【正文】 城市景觀照明規(guī)劃的編制。 當(dāng)前霓虹燈控制的缺 點(diǎn) 隨著我過(guò)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)各地城鎮(zhèn)景觀照明也發(fā)生了變化，霓虹燈產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)霓虹燈企業(yè)以逾幾千家，年總產(chǎn)值超過(guò) 30 億元人民幣，出口創(chuàng)匯方面也有驕人的業(yè)績(jī)。在控制人員感覺(jué)太黑時(shí)，將霓虹燈開(kāi)啟，直到第二天早晨，才會(huì)被熄滅。 大面積霓虹燈、彩泡等高亮度、高能耗燈具常被用作造景燈具。㎡ ，照度超出標(biāo)準(zhǔn) 3～ 5倍；有些景觀燈 95%以上的光線射向天空，只有不到 5%的光線照到路面，能源浪費(fèi)和光污染嚴(yán)重。這種過(guò)度使用霓虹燈的行為，極度的浪費(fèi)了能源，這給我們目前緊張的資源供應(yīng)問(wèn)題，增加了負(fù)擔(dān)。這樣的電路設(shè)計(jì)可以給城市節(jié)省下很多的能源，還可以延長(zhǎng)霓虹燈等元件的使用壽命。組成一個(gè)由 220v 交流電源供電，光敏電阻與 NE555 芯片組成的施密特觸發(fā)器所控制， CD4060 進(jìn)行點(diǎn)亮計(jì)時(shí)的控制點(diǎn)亮?xí)r間的電路。 第 節(jié) 霓虹燈光控 定時(shí)開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn) 可以在天黑時(shí)亮起 霓虹燈光控定時(shí)開(kāi)關(guān)，可以在天黑光強(qiáng)明顯變?nèi)鯐r(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟電源，使霓虹燈點(diǎn)亮。巡行時(shí)無(wú)須人員操作，避免了人工開(kāi)關(guān)不及時(shí)等不利因素，因而有效的節(jié)約了電能 [9]” 。這樣，不僅可以自由決定霓虹的點(diǎn)亮?xí)r間，還有效的節(jié)約了能源。只需要在安裝霓虹燈光控定時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)，調(diào)試好點(diǎn)亮?xí)r間即可。 圖 開(kāi)關(guān)電源 隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展， 電力電子設(shè)備 與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開(kāi) 可靠的電源，進(jìn)入 80 年代 計(jì)算機(jī)電源 全面實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電源化，率先完成計(jì)算機(jī)的電源換代，進(jìn)入 90 年代開(kāi)關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域， 程控交換機(jī) 、通訊、電子檢測(cè)設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開(kāi)關(guān)電源，更促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展 [1]。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新 ，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開(kāi)關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。這里主要介紹的只是直流開(kāi)關(guān)電源，其功能是將電能質(zhì)量較差的原生態(tài)電源（粗電），如市電電源或蓄 電池 電源，轉(zhuǎn)換成滿足設(shè)備要求的質(zhì)量較高的直流電壓（精電）。 直流 DC/DC 轉(zhuǎn)換器按輸入與輸出之間是否有 電氣隔離 可以分為兩類：一類是有隔離的稱為隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器；另一類是沒(méi)有隔離的稱為非隔離 式 DC/DC轉(zhuǎn)換器。四管 DC/DC 轉(zhuǎn)換器就是全橋 DC/DC 轉(zhuǎn)換器（ FullBridge Converter）。雙管 DC/DC 轉(zhuǎn)換 器有雙管串接的升壓式（ BuckBoost） DC/DC 轉(zhuǎn)換器。所以開(kāi)關(guān)管數(shù)越多， DC/DC 轉(zhuǎn)換器的輸出功率越 大，四管式比兩管式輸出功率大一倍，單管式輸出功率只有四管式的 1/4。 DC/DC轉(zhuǎn)換器也可以分為自激式和他控式。