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调光灯电路EDA辅助设计
0 引言
21世纪是一个经济和科技高速发展的时代,在日常生活中我们随处都可以看到或用到很多很多高科技产品。电子技术和计算机技术已经不是一个新词汇,电子技术的发展及其应用领域日新月异。在人们生活质量不断提高的趋势下,大家越来越追求事物的人性化,对于台灯使用比较频繁的场合来说,一个能调节光线亮度的台灯是人们所需求的。
调光灯电路主要应用于家庭以及公司中。尤其是在家庭使用中这种台灯的应用十分普遍,调光灯的存在可以创造一个浪漫温馨的家庭气氛,让自己及家人心情舒畅,品味、享受生活。在公司中除了营造一个舒适宜人的环境氛围外,还可以提高工作效率,更能激发创造性思维。本文提出的调光灯电路是现在比较实用的一个设计电路,它的优势在于成本低,耗电量小,精度高,并且功能齐全,在各个领域都有广泛的应用,且在Multisim 2001环境下可实现功能测试和仿真。
调光灯电路EDA辅助设计主要应用了EDA在电工技术与电子技术应用系统的设计与仿真。整个系统电路由四大部分组成:第一部分是介绍调光灯电路总体功能与要求,第二部分是系统电路设计基础知识介绍,第三部分是系统电路的具体实现,第四部分是系统电路的仿真和调试。
1 调光灯电路的总体功能与要求
设计任务与要求
本课题主要是设计一个具有三档或三档以上调光功能的调光灯电路,该电路主要需要利用集成芯片应用相关知识解决实际问题,利用Mutisim2001为主要设计环境完成设计调试,电路具体要求为:
第一:使用220V交流电源供电
第二:实现低、中、高3档或3档以上档位的控制
第三:只用一个按键控制开、关及调光功能
第四:采用相应的光电隔离措施保护电路
设计任务分析
一般情况下我国的供电电压为交流220V,频率为50HZ,这与本课题的设计要求完全吻合,因此就不需要专门设计一个电压源转换电路通过降压或升压来满足本课题中220V交流电源供电的外在要求。因为在调光灯电路内部的设计中,每个芯片的额定工作电压为直流5V,所以我首先设计了一个交流220V到直流5V的电压源转换电路来为整个内部电路供电。要实现低、中、高3档或3档以上档位的控制就需要用到状态分配电路产生不同的触发输出状态,我选择用计数器来实现这个功能。在调光灯内部电路中首先需要产生频率为1Hz的标准秒脉冲信号。接着将1Hz的秒脉冲信号通过计数器状态分配电路的输入端,传递输出16种不同的分配状态。然后在电阻网络控制电路开关的闭合或断开状态下,选择输出对应的电阻阻值,根据输出电阻阻值的大小来控制电容的充放电时间。利用电容充放电时间常数的不同使双向晶闸管有不同的导通角,以此来控制灯的发光亮度,从而实现多级调光功能。要保证电路中无漏电现象及其它影响因素就需要一个相应的安全保护电路进行光电隔离保护措施。最后将设计好的电路在Mutisim 2001环境下进行仿真测试来满足设计电路的要求。
系统总体功能模块设计
根据设计任务的分析,整个调光系统划分为电压源转换电路、秒脉冲产生电路、计数器状态分配电路、电阻网络选择电路、光电隔离保护电路、晶闸管触发照明灯电路,,其中电压源转换电路分别对秒脉冲产生电路、计数器状态分配电路、电阻网络选择电路、光电隔离保护电路、晶闸管触发照明灯电路提供5V直流电压来满足内部芯片的工作电压要求。

2 系统电路设计基础知识介绍
电压源转换电路
直流稳压电源是能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的
供电电源大都是交流电源,当交流供电电源的电压或负载电阻变化时,稳压器的直流输出电压都会保持稳定。
稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电,整流器把交流电变为直流电,经滤波后,稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
直流稳压电路的方框图

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心(磁芯)。在电器设备和无线电路中,常用作升降电压、匹配阻抗,安全隔离等。
整流电路是将交流电流转变为方向单一的直流电流,主要通过单向导通元件:电子电路中常用的是二极管与桥堆,::
单相桥式全波整流电路
滤波电路分为电容滤波电路,LC滤波电路及π型滤波电路,电容滤波电路是最简单的滤波电路,就是在整流电路输出端并联电容,。

稳压二极管稳压电路

稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压和负载的变化而变化。
秒脉冲产生电路
晶体振荡器的作用是产生时间