1、題 目：節能臺燈電路設計院 系：班 級：學 號：姓 名： 指導老師： 引言電力電子技術分為電力電子器件制造技術和交流技術（整流，逆變，斬波，變頻，變相等）兩個分支。 現已成為現代電氣 工程與自動化專業不可缺少的一門專業基礎課，在培養該專業人才中占有重要地位。 電力電子學（Power Electronics）這一名稱是在上世紀60年代出現的。1974年，美國的W.Newell用一個倒三角形（如圖）對電力電子學進行了描述，認為它是由電力學、電子學和控制理論三個學科交叉而形成的。這一觀點被全世界普遍接受。“電力電子學”和“電力電子技術”是分別從學術和工程技術2個不同的角度來稱呼的。 一般認為，電力電

2、子技術的誕生是以1957年美國通用電氣公司研制出的第一個晶閘管為標志的，電力電子技術的概念和基礎就是由于晶閘管和晶閘管變流技術的發展而確立的。此前就已經有用于電力變換的電子技術，所以晶閘管出現前的時期可稱為電力電子技術的史前或黎明時期。70年代后期以門極可關斷晶閘管（GTO），電力雙極型晶體管（BJT），電力場效應管（Power-MOSFET）為代表的全控型器件全速發展（全控型器件的特點是通過對門極既柵極或基極的控制既可以使其開通又可以使其關斷），使電力電子技術的面貌煥然一新進入了新的發展階段。80年代后期，以絕緣柵極雙極型晶體管（IGBT 可看作MOSFET和BJT的復合）為代表的復合型器件

3、集驅動功率小，開關速度快，通態壓降小，在流能力大于一身，性能優越使之成為現代電力電子技術的主導器件。為了使電力電子裝置的結構緊湊，體積減小，常常把若干個電力電子器件及必要的輔助器件做成模塊的形式，后來又把驅動，控制，保護電路和功率器件集成在一起，構成功率集成電路（PIC）。目前PIC的功率都還較小但這代表了電力電子技術發展的一個重要方向 。隨著高科技的發展，節能燈也不斷的更新，它不但具有體積小、光效高、壽命長、耗電少、造型美觀、使用方便等特點；而且適用于各種使用要求的燈具應運而生，學生燈、書寫燈、應急燈、日光燈、霞光燈、晚餐燈、不同高度的落地燈等新品迭出。從而能夠很好的滿足人們方方面面的需要，

4、受到人們的歡迎。 指導思想 原理圖亮度穩定的調光臺燈電路鍵控調光臺燈電路 光照控制自動自動調光臺燈電路原理分析關鍵詞：節能燈；電子線路設計；調光；充電；臺燈電路  普通調光臺燈電路該調光臺燈不但亮度可調，而且調整后的亮度不會因電網電壓波動而變化。*G3P7b!QQes0工作原理電子愛好者社區 k*V Iv'BQ電子愛好者社區q2Ll Xk!c+F電路如圖（1）。由R2、RP1和C1組成的阻容移相電路決定可控硅的導通角。當C1兩端電壓經R2、RP1充電上升到雙向觸發管的導通電壓時，雙向可控硅VS被觸發導通，當交流電過零時，雙向可控硅自行判斷，調節RP1可改變C1的充電時間，從而

5、改變雙向可控硅在交流電正、負半周時的導通角，以便得到需要的亮度。ty q)p0圖中R3、RP2及光敏電阻R4串聯后和C1并聯。在R3、RP2固定的情況下，分流的大小由光敏電阻R4的阻值來決定。當電網電壓上升，燈光亮度增加，光敏電阻R4受到的照度增大，阻值減小，分流增大。C1兩端電壓上升變慢，可控硅導通角增大，輸出電壓增加，燈光的亮度也相應增加，這樣就自動地將輸出電壓穩定在需要的數值，保證了燈光亮度的穩定。y?o.a"PQGYq0元器件選擇與制作,$Qz V&D.w0元器件清單見下表。電子愛好者社區-g1LAHuXSR  編號名稱型號數量R1電阻5.1K1R2電阻6.

6、8K1R3電阻47K1R4光敏電阻1RP1可調電阻47K（帶開關）1RP2微調電阻200K1C1滌綸電容0.010.047u1KS雙向觸發管DB31VS雙向可控硅3A/400V1電子愛好者社區1nDqP4!O0p 電子愛好者社區 &s6m4s雙向可控硅VS可選3A/400V的。RP1為47K帶開關的電位器。雙向觸發管可用日光燈啟輝器氖泡代用。電子愛好者社區!K7k;Ehn!_nS;sh光敏電阻R4可安裝在臺燈的裝飾品上，要求能受到臺燈的光照。調試時，先將RP2調到最小值，并用紙擋住光線，使光敏電阻不受燈光照射，接通電源，調節RP1使燈光處于最亮。然后將紙拿開，如燈光稍有變化，說明此時R

7、P2不需調節。如在R4受照后亮度不變則應調節RP2使燈光稍有下降即可。如R4受照后，亮度變化很大，則應增加R3的阻值；RP2經一次調整后不需再調。電子愛好者社區D1R&|/0B9M&B1.3 光照控制自動調光臺燈電路電路原理見圖1（原理圖），VD1、VD2、C2、C3組成電容降壓式直流電源，由MOS場效應管、C1等組成雙向可控硅VS的觸發電路。DW為保護二極管，防止場效應管柵極擊穿。當按下S1時，由R1向C1充電，使柵極電壓上升，可可控硅的觸發電流上升，導通角變大，光線增加，當按下S2時，C1沿R2放電，柵極電壓下降，可控硅的導通角變小，光線變暗。當S1、S2都放開時，由于MO