硬開(kāi)關(guān) DC/DC 轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)器件 是在承受電壓或流過(guò)電流的情況下，開(kāi)通或關(guān)斷電路的，因此在開(kāi)通或關(guān)斷過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生較大的交疊損耗，即所謂的開(kāi)關(guān)損耗（ Switching loss）。這種軟開(kāi)關(guān)方式可以顯著地減小開(kāi)關(guān)損耗， 以及開(kāi)關(guān)過(guò)程中激起的振蕩，使開(kāi)關(guān)頻率可以大幅度提高，為轉(zhuǎn)換器的小型化和模塊化創(chuàng)造 了條件。絕緣柵雙極性 晶體管 （ Insu1ated Gate Bipo1ar tansistor，IGBT）是一種復(fù)合開(kāi)關(guān)器件 ，關(guān)斷時(shí)的電流拖 尾會(huì)導(dǎo)致較大的關(guān)斷損耗，如果在關(guān)斷前使流過(guò)它的電流降到零，則可以顯著地降低開(kāi)關(guān)損耗，因此 IGBT 宜采北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 用零電流（ ZCS）關(guān)斷方式。 開(kāi)關(guān)電源其優(yōu)點(diǎn)就是工作穩(wěn)定，電流輸出大，由于其體積相對(duì)比較大，在我們的電路我沒(méi)有考慮使用，下面看下變壓器降壓電路，變壓器是一種很多設(shè)備里面常用的，成本比較低的一種方案 。變壓器就是一種利用電磁互感應(yīng)，變換電壓，北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 電流和阻抗的器件。 如果采用變壓供電，還需要選用一定的原件，組成交流轉(zhuǎn)直流的電路，即整流電路，與電源濾波電路，經(jīng)過(guò)這兩個(gè)電路，才能給電路提供穩(wěn)定的直流電能，否 則電不是溫恒的，是脈動(dòng)的，這樣是不行的，下面我們看下常用的整流濾波電路。電路中構(gòu)成 e D Rfz 、 D3通電回路，在 Rfz 上形成上正下負(fù)的半波整流電壓， e2為負(fù)半周時(shí)，對(duì) D D4北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 加正向電壓， D D4 導(dǎo)通；對(duì) D D3 加反向電壓， D D3 截止。從圖 中還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級(jí)電壓的最大值，比全波整流電路小一半。雖 流過(guò)電容的電流有 70mA,但在電容器上并不產(chǎn)生功耗，因?yàn)槿绻娙菔且粋€(gè)理想電容 ,則流過(guò)電容的電流為虛部電流 ,它所作的功為無(wú)功功率。同理 ,我們也可以將 5W/65V 的燈泡與 1uF電容串聯(lián)接到 220V/50Hz 的交流電上 ,燈泡同樣會(huì)被點(diǎn)亮 ,而不會(huì)被燒毀。 采用電容降壓電路有幾點(diǎn)需要注意的事項(xiàng) ： （ 1） 根據(jù)負(fù)載的電流大小和交流電的工作頻率選取適當(dāng)?shù)碾娙?,而不是依據(jù)負(fù)載的電壓和功率。 （ 3） 電容降壓不能用于大功率條件 ,因?yàn)椴话踩２唤ㄗh采用橋式整流， 因?yàn)槿ㄕ鳟a(chǎn)生浮置的地，并在零線和火線之間產(chǎn)生高壓，造成人體觸電傷害。 電容電壓可以應(yīng)用在電流小的電路中，因?yàn)槲覀兊碾娐窙](méi)有強(qiáng)負(fù)載，所以采用了電容降壓電路，減少成本，提高效率。 芯片簡(jiǎn)介 ： NE555 是屬于 555 系列的計(jì)時(shí) IC 的其中的一種型號(hào)， 555 系列 IC的接腳功能及運(yùn)用都是相容的，只是型號(hào)不同的因其價(jià)格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的振蕩頻 率也不大相同；而 555 是一個(gè)用途很廣且相當(dāng)普遍的計(jì)時(shí) IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號(hào) 。 施密特 觸發(fā)器是一種特殊的門電路，與普通的門電路不同，施密特觸發(fā)器有兩個(gè)閾值電壓，分別稱為正向閾 值電壓和負(fù)向閾值電壓。這種電路被設(shè)計(jì)成阻止輸入電壓出現(xiàn)微小變化（低于某一閾值）而引起的輸出電壓的改變。 從傳感器得到的矩形脈沖經(jīng)傳輸后往往發(fā)生波形畸變。 經(jīng)過(guò) 555 組成的施密特觸發(fā)電路是很常用的一種電路，其工作電路很穩(wěn)定，負(fù)載能力也很強(qiáng)，用在我們的電路里是不錯(cuò)的選擇，下面我們看下電阻采集，也就是黑天白天分辨的采集電路。這些制作材料具有在特定 波長(zhǎng) 的光照射下，其阻值迅速減小的特性。