【正文】 變成小電壓，提供個設(shè)備所需要的電能， 變壓器是變換交流電壓、交變電流和阻抗的器件，當(dāng)初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。例如 ,我們將一 110V/8W 的燈泡與一個 1uF 的電容串聯(lián) ,在接到 220V/50Hz 的交流電壓上 ,燈泡被點亮 ,發(fā)出正常的亮度而不會被燒毀。 容降壓式簡易電源的基本電路如圖 ， C1為降壓電容器， VD2 為半波整流二極管， VD1 在市電的負半周時給 C1 提供放電回路， VD3 是穩(wěn)壓二極管， R1 為關(guān)斷電源后 C1 的電荷泄放電阻。輸入的信號只要幅度大于 vt+，即可在施密特觸發(fā)器的輸出端得到同等頻率的矩形脈沖信號。設(shè)計光控電路時，都用白熾燈 泡（小電珠）光線或 自然光 線作控制光源，使設(shè)計大為簡化。 第 節(jié) 交流無觸點 開關(guān)電路的設(shè)計 在本電路中， 很多電路都采用有接觸式的繼電器結(jié)構(gòu) 。 下面做下 BT136 的簡要介紹： BT136 是電子元器件型號的一種，為雙向可控硅 。當(dāng)電壓超過用戶設(shè)置的過壓門限時，拉低 MOSFET 的柵極， MOSFET 關(guān)斷，將負載與輸入電源斷開。 欠壓保護電路 保護電路的設(shè)計，無疑是電源設(shè)計中一個非常重要的環(huán)節(jié)，它對于提高電源工作的安全可靠性、延長電源的使用壽命都起著十分重要的作用。這種欠壓檢測方法存在著檢測精度不高，使用元件較多等缺陷。 R1 和 E1 決定了欠壓保護時電源的關(guān)閉時間， E1的電壓從 10V 上升到 16V 所用的時間即為電源關(guān)閉時間，一般取為 1秒左右。延時時間與電容容量、電容漏電，充電電阻，及電壓有關(guān)，有時還要把負載電阻考慮進去。 電路中的 IC2 組成定時開關(guān)控制電路，該電路由一只 14 位 2進制計數(shù) /分頻器兼振蕩器電路 CD4060 組成。 北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 第 3 章 實現(xiàn)安裝和系統(tǒng)調(diào)制 如果想要安裝，根據(jù)原理電路圖，設(shè)計一塊印刷電路板，將所有元器件都焊接在上面。 到達定時時間后，由于 IC1 仍然輸出高電平， IC2 仍然會繼續(xù)工作。 接通電流， 220V 交流市電經(jīng)電容 C1 降壓限流、穩(wěn)壓二 極管 D2穩(wěn)壓、整流二極管D1 半波整流和電解電容 C3 濾波后，輸出大約 的直流電壓，向 IC IC2 構(gòu)成的光控和定時開關(guān)電路供電。在充電過程中，電壓是慢慢的上升的，放電反之。 在電源的欠壓保護開始后， D2 不再向 E1 供電， E1 電壓開始下降，當(dāng) E1電壓下降到 10V 時， 3842 停止工作， 3842 的 8 腳變?yōu)榱汶妷?。特別是當(dāng)輸出端短路時，變壓器中磁通的釋放能力近似為零，隨著磁通的積累，變壓器將處于磁飽和狀態(tài)。 雖然圖 電路能夠工作在 72V 瞬態(tài)電壓 ，但有些應(yīng)用需要更高的保護。 電路中雙向晶閘管的額定電流應(yīng)大于保險絲的熔斷電流，其耐壓應(yīng)大于 300V。 可控硅能以毫安級 電流 控制大功率的機電設(shè)備，如果超過此 頻率 ，因元件開關(guān)損耗顯著增加，允許通過的平均電流相降低，此時，標(biāo)稱電流應(yīng)降級使用。 當(dāng) CR 為高電平時候， 器件復(fù)位，所有 Q 變?yōu)榈碗娖剑瑫r振蕩器被禁止， OSC為低電平， O\S\C為高電平。 光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。正向閾值電壓與負向閾值電壓之差稱為回差電壓。 北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 （ 5） 同樣 ,電容降壓不適合容性和感性負載。例如 ,在 50Hz 的工頻條件下 ,一個 1uF的電容所產(chǎn)生的容抗約為 3180Ω 。在電器設(shè)備和無線 電路 中，常用作升降電壓、匹配 阻抗 ，安全隔離等。他控式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器中的開關(guān)器件控制信號，是由外部專門的控制 電路 產(chǎn)生的。單管的 DC/DC轉(zhuǎn)換器有正激式（ Forward）和反激式（ Flyback）兩種。這有效的節(jié)省了人力資源。而計時時間的長短可以根據(jù)季節(jié)或天氣等因素的不同，通過人工進行調(diào)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計，每年我國僅城市照明就要消耗掉目前三峽電站 5%的 發(fā)電量?！