8、S場效應管的柵源電阻很大，C1兩端的電壓將基本不變，所以可控硅的導通角也將不變，光線穩定下來。元器件選擇與制作元器件清單見下表。編  號名  稱型  號數  量R1電阻39K1R2電阻24K1R3、R4、R5電阻1K3C1、C2電解電容100/16V2C3金屬化紙介電容0.47/400V1VD1、VD2整流二極管IN40072VDW1、VDW2穩壓二極管2CW12VDW3穩壓二極管2CW211VS雙向可控硅1A/400V 如3CTS1A1JFMOS場效應管IDSS5A，BVDS15V1S1、S2輕觸開關2場效應管JF的IDSS5A，BVDS15V，可控硅

9、VS選用1A/400V即可，如3CTS1A等。其它元件無特殊要求，具體數值已標在圖（表）中。電阻R1、R2的數值決定了電容C1的充放電時間。在制作時，若光線變化太快時，應適當增大R1、R2的數值，反之應減小。光照控制自動調光電路這個自動調光臺燈能根據周圍環境照度強弱自動調整臺燈發光量。當環境照度弱，它發光亮度就增大；環境照度強，發光亮度就減暗。當開關S撥向位置2時，它是一個普通調光臺燈。RP、C和氖泡N組成張弛振蕩器，用來產生脈沖觸發可控硅VS。一般氖泡輝光導通電壓為6080V，當C充電到輝光電壓時，N輝光導通，VS被觸發導通。調節RP能改變C充電速率，從而能改變VS導通角，達到調光的目的。R

10、2、R3構成分壓器通過VD5也向C充電，改變R2、R3分壓也能改變VS導通角，使燈的亮度發生變化。當S撥向位置1時，光敏電阻RG取代R3，當周圍光線較弱時，RG呈現高電阻，VD5右端電位升高，電容C充電速率加快，振蕩頻率變高，VS導通角增大，電燈兩端電壓升高、高度增大。當周圍光線增強時，RG電阻變小，與上述相反，電燈兩端電壓變低，高度減小。元器件選擇與制作 元器件清單見下表。編號名稱型號 數量 R1電阻100K  1/8W1R2電阻47K   1/8W1R3電阻10K   1/8W1RP可調電阻200K1RG光敏電阻MG45

11、1C滌綸電容器0.022uF  CL11400V1VD1-VD5整流二極管IN40075N氖泡導通電壓為6080V，如NH4161VS單向可控硅1A/400V任何型號1S單刀雙擲開關1調試時，將RP調到阻值為零位置，S置于位置2，用萬用表測電燈兩端交流電應在200V以上，如低于200V可略減小R1或增大R3阻值，使之達到要求。光敏電阻RG應安裝在臺燈底座側面臺燈光線不能直接照射的地方，用來感受周圍環境照度。調光臺燈的燈泡宜用40W的白熾燈。調整好的電路即可投入使用；S撥向2為普通調光臺燈，調RP可選擇適當的高密度；S撥向1為自動臺燈，先調RP選擇好適當亮度，如環境照度變暗時，臺燈亮度

12、會逐漸變亮，增大照度。 電路原理如下： （1）調光。 接通開關S，電網供電時，交流電壓經電容C1降壓限流，再經VD1-VD4全橋整流后提供直流電壓使繼電器J1勵磁吸合，其常開觸點J1-1斷開切斷燈炮HL1的電流，HL1不會點亮；常閉觸點J1-3斷開，常開觸點J1-2閉合，燈泡HL2點亮。同時，電網電壓經VD10全橋整流、R1降壓限流后給調光控制電路供電，調光控制電路中，三極管V1、V2和R4、KP，C等構成張弛震蕩器，其輸出信號從V2的發射極取出作為晶閘管VT的移相觸發脈沖。調整KP即可改變張弛震蕩器的震蕩頻率，從而改變VT的導通角，也就改變了HL2的亮度，實現了調光功能。 （2）充電。 在H

13、L2點亮的同時，電路對電池E充電、在電網電壓正半周時，VD5導通，VD6截止，E獲得充電電流；在電網電壓負半周時，VD5截止，VD6導通，電路停止對E充電。即E以脈動電流充電，且充電電流通過HL2，故調整HL2的亮度就可以改變充電電流的大小。 （3）應急。 在電網突然停止供電時，繼電器J1因失電而釋放，其常開觸點J1-2斷開，切斷調光及HL2電路，常閉觸點J1-1、J1-3閉合，電池E給HL1供電，實現應急照明。心得體會通過課程設計，發現自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經驗還是比較缺乏，理論聯系實際的能力還急需提高。對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道

14、了學無止境的道理。我們每一個人永遠不能滿足于現有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。此次課程設計的過程中我遇到了許多挫折,如晶閘管使用中的很多問題,但我認為挫折是一份財富，經歷是一份擁有。這次課程設計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶。從拿到題目到具體設計，從理論到實踐，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。我希望學校能多