1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程名稱(chēng)： 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 題 目： 自動(dòng)應(yīng)急燈 學(xué) 院： 信息工程學(xué)院 系： 自動(dòng)化系 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 電氣133班 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 晏小亮 起訖日期： 2015-6-29至2015-7-10 指導(dǎo)教師： 鄭朝丹 學(xué)院審核（簽名）： 審核日期： 自動(dòng)應(yīng)急燈設(shè)計(jì)要求：1.電路具有蓄電功能； 2.電路具有電壓檢測(cè)功能； 3.電路具有延時(shí)時(shí)間10分鐘左右功能； 4.電路具有光控檢測(cè)功能； 5.設(shè)計(jì)仿真與調(diào)試。介紹目前市面上大多數(shù)應(yīng)急燈僅僅在市電突然中斷時(shí)自動(dòng)點(diǎn)亮。并不考慮現(xiàn)場(chǎng)是否需要照明，比如，白天斷電時(shí)，應(yīng)急燈也會(huì)點(diǎn)亮，大多數(shù)應(yīng)急燈為節(jié)約成本，無(wú)防過(guò)充

2、及防止深度放電的保護(hù)電路。因此蓄電池常因?yàn)檫^(guò)充電和深度放電而損壞。在選擇應(yīng)急照明燈時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況合理選擇應(yīng)急照明系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，新建工程或設(shè)有消防控制室的工程，應(yīng)盡量在建設(shè)過(guò)程中統(tǒng)一布線(xiàn)，選用集中電源集中控制型應(yīng)急照明；對(duì)于小型場(chǎng)所、后期整改或二次裝潢改造的工程應(yīng)選用自帶電源獨(dú)立控制型應(yīng)急照明。全自動(dòng)多用途應(yīng)急燈主要由蓄電池充電電路、光控檢測(cè)電路、延時(shí)電路幾部分組成。實(shí)現(xiàn)白天斷電不停電，晚上斷電才停電的功能。設(shè)計(jì)方案本應(yīng)急燈由電源電路、蓄電池充電電路、電壓檢測(cè)電路、光控檢測(cè)電路和延時(shí)電路幾部分組成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖所示電源電路蓄電池充電電路電壓檢測(cè)電路光控檢測(cè)電路延時(shí)電路輸入220VK 此應(yīng)

3、急燈由市電供電，在白天或環(huán)境光照比較強(qiáng)時(shí)，當(dāng)220V交流市電正常供電時(shí)，經(jīng)電源電路后輸出穩(wěn)定的直流電壓，然后對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。電壓檢測(cè)電路對(duì)降壓整流后輸出的脈動(dòng)電壓進(jìn)行分壓后，檢測(cè)出B點(diǎn)的電壓是否是高電平，若是則對(duì)延時(shí)電路輸出高電平信號(hào)，使延時(shí)電路處于靜止?fàn)顟B(tài)，無(wú)法使點(diǎn)亮發(fā)光二極管。當(dāng)220V交流市電斷電時(shí)，電壓檢測(cè)輸入端輸入高電平信號(hào)，此時(shí)周?chē)沫h(huán)境光線(xiàn)突然由強(qiáng)變?nèi)酰a(chǎn)生了一個(gè)正跳變電壓，產(chǎn)生一個(gè)上升沿脈沖提供光控檢測(cè)輸入端，經(jīng)過(guò)反相后輸出一個(gè)下降沿的脈沖信號(hào)給延時(shí)電路，輸出高電平信號(hào)，應(yīng)急燈被點(diǎn)亮。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延時(shí)后，應(yīng)急燈自動(dòng)熄滅,電路恢復(fù)。單元電路設(shè)計(jì)1 電源電路設(shè)計(jì)該電路由降壓變壓器

4、、橋式整流電路和電容濾波電路三部分組成，如圖2所示。該電路主要是對(duì)蓄電池進(jìn)行不間斷的充電。U0C31uF220V電源插頭u1220Vu2DV1V2V3V41A/400VD11N4001R115KR249.9KC10.22ufC22200uF+BT1圖1 電源電路原理圖工作原理：先由變壓器T1將220V的交流市電電壓降壓為13.2V的交流電壓，變壓器的匝數(shù)比是17.3：1，當(dāng)交流電壓為正半周的時(shí)候，V2，V4導(dǎo)通，V1，V3截止。得到正半周的電壓。當(dāng)交流電壓為負(fù)半周的時(shí)候，V2，V4截止，V1，V3導(dǎo)通。得到反相的正半周的電壓。經(jīng)過(guò)整流得到脈動(dòng)直流電壓。再經(jīng)和構(gòu)成的電容濾波電路濾除交流成分后輸出