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見(jiàn)光）的強(qiáng)弱變 化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達(dá) 1~10M 歐 ,在強(qiáng)光條件（ 100LX）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千 歐姆 。 圖 中 R10 為調(diào)整分壓電阻， R6 為限流電阻，經(jīng)過(guò) RL檢測(cè)出來(lái)的電壓信號(hào)由 R6分壓，輸入到 NE555 的 2， 6 引腳，組成施密特觸發(fā)電路，下面簡(jiǎn)要介紹下有 555 組成的施密特觸發(fā)電路。 CR 為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零且振蕩器使用無(wú)效，所有的計(jì)數(shù)器位均為主從觸發(fā)器。 圖 計(jì)時(shí)分頻電路 圖 CD4060 實(shí)物圖 北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 CD4060 引腳圖 圖 定時(shí)開(kāi)關(guān)電路原理圖 北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 4060 其工作速度與 LSTTL 相似，而功耗仍然與 cmos4000 系列一致，該器件 的所有輸入和輸出均有內(nèi)部保護(hù)電路，以減小由于靜電感應(yīng)而損壞的可能性， 4060 具有高抗噪聲度和大的驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力。 電路圖中， C2， R4， R1 組成了震蕩電路，通電開(kāi)始產(chǎn)生震蕩，為 4060 提供震蕩波形， 3 腳輸出經(jīng)過(guò)一級(jí)一級(jí)的觸發(fā)，最終到大 3 引腳，即 Q13，從而達(dá)到計(jì)時(shí)的目的，改變 R1， R4 即可改變時(shí)間長(zhǎng)短，從而改變了冬季與夏季的時(shí)間修改 [7]。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān) 系。 雙向 可控硅 是在普通可控硅的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，它不僅能代替兩只反極性并聯(lián)的可控硅，而且僅需一個(gè)觸發(fā)電路，是比較理想的交流開(kāi)關(guān) 器件 。 在性能上，可控硅不僅具有單向 導(dǎo)電性 ，而且還具有比硅整流元件（俗稱 “ 死硅 ” ）更為可貴的可控性。 可控硅的弱點(diǎn)：靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的 過(guò)載 能力較差；容易受干擾而誤導(dǎo)通?？煽毓韬推渌雽?dǎo)體器件一樣，其有體積小、效率高、穩(wěn)定性好、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。 圖 交流無(wú)觸點(diǎn) 開(kāi)關(guān)電路 北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 在上圖中， Q2 就是我們上文說(shuō)的 BT136 雙向可控硅， Q1 為 BT136 的驅(qū)動(dòng)原件，R8 為限流電阻， R7為保護(hù)原件，其工作原理是當(dāng) Q1基極給上電壓時(shí)候，三極管迅速導(dǎo)通，三極管導(dǎo)通后， Q2 工作 ， 此時(shí) BT136 的 AK極 可以理解 為 變成一根導(dǎo)線，此時(shí)燈泡相當(dāng)于直接連接到了 220v 交流上，燈泡就得電，正常工作了。在 220V 市電工常時(shí)，通過(guò)零序電流互感器 T 初級(jí)線圈 L L2 的電流大小相等、方向相反，這兩個(gè)電流的向量和為零，互感器 T 次級(jí)繞組 L3中無(wú)電流流過(guò)，雙向晶閘管 VS 得不到觸發(fā)信號(hào)而處于截止?fàn)顟B(tài) 。 下面介紹一種電壓比較式的，集成電路過(guò)壓保護(hù)電路： MAX6495– MAX6499/MAX6397/MAX6398 過(guò)壓保護(hù) (OVP)器件用于保護(hù)后續(xù)電路免受甩負(fù)載或瞬間高壓 的破壞。然而，有些應(yīng)用需要對(duì)基本電路進(jìn)行適當(dāng)修改。圖 2所示電路增加了一個(gè)電阻和齊納二極管，用來(lái)對(duì) IN的電壓進(jìn)行箝位。圖 所示電路增加了一個(gè)電阻和齊納二極管，用來(lái)對(duì) IN的電壓進(jìn)行箝位。圖 所示電路增加了一個(gè)電阻和齊納二極管，用來(lái)對(duì) IN 的電壓進(jìn)行箝位。本文介紹的開(kāi)關(guān)電源 欠壓保護(hù)電路，欠壓檢測(cè)與反饋控制合用同一只光耦，可以對(duì)電源輸出欠壓作出準(zhǔn)確靈敏的反應(yīng)并充分利用了 3842 自身的電路特點(diǎn)，使用簡(jiǎn)單的阻容元件實(shí)現(xiàn)了欠壓保護(hù)電路的自動(dòng)恢復(fù)功能 [13]。