【正文】 ，定時時間可由 RC 參數(shù)調(diào)節(jié)。 直流穩(wěn)壓電源 設(shè) 計 方案 在 電子電路中，都需要電壓穩(wěn)定的直流穩(wěn)壓電源供電。直流穩(wěn)壓電源它是由電 源變壓器、 整流、 濾波、和穩(wěn)壓電路等四部分組成。 圖 直流穩(wěn)壓電源框圖 電源變壓器交流電壓變?yōu)樗枰碾妷褐?，然后通過整流電路將交流電壓變?yōu)槊}動的直流電壓。由于此脈動的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾除，從而得到平滑的直流電壓。但這樣的電壓會隨溫度、負(fù)載等其他因素的變化而變化。因而在整流濾波電路之后，穩(wěn)壓電路的作用是維持輸出直流電壓穩(wěn)定。 控制電路 設(shè)計 方案 方案一： 本方案 控制電路主要由繼電器和二極管 組成。繼電器是一種電子控制器件，通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大的電流的一種“自動開關(guān)”。為防止繼電器由吸合狀態(tài)轉(zhuǎn)為釋放時，由于電感的作用線圈將產(chǎn)生較高的反電動勢，極容易導(dǎo)致集成塊擊穿，所以在其兩端并聯(lián)二極管，在繼電器由吸合狀態(tài)轉(zhuǎn)為釋放變?yōu)獒尫诺乃查g，線圈將通過二極管形成短時間的續(xù)流回路，使線圈中的電流不致突變，從而避免了線圈中反電動勢的產(chǎn)生， 保護(hù)了集成塊的安全。 方案二： 本方案主要利用了三極管的開關(guān)作用。 三極管 工作在 飽和狀態(tài)（發(fā)射結(jié) 淮南師范學(xué)院電氣信息工程系 自動化專業(yè)電子課程設(shè)計報告 第 7 頁 和集電結(jié)都是正偏 置 ）時，其 cc 極間電壓很小，比 PN 結(jié)的導(dǎo)通電壓還要低（硅管在 ）， ce極間相當(dāng)“短路”，即呈“開”的狀態(tài)。 圖 三極管結(jié)構(gòu)示意圖 三極管在截 止 狀態(tài)（發(fā)射結(jié)、集電結(jié)都是反偏置）時，其 cc 極間電流很?。ü韫芑旧狭坎坏剑?ce極間相當(dāng) 于 “ 斷開 ”，即呈“ 關(guān) ”的狀態(tài)。 三極管電路特點是開關(guān)速度快，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比機(jī)械開關(guān)快，沒有機(jī)械接點，不產(chǎn)生電火花。開關(guān)的控制靈敏，對控制信號的要求低，導(dǎo)通時開關(guān)的電壓降比機(jī)械開關(guān)大，關(guān)斷時開關(guān)的漏電流比機(jī)械開關(guān) 大。不宜直接用于高電壓、強(qiáng)電流的控制?；诖吮驹O(shè)計采用方案一。 電路系統(tǒng)總體設(shè)計 綜上各方案所述 ,系統(tǒng)的工作原理：從應(yīng)用的安全因素考慮，用隔離變壓器對 220V 交流電進(jìn)行降壓，得到一個 12V 的交流電壓，經(jīng)整流、濾波得到一個 12V 的直流電壓，再經(jīng)過 L7805 穩(wěn)壓得到穩(wěn)定的 5V 直流電壓，為 NE555 提供工作電壓，當(dāng)需要開燈時，用手觸碰一下感應(yīng)區(qū)，觸發(fā)信號電壓加至 555的觸發(fā)端，使 555 的輸出端由低變?yōu)楦唠娖?，繼電器 KS 吸合， 220V 交流電形成回路，電燈點亮。 圖 設(shè)計系統(tǒng)流程框圖 電源變壓器 整流電路 濾波電路 穩(wěn)壓電路 NE555 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 繼電器控制電路 燈 觸發(fā)端 淮南師范學(xué)院電氣信息工程系 自動化專業(yè)電子課程設(shè)計報告 第 8 頁 同時，電源通過定時電阻給定時電容充電，這就是定時的開始。延時一段時間后 555 的輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖?，繼電器釋放， 220V 交流電形成的回路斷開，電燈熄滅。具體系統(tǒng)框圖如圖 .1 所示： 三、設(shè)計方案 電源電路 電子系統(tǒng)的穩(wěn)定運行離不開穩(wěn)定的電源，除了在某些特定的場合下采用太陽能電池或化學(xué)電池作電源外，多數(shù)電路的直流電源是由電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換來的。