模拟电子技术课程设计--光控照明电路

模拟电子技术课程设计--光控照明电路内容摘要：

亮、晚上继电器开关闭合灯亮的自动控制装置。 该装置可运用于控制道路上的路灯、家庭等场合。 当天空及周围环境 2 变暗时自动照明， 周围环境变亮时自动熄灭。 这样可以 提高节约能源， 并且 实现 了 无人操作 简单方便等好处。 3 设计方案 光控照明电路原理方框图与工作原理 光控照明原理方框图 采用光敏电阻器和照明控制继电器为基本元器件 组成的光控照明电路，这种光控照明电路的特点是可以根据光线的亮度自动控制照明，与人工操作比较，开关及时，具有很好的节能效果。 光控照明电路的制作主要是利用半导体光电器件 —— 光敏电阻器的特性 制作而成的。 光敏电阻器是利用半导体的光电效应制作的一种电阻值随着光照的强弱而改变的电阻器，它利用光线的强弱来控制照明开关的动作，动作点可根据实现光线的强弱调节，运用时无需人工操作，避免了人工操作开关不及时等不利因素，因而有效的节约了电能。 光控照明电路原理方框图如图 31 所示。 图 31 电路原理方框图 电路主要由两大部分构成，第一部分是光控照明开关电路，是系统的核心主体，由多个电路元件构成的光控开关， 15V 的直流电压提供；第二部分是光控照明灯电路，是系统提供照明的装置，本课题设计采用的是 3V 电压提供 电路照明 ，现实中可以采用 220V 的 电压提供照明。 光控照明开关电路 光控照明灯电路 3 工作原理 根据光控照明电路的总体电路图 32 所示。 总体电路图有一个继电器开关 K，当环境比较明亮不需要照明时，光控照明开关电路中的运算放大器输出低电平，晶体管 无输入偏置电流而截止，继电器线圈无电流通过，开关 K处于断开状态，灯不亮； 当环境需要照明时，运算放大器输出高电平，晶体管饱和导通，继电器线圈有电流流过，随动开关 K 闭合，灯被点亮。 总体电路图 光控照明电路总体电路图如图 32 所示。 图 32 光 控 照 明总体 电路图 上图 左边部分为光控照明开关电路， RL 为光敏电阻，光照时电阻变小，反之则变大。 右边部分为光控照明灯电路。 4 4 单元电路图的设计 光控照明开关 光控照明开关的基本设计 光控照明电路的目的是保证基础照明设施在白昼时自动停止工作，而在 天黑时自动开始工作，负责照明。 这样不但节约了能源，避免长明灯现象 ，又节约了人能力还节省了照明电路的开关设施。 给基于这样的目的，照明设备的开关时刻无需特别精确。 因此，根据实际需要，选择如图 41所示的控制电路，该电路结构简单，成本价格低廉，这本身就顺应了节能的初衷。 图 41 控制电路原理图 运算放大器和 R R R DZ 构成滞回比较器 15V 电压经过 R RP2分压为运算放大器的同相输入端提供一个参考电压 UREF UREF=15RP2 / (R5+RP2) 同相输入端的点位 U+为 U+=R3UREF/( R3+R4)177。 R4UZ/(R3+R4) 显然，滞回比较器的两个阈值电压为 UT1= R3UREF/( R3+R4)+R4UZ/(R3+R4) 5 UT2= R3UREF/( R3+R4)R4UZ/(R3+R4) 显然由于运算放大器是单电源供电 ，所以其输入的最小值为 0V，这样 UT2= R3UREF/( R3+R4) RL 为光敏电阻，其阻值随着外界的光照强弱而变化，当光照强烈时，呈现低电阻；没有光照时，呈现高。