声光控延时开关节电灯说明书.docx

目录
设计要求与目的2
设计背景2
设计目的2
方案论证3
原理方框图3
晶闸管的工作原理3
各部分电路的分析6
声音放大电路
整流电路..
光敏电路
电子开关..
延时电路与交流开关
电源电路
方案选择8
主
硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数a1和a2随其发射极电流的改变而急剧变化。
当品闸管承受正向阳极电压，而门极未接受电压的情况下，式(1)中Ig=0,(a1+a2)很小,
故品闸管的阳极电流Ia-dCO,晶闸管处于正向阻断状态；当品闸管在正向门极电压下，从门极G流入电流Ig,由于足够大的Ig流经NPN管的发射结，从而提高放大系数a2,产生足够大的集电极电流IC2流过PNP管的发射结，并提高了PNP管的电流放大系数a1,产生更大的集电极电流IC1流经NPN管的发射结，这样强烈的正反馈过程迅速进行。当a1和a2随发射极电流增加而使得(a1+a2)^1时,式⑴中的分母1-(a1+a2产0,因此提高了晶闸管的阳极电流Ia。这时,流过晶闸管的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定，晶闸管已处于
正向导通状态。晶闸管导通后，式(1)中1-(a1+a2)^0,即使此时门极电流Ig=0,晶闸管仍能保持原来的阳极电流Ia而继续导通，门极已失去作用。在晶闸管导通后，如果不断地减小电源电压或增大回路电阻，使阳极电流Ia减小到维持电流IH以下时，由于a1和a2迅速下降,品闸管恢复到阻断状态。
由于晶闸管只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性，这种特性需要一定
的条件才能转化，此条件见表1。
(1)晶闸管承受反向阳极电压时，无论门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态。
(2)晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下品闸管才导通。
(3)晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，无论门极电压如何，品闸管保持导通，即品闸管导通后，门极失去作用。
(4)晶闸管在导通情况下，当主回路电压(或电流)减小到接近于零时，品闸管关断。

VT1的
声音放大电路：当MIC获取到声音信号后，其会转换成电信号，考虑到后面步骤
需此信号控制电子开关，所以必须加放大器放大该信号。为了获得较高的灵敏度,
B值选用大于100。话筒MIC也选用灵敏度高的。R3不宜过小，否则电路容易产生间歇振荡。部分电路如下所示：
I
R1
CJ
R3 47k
整流电路：C2、VD1和VD2C3构成倍压整流电路。把声音信号变成直流控制电
VT2
1MI卷
卒二 VD1
压。此部分电路如图:
C3

光敏电路：核心元件为光敏电阻，其通过对光线变化程度自动改变阻值从而改变
电压信号的大小。
R4
—I
30QI-
RGM
郭恬电即
电子开关：当电压信号达到一定值时，电子开关打开。当电压信号小于此值时,电子开关关闭。其起到的主要作用是控制延时电路中的电容充放电。此部分电路如图：
延时电路与交流开关：由于需要的灯泡持续点亮时间并不是很长，大概3,40
C4
秒左右，所以考虑用一个电容控制开关的状态即可。当夜晚无光时，电子开关打开时,连通，即开始充电。当电子开关关闭后，C4开始放电。
MCR
100^不
C4C5

i卜WI
图中C5为抗干扰电容,
用于消除灯泡发光抖动现象。
R&C5和单向可控制MCRVD5~VD8&成延时与交流开关。C4通过R8把直流触发电压加到MCR§制端，MC舟通，灯泡点亮。
可控硅作为开关元件的优点，属无触点开关元件，因此使用寿命长。
灯泡发光时间长短由C4R8的参数决定。
电源电路：电路如下图，220V交流电通过灯丝，经过VD5-VD81流后，和R9,R10,
VD4降压。C6为滤波电容，VW的稳压值1255V的稳压二极管，保证C6上电压不超过15V直流电压。此部分电路作用为提供稳定的工作电压。如图：
VD5-VD0
主控电路
电路主控器件选为普通单向晶闸管MCR100-6（市场价格2元）。因为控制主信号为声音信号和光信号，并且只有在两个条件都满足的条件下（即晚上光线比较暗，并且有声音信号）晶闸管才会导通。因此选用双输入与非门作为主控电路，选用四输入与非门TC4011或CD401（市场价格2元）。为了给集成芯片和电路提供稳定的工作电压。电源部分采用二极管组成的不可控整流电路，再经过滤波和稳压电路为电路提供稳定的工作电压（）。电灯选用功率为15W的节能灯。这样主控电路基本上已经成型。
借阅其他相关材料获知，信号控制电路也可采用运放来代替与非门。但是要让运放工作必须提供正负工作电压，电路结构比较麻烦而且成