自动化专业电子课程设计报告-楼道触摸延时开关

自动化专业电子课程设计报告-楼道触摸延时开关内容摘要：

V RL=LI  =  = 淮南师范学院电气信息工程系 自动化专业电子课程设计报告 第 11 页 单相 桥式整流电路 桥式整流电路是利用了二极管的单向导电性，将四个 二极管分为两组，根据变压器副边电压的极性分别导通，将变压器副边电压的正极端与负载电阻的上端相连，负极端与负载电阻的下端相连，使负载上始终得到一个单向的脉动电压，如图 ： 图 单相桥式整流 桥式整流电路的工作原理 由图 ，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， a端电位高于 b端电位，二极管 D D3导通， D D4截止，在负载 R1上得到上正下负是输出电压；在负半周内， b端电位高于 a端电位， 正好相反， D D3截止， DD4 导通，流过负载 R1 的电流方向与正半周一致。 因此，利用变压器的一个副边绕组和四个二极管，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。 图 桥式整流电路波形图 淮南师范学院电气信息工程系 自动化专业电子课程设计报告 第 12 页 整流二极管参数计算 正向平均电流： IF≥ ID= IL= 0 .5 3 08 m A= 1 54 m A 最大反向电压： URM≥ UR(max)= U2= 8= 电源变压器容量 副边电流有效值： I2=（ ～ 2） IL =（ ～ 2） 308mA=（ 462～ 616） mA 取 I2 为 500mA时，副边容量： P2=U2 I2=8 =4 VA 变压器效率 η T= 则原边容量： P1= P2/η T=4/= VA 故平均容量为： P=（ P1+ P2） =（ +4） = VA 取 P=5 VA 滤波电路 滤波电路利用电抗元件对交、直流阻抗的不同 来对 整流输出电压中的纹波实现滤波。 由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容器 C 在电源供给的电压升高时，能把部分能量储存起来，而当电源电压降压时，就把电场能量释放出来，时负载电压比较平滑，即电抗元件具有平波的作用。 常用结构如图所示： 图 滤波电路的基本形式 （ a） C形滤波电路 （ b）倒 L 形滤波电路 （ c）Π形滤波电路 1. 本设计 采用的是电容滤波电路。 电容 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，既可以保留直流分量，又可以滤 淮南师范学院电气信息工程系 自动化专业电子课程设计报告 第 13 页 除一部分交流分量，改善了交直流成分是比例，减少电路的脉动系数，改善直流电压的质量。 图 桥式整流、电容滤波电路 2. 电容滤波电路的工作原理 滤波电容容量大，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。 负载 RL 未接入 （开关 S 断开）时的情况：设电容器两端初始电压为零，接入交流电源 后，当 U2为正半周时， U2通过 D D3 向电容器 C 充电， U2 为负半周时，经 D D4向电容器 C充电，充电时间常数为： Τ c =RintC 式中 Rint 包括变压器二次绕组的直流电阻和二极管 D 的正向电阻。 由于 Rint一般很小，电容器很快就充电到交流电压 U2的最大值 U2， 极性如图。 由于电容器无放电回路，故输出电压（即电容器 C两端的电压Uc）保持在 U2，输出为一恒定的直流电压，如图 wt0 部分所示。 接入负载 RL（开关 S合上）时的情况：设变压器 二次电压 U2 从 0开始上升（即正半周开始）时接入负载 RL，由于电容器在负载未接入前充了电，故刚接入负载时 U2 Uc , 二极管受反向电压而截至，电容器经 RL放电，放电时间常数为 Τ d =RLC。 因 Τ d一般较大，故电容器两端电压 U2按指数规律慢慢下降。 其输出电压 Uo=Uc，如图 ab 端所示。 于此同时，交流电压 U2 淮南师范学院电气信息工程系 自动化专业电子课程设计报告 第 14 页 按正弦规律上升。 当 U2 大于 Uc 时，二极管 D D3 受正向电压作用而导通，此时 U2 经二极管 D D3一方面向负载 RL提供电流，另一方面向电容器 C 充电， Uc 升高将如图 bc 段，图中 bc 段的阴影部分为电路中的电流在整流电路内阻 Rint上产生的压降。 Uc 随着交流电压 U2升高到最大值 U2 的附近。 然后， U2又按正弦规律下降。 当 U2Uc 时，二极管受反向电压而截至，电容 C又经过 RL放电， Uc 下降， Uc 波形如图 中的 cd 段。 电容C 如此周而复使地进行充放电，负载上便得到如图 所示的一个近似锯齿波的电压 Uo=Uc，使负载电压的波动大小为减小。 电路的电压、电流和纹波电压 Ur 波形如图。 图 桥式 整流、电容滤波时的电压、电流和纹波电压的波形 淮南师范学院电气信息工程系 自动化专业电子课程设计报告 第 15 页 为了得到平滑的电压，一般取 Τ d =RLC=（ 3～ 5） T， T 电源交流电压的周期 ， 所以 C=[(3～ 5)T]/ RL=[(3～ 5)]（ 960～ 1603） uF 取 C=1000uF 电容的耐压： Ucm= U2=12V 取 Ucm=25V，故电容参数为 C： 1000uF/25V 555 定时器 555定时器集模拟、数字与一体的中规模集成电路，其应用十分广泛，不仅可作各种仪器、仪表、自动化装置、各种民用电器的定时器、时间延时器等时间功能电路，也可构成自激多谐振荡器，脉冲调制电路，脉冲相位调谐电路及单稳态、双稳态等各种电路。 图 555 定时器外形结构 1． 电路结构 555 定时器的内部电路由分压器、电压比较器 C1 和 C2 、简单 SR 锁存器、放电三极管 T 以及缓冲器 G 组成，其内部结构图如图 所示。 三个 5K 的电阻串联组成分压器， 为比较器 C1 、 C2 提供参考电压。 当控制电压端（ 5）悬空时（可对地接上 ），比较器 C1 和 C2 的基准电压分别为 2/3VCC 和 VCC /3。 v1I 是比较器 C1。