12V的继电器，二极管选用普通二极管
四、电路仿真
直流电源输出如下：
当开关被触摸后，电路如下：
即灯泡变亮，经过计时，灯泡亮的时间约为1min，实现了电路要求。
五、总结
通过本次对楼道触摸延时开关的设计，使我学习到了许多的新知识。
对于楼道触摸延时开关的设计，主要部分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；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。
在此次设计中，我们通过网络和参考书籍得到了我们所需要的元件及其参数，并通过多次调试得出了较为成功的电路设计，最终圆满完成了此次设计任务。
在本次设计中，我们小组成员齐心合作，既收获了新知识，也进一步提升了我们对电路知识的了解，更是对以前所学知识的一次升华。
感谢老师给予我们的锻炼机会！
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