5、穩(wěn)定的12.5V直流電壓。D1的作用是隔離限幅，R1,R2分壓。2 充電電路設(shè)計(jì)根據(jù)圖3可知，蓄電池充電電路由12V/10Ah鉛酸蓄電池組成恒壓不間斷充電電源，確保蓄電池隨時(shí)處于充電備用狀態(tài)，12V鉛酸蓄電池的最大限充電壓為14.4V。A點(diǎn)電壓為15.1V，經(jīng)D2下降0.7V后提供給鉛酸蓄電池。電阻可以限制充電電壓大小，可以防止市電停電后蓄電池反向放電。鉛酸蓄電池價(jià)格低廉，充電技術(shù)成熟，維護(hù)要求低。根據(jù)要求，后備電池選用12V/1.2Ah標(biāo)準(zhǔn)系列，其供電12小時(shí)以上。則其功率由額定電壓U和額定電流I確定：P=IU 引用公式可知，可得該蓄電池的功率P：P=14.4WD21N4001C10.22u

6、f12V/1.2Ah蓄電池R410/1WAUIR115KR249.9K+C22200ufC31ufD11N4001圖2 蓄電池充電電路原理圖3 電壓檢測(cè)電路設(shè)計(jì)該電路用來(lái)檢測(cè)經(jīng)整流后輸出的脈動(dòng)電壓經(jīng)過(guò)電阻R1和R2分壓后，B點(diǎn)電壓的高低，以此來(lái)判斷市電是否斷電。和對(duì)降壓整流后輸出的脈動(dòng)電壓進(jìn)行分壓后，檢測(cè)出B點(diǎn)的電壓，經(jīng)過(guò)F1反相后給F2的電壓檢測(cè)輸入端輸入信號(hào)，若是高電平，不管此時(shí)周?chē)饩€(xiàn)如何變化，F(xiàn)2輸出的都是高電平信號(hào)提供給555的2腳，延時(shí)電路處于靜止?fàn)顟B(tài)。若 B點(diǎn)的電壓為低電平，經(jīng)F1反相后給F2的電壓檢測(cè)輸入端輸入高電平信號(hào)，使延時(shí)電路觸發(fā)。U0220V電源插頭u1220Vu2DV

7、1V2V3V41A/400VD11N4001R115KR249.9KC10.22ufF1BT1圖3 電壓檢測(cè)電路原理圖工作原理：由圖6可知，電壓檢測(cè)電路是由、組成。當(dāng)220V交流市電正常供電時(shí)，降壓整流后輸出的脈動(dòng)電壓經(jīng)過(guò)R1和R2分壓后，B點(diǎn)電壓為8.7V高電平，該電壓經(jīng)過(guò)F1反相后,變?yōu)榈碗娖健．?dāng)220V交流市電斷電后，因?yàn)橛械母綦x作用，所以B點(diǎn)電壓迅速下降到0V，該電壓經(jīng)過(guò)F1反相后變?yōu)楦唠娖健Ｒ源诉_(dá)到檢測(cè)市電是否正常供電的作用。是與非門(mén)集成電路。4 延時(shí)電路設(shè)計(jì)UI12V/1.2Ah蓄電池MG45 RG光敏電阻R31KC4510pfF1F2R510KR610K+C52200ufC610

8、0nf1834 RST7 DIS6 THR2 TRI5 COMVCCGNDOUTLM555CMU0圖5 延時(shí)電路原理圖該電路的延時(shí)時(shí)間由電阻R6和極性電容C5確定。T1.1R6C5R6和C5的乘積越大，延時(shí)時(shí)間越長(zhǎng)，乘積越小，延時(shí)時(shí)間越短。由該電路電阻R6和C5的值可以確定其延時(shí)時(shí)間T： T1.1*10*100 17（min）5 光控檢測(cè)電路設(shè)計(jì)該電路是根據(jù)光敏電阻的感光原理來(lái)設(shè)計(jì)的，光線(xiàn)的強(qiáng)弱決定了光敏電阻阻值的大小因而決定了其兩端的電壓的大小。光照越強(qiáng)，光敏電阻的電阻率越小，則光敏電阻兩端的電壓越小。光照越弱，光敏電阻的電阻率越大，則光敏電阻兩端的電壓越大。UI12V/1.2Ah蓄電池R3

9、1KC4510pfF1R510KMG 45 RG光敏電阻U0F2圖6 光控檢測(cè)電路原理圖6 自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)K是電磁繼電器，當(dāng)給該電路加的輸入信號(hào)UI為高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，電磁繼電器K的線(xiàn)圈中有電流通過(guò)，并產(chǎn)生足夠大的電磁力，使銜鐵受到電磁吸力的作用被吸向線(xiàn)圈而閉合，該電路被連通，應(yīng)急燈也被點(diǎn)亮。當(dāng)給該電路加的輸入信號(hào)UI為低電平時(shí)，三極管是截止的，電磁繼電器K的線(xiàn)圈中不會(huì)有電流流過(guò)，就不會(huì)產(chǎn)生電磁力，則銜鐵就不會(huì)受到電磁吸力的作用還是處于原來(lái)的常開(kāi)狀態(tài)，該電路還是處于切斷狀態(tài)，應(yīng)急燈不會(huì)亮。仿真與調(diào)試仿真電路圖中，開(kāi)關(guān)S1代替光敏電阻，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合時(shí)，表示光敏兩端的電壓近似0V，其電阻阻