常用小功率直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路 四部分組成如圖 ： 圖 小功率直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 電源變壓器：將電網(wǎng)交流電壓（ 220V 或 380V）變換成符合需要的交流電壓，此交流電壓經(jīng)過整流后可獲得電子設(shè)備所需的直流電壓，因為大多數(shù)電子電路使用的電壓都不高，這個變壓器起到降壓的功能。 整流電路：利用具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟O管，把方向和大小都變化的 50HZ交流電變換為方向不變但大小仍有脈動的直流電。 濾波電路：利用儲能元件電容器 C 兩端電壓不能突變的性 質(zhì)，把電容 C 淮南師范學(xué)院電氣信息工程系 自動化專業(yè)電子課程設(shè)計報告 第 9 頁 與整流電路的負(fù)載 Rt 并聯(lián)（或串聯(lián)）就可以將整流電路輸出中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。 穩(wěn)壓電路：當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流發(fā)生變化時，濾波電路輸出的直流電壓的幅值也隨之變化，因此，穩(wěn)壓電路的作用是使整流濾波后直流電壓基本上不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。 穩(wěn)壓電路 由于集成電路工藝迅速發(fā)展，集成穩(wěn)壓電路的制成，也具有集成電路的共同特點：體積小，外圍元件少，性能可靠，使用調(diào)整方 便等優(yōu)點，因此廣泛使用。目前，集成穩(wěn)壓器的類型很多，按結(jié)構(gòu)形式 可分為串聯(lián)型、并聯(lián)型 、和開關(guān)型；按輸出電壓類型可分為固定式和可調(diào)式。作為小功率的穩(wěn)壓電源以三端式串聯(lián)型穩(wěn)壓器的應(yīng)用最為普遍。 圖 固定的三端集成穩(wěn)壓器方框圖 三 端式是指穩(wěn)壓電路僅有輸入、輸出、接地三個接線端。有固定式和可調(diào)式兩種，此外又分正或負(fù)輸出電壓類型。 W7800 系列三端固定正電壓輸出集成穩(wěn)壓器； W7900 系列三端固定負(fù)電壓輸出集成穩(wěn)壓器。型號中最后兩位數(shù)表示輸出電壓的穩(wěn)定值，有 5V、 6V、 9V、 12V、 15V、 18V 和 24V。 本設(shè)計中采用的是 W7805 穩(wěn)壓，為 NE555 提供工作電源。 基本應(yīng)用電路如圖 所示，為抵消輸入線較長時的電感效應(yīng)，需在輸入端并接電容C1；為消除輸出電壓中的高頻噪聲，需在輸出端并接電容 C2；當(dāng)輸出電壓較高且 C2 容量較大時，輸入端和輸出端之間應(yīng)跨接保護(hù)二極管 VD，否則輸入 淮南師范學(xué)院電氣信息工程系 自動化專業(yè)電子課程設(shè)計報告 第 10 頁 端一旦斷開， C2 將通過三端穩(wěn)壓器放電而使之損壞。此外，還必須注意防止穩(wěn)壓器的公共接地端開路，因為接地端開路時，輸出電壓接近于輸入電壓，所以可能使負(fù)載過壓受損。 圖 W7800 的基本應(yīng)用電路 穩(wěn)壓器 輸入電壓值至少大于 2V 以上 ， 但不宜過大，要低于人體的安全電壓 36V， 即 |Ui||Uo|? 2V。 Uo 為某一固定值，在數(shù)值等于 2 端和 3 端的電位差，即 Uo=U2U3，本設(shè)計中 Uo=5V。另外還有接地端流過的靜態(tài)電流 Io=8mA。 、輸入電壓和輸出電流 根據(jù)要求 Uo=5V，故選用 W7805 型 號 ， 穩(wěn) 壓 器 壓 差 為|Ui||Uo|=|U1||U2|? 2V，現(xiàn)取 4V，所以輸入電壓 U1=5+4=9V；直流穩(wěn)壓電源工作時最大電流 Iomax=300mA,穩(wěn)壓器是輸入電流即為整流濾波電路的負(fù)載電流 IL = Iomax+Io=300+8=308mA。 為確定整流二極管和濾波電容參數(shù)需要，先確定電源變壓器的變電壓有效值 U2 和整流濾波電路的等效負(fù)載 RL U2= = = 現(xiàn)取 U2=8