圖 是標(biāo)準(zhǔn)的 3842 控制電路 。本文所介紹的開(kāi)關(guān)電源欠壓保護(hù)電路就是基于這種控制模式設(shè)計(jì)的。 輸出端欠壓檢測(cè)，可以采用初級(jí)間接檢測(cè)和次級(jí)直接檢測(cè)兩種方法，一般來(lái)說(shuō)次級(jí)直接檢測(cè)更迅速準(zhǔn)確，因而在電源設(shè)計(jì)中采用較多。自恢復(fù)功 能的加入會(huì)使控制電路的元件數(shù)進(jìn)一步增加，也使控制電路的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜化。 3842的 8腳出現(xiàn) 5V電壓，并通過(guò)電阻 R2 對(duì)電容 C1進(jìn)行充電。 3842 誤差放大器開(kāi)始輸出低電平，PWM 比較器的比較電壓也變?yōu)榈碗娖剑?3842 的 6腳停止輸出驅(qū)動(dòng)脈沖后，電源停止了工作，從而實(shí)現(xiàn)了快速靈敏的欠壓檢測(cè)及保護(hù)功能。此后，由于 R1 的充電作用， E1電壓開(kāi)始回升，當(dāng) E1 的電壓再次充至 16V 時(shí)，電源開(kāi)始新一周期的工作，若欠壓故障仍未消除， 電源很快又會(huì)關(guān)閉，即在出現(xiàn)欠壓故障時(shí)電源將以間歇啟動(dòng)的方式工作，在欠壓故障消除后，電源會(huì)自動(dòng)恢復(fù)正常工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了欠壓保護(hù)電路的自恢復(fù)功能。另外，在輸入較低時(shí)（例如 48Ｖ dc） ，流過(guò) R1 的電流已不能再近似為恒流，此時(shí)可選用小功率恒流管取代 R1，相應(yīng)的 Ic為恒流管的恒流值。三極管 Q1 選用高頻、高 b值、低管壓降的小功率鍺開(kāi)關(guān)管。 第 節(jié) 延時(shí)電路 的設(shè)計(jì) 延時(shí)電路，是為了在夜間減少短時(shí)間的光亮的干擾，比如雷電或者汽車的燈光， 如果不加延時(shí)電路，路過(guò)的汽車的車燈，會(huì)讓電路誤認(rèn)為是白天到了，這樣我們的電路就停止了工作，這樣是很不好的，在延時(shí)電路中， 我采用電容充電的原理，下面我們看下電容充電延時(shí)的原理 。 北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 如充電，開(kāi)始時(shí)，電容兩端電壓為零，隨著充電時(shí)間延長(zhǎng)，電壓逐漸上升到你設(shè)定的電壓就能控制電路的開(kāi)關(guān)。 圖 延時(shí)電路 當(dāng)信號(hào)來(lái) 時(shí)候，先對(duì)電容充電，如果在電容充滿后，信號(hào)還是持續(xù)供給的，這樣我們就認(rèn)為是白天到了，就可以停止燈光的供電，做大切斷，反之，如果在電容充滿前，信號(hào)不見(jiàn)了，這證明是雷電的 閃光，或者汽車的閃光，有了這個(gè)一個(gè)電容，做到了減少誤動(dòng)作的作用。要使交流無(wú)觸電開(kāi)關(guān)接通（即燈亮），必須同時(shí)滿足光控和定時(shí)兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)都接通這個(gè)條件，缺一不可。其中電位器 R10 用來(lái)調(diào)節(jié)電 路的光控起控點(diǎn)，當(dāng)夜晚時(shí)，調(diào)節(jié) R10 使 NE555 的輸出端輸出高電平。白天，外界光線較強(qiáng)， RL1 呈低電阻， IC1 的②、⑥管腳輸入的電壓大于 2/3Vdd（ Vdd=），其③腳輸出低電平，使后級(jí) IC2 和 Q1北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 無(wú)電，不工作，雙向可控硅 Q2 因無(wú)觸發(fā)電流而阻斷，燈不亮。作為分頻器使用時(shí)，它的分頻系數(shù)范圍為 24 ～ 214（ 16~16384）。 在本電路中， CD4060 通過(guò)外接 RC元件組成一個(gè) RC 振蕩器，它的外界 RC元件是R1+R4 和 C2。 定時(shí)電路是有 IC1 輸出高電平啟動(dòng)的，當(dāng) IC1 輸入高電平后，電平一方面加至 IC2的電源腳 16 腳，使定時(shí)電路工作；同時(shí)加至晶體管 Q1 的發(fā)射極，由于 IC2 的 3管腳這時(shí)為低電平，所以 Q1 導(dǎo)通，將觸發(fā)電流加至雙向晶閘管的控制機(jī)使其導(dǎo)通，霓虹燈接通電源開(kāi)始發(fā)光。 由于霓虹燈的工作電源為高壓脈沖型，有時(shí)可能會(huì)發(fā)射到 Q2 使其發(fā)生擊穿。焊接好的電路板可裝入一絕緣密閉小盒內(nèi)，并在盒面板開(kāi)孔固定 S 及 RL 和 RP 的位置處，應(yīng)分別開(kāi)出感光窗口（粘一塊透明有機(jī)玻璃片或塑料 片防塵）和調(diào)節(jié)小