10、值很小，說(shuō)明此時(shí)周?chē)沫h(huán)境光線(xiàn)十分強(qiáng)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1表示開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，表示光敏電阻兩端的電壓很大，其電阻阻值無(wú)窮大，說(shuō)明此時(shí)周?chē)沫h(huán)境光線(xiàn)強(qiáng)度十分弱。當(dāng)開(kāi)關(guān)突然由斷開(kāi)到閉合表示周?chē)沫h(huán)境光線(xiàn)突然由強(qiáng)變?nèi)酢．?dāng)開(kāi)關(guān)突然由閉合到斷開(kāi)表示周?chē)沫h(huán)境光線(xiàn)突然由弱變強(qiáng)。總結(jié)本次我的設(shè)計(jì)任務(wù)是全自動(dòng)多用途應(yīng)急燈電路，在完成過(guò)程中不僅讓我可以復(fù)習(xí)和鞏固原來(lái)所學(xué)的知識(shí)，還讓我對(duì)我所學(xué)專(zhuān)業(yè)有了更加深入的了解。通過(guò)本次的設(shè)計(jì)，我更加理解電源電路設(shè)計(jì)的方法，學(xué)會(huì)了555定時(shí)器和555的實(shí)際應(yīng)用中的延時(shí)電路和蓄電池充電電路的設(shè)計(jì)和光敏電阻的工作原理以及電磁繼電器的工作原理，以及其它一些元器件的參數(shù)選擇和計(jì)算，加深了對(duì)模擬電子

11、技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩者在實(shí)際應(yīng)用電路中的關(guān)系與轉(zhuǎn)換。同時(shí)學(xué)會(huì)了運(yùn)用仿真軟件Multisim做實(shí)際電路的仿真。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是把我們所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)制作中的一次綜合能力訓(xùn)練，是以前我們所做的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)無(wú)法相比的。在實(shí)物制作的時(shí)候，很多元器件沒(méi)有買(mǎi)多，蓄電池使用的是12V直流電源代替的。許多電阻和電容找不到設(shè)計(jì)時(shí)的大小，只能采用大小相近的器件代替。而采用的面包板搭線(xiàn)，因?yàn)槠鋬?nèi)結(jié)構(gòu)過(guò)于松散，且難以承受太大的電流。購(gòu)買(mǎi)的燈泡額定功率過(guò)小，在接好線(xiàn)測(cè)試的時(shí)候閃亮了幾下就燒壞了。所以最后實(shí)物制作失敗了。參考文獻(xiàn)1 戴付生主編.基礎(chǔ)電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐.北京:國(guó)防工業(yè)出版社，20022 楊清學(xué)主編.電子裝

12、配工藝.北京:電子工業(yè)出版社，20023 趙文博等編著.新型常用集成電路速查手冊(cè).北京:人民郵電出版社，20064 鄭應(yīng)光主編.模擬電子線(xiàn)路（一）.南京:東南大學(xué)出版社，20055 伊大成編譯.智能應(yīng)急燈的制作.北京:人民郵電出版社，2003整機(jī)電路原理圖220V電源插頭u1220Vu2DV1V2V3V41A/400VD11N4001R115KR249.9KC10.22ufR31KMG45 RG光敏電阻C4510pF1F2R510KR610K+C52200ufC6100nf1834 RST7 DIS6 THR2 TRI5 COMVCCGNDOUTLM555CMQ12NG715+_K+C2220

13、0ufC31ufD21N4001R410/1W12V/1.2Ah蓄電池 專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)元件明細(xì)表項(xiàng)目代號(hào)名稱(chēng)、型號(hào)、規(guī)格數(shù)量R115k電阻1R249.9k電阻1R31k電阻1R4、R710電阻1R5、R610k電阻2C1220nF電容1C2、C52200uF電極電容2C31uF電容1C4510pF電容1C6100nF電容1D1、D21N4007GP二極管6LED12V25W燈泡1Q12N6715三極管1V1220V/50Hz電源1V212V蓄電池1F1A、F2B74s001K1Ma/1G繼電器1U1LM555CM定時(shí)器1KeyB開(kāi)關(guān)1T1220V/12V變壓器1RGMG45光敏電阻1 讀書(shū)的好處1、行萬(wàn)里路，讀萬(wàn)卷書(shū)。2、書(shū)山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟。3、讀書(shū)破萬(wàn)卷，下筆如有神。4、我所學(xué)到的任何有價(jià)值的知識(shí)都是由自學(xué)中得來(lái)的。達(dá)爾文5、少壯不努力，老大徒悲傷。6、黑發(fā)不知勤學(xué)早，白首方悔讀書(shū)遲。顏真卿7、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來(lái)。8、讀書(shū)要三到：心到、眼到、口到9、玉不琢、不成器，人不學(xué)、不知義。10、一日無(wú)書(shū)，百事荒廢。陳壽11、書(shū)