秶鴦?wù)院關(guān)于加強節(jié)能工作的決定》強調(diào)了節(jié)能工作的極端重要性和緊迫性，明確將“綠色照明”列為十大重點工程之一，要求做好節(jié)能的規(guī)劃工作。 霓虹燈的主要部件： （ 1）以規(guī)格分：有 1 1 1 20 毫米等粗細。 城市夜間照明大致經(jīng)歷了初創(chuàng)、發(fā)展、普及三個階段。法拉第的理論及其在實驗上的成就，為霓虹燈技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。上海僅僅是世界照明消耗的縮影。與我一同完成畢業(yè)設(shè)計（論文）的同學(xué)對本課題所做的任何貢獻均已在文中做了明確的說明并表示了謝意。發(fā)展低碳經(jīng)濟是我國循環(huán)經(jīng)濟之后從國家戰(zhàn)略高度觸發(fā)的又一重大決策。當(dāng)時為了解決這個問題，特在霓虹燈管上加 1個特殊的電磁閥門，并在霓虹燈使用一段時間以后再往燈內(nèi)重新補充一定量的氣體，但這樣做并未能在根本上克服上述缺陷。 （ 3）低能耗 在技術(shù)不斷創(chuàng)新的時代，霓虹燈的制造技術(shù)及相關(guān)零部件的技術(shù)水平也在不斷進步。 ③ 彩色玻璃管，這種玻璃管在拉制玻璃管時已充入燃料，生產(chǎn)出的玻璃管已成彩北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 色玻璃管。 加強城市景觀燈照明的規(guī)劃，提高城市照明質(zhì)量，提倡綠色照明，保護生態(tài)，改善城市人居環(huán)境，具有深遠的社會影響和重要的政治經(jīng)濟意義。這鞋霓虹燈就如上文所說，從天黑開始，就被控制人員點亮，之后直到凌晨才會被人關(guān)北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 閉。它利用光線的強弱來控制照明開關(guān)的動作，動作點可根據(jù)實際光線的強弱調(diào)節(jié)。線性電源成本在某一輸出功率點上，反而高于開關(guān)電源。在這六 種 單管 DC/DC 轉(zhuǎn)換器中， Buck 和 Boost 式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器是基本的， BuckBoost、 Cuk、 Zeta、 SEPIC式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器是從中派生出來的。Switching ， ZCS）。 變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。因為 110V/8W 的燈泡所需的電流為 8W/110V=72mA,它與 1uF電容所產(chǎn)生的限流特性相吻合。在實際應(yīng)用時常常采用的是圖 的所示的電路。 當(dāng)輸入電壓由低向高增加，到達 V+時，輸出電壓發(fā)生突變，而輸入電壓 Vi由高變低，到達 V，輸出電壓發(fā)生突變，因而出現(xiàn)輸出電壓變化滯后的現(xiàn)象，可以看出對于要求一定延遲啟動的電路，它是特別適用的 。 我們知道，當(dāng)光敏光受到光照射時候，電阻會變小，當(dāng)夜間時候電阻會變的很大，這樣我們配合上相應(yīng)電路，即可分辨白天與黑夜了 [2]。 圖 電磁繼電器結(jié)構(gòu)圖 北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 繼電器是一種電控制 器件 。 圖 雙向可控硅 北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 而 可控硅 又是可控硅整流元件的簡稱 ,是一種具有三個 PN 結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件 ,一般由兩晶閘管反向連接而成 .它的功用不僅是整流，還可以用作無觸點開關(guān)以快速接通或切斷電路，實現(xiàn)將直流電變成交流電的逆變， 將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電等等。 過壓保護 (OVP)器件數(shù)據(jù)資料中提供的典型電路可以滿足大多數(shù)應(yīng)用的需求如 圖。在設(shè)計保護電路時，一方面要保證其功能完善，工作穩(wěn)定可靠；另一方面應(yīng)力求簡單明了，避免繁復(fù)。 另外，在一些特定應(yīng)用場合，要求電源在出現(xiàn)過載或短路欠壓時電源控制器不能完全鎖死，當(dāng)欠壓故障消除后，電源控制器應(yīng)具有無須重新上電即可自動恢復(fù)工作的功能。在輸入電壓較高時（例如 300Ｖ dc），北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 流過 R1 的電流近似為恒流，典型值為 。 利用電容的充電延時原理，我們只要在信號的輸入端加上一個電容，如下圖 所示。 CD4060 屬于數(shù)字集成電路，它的內(nèi)部包含有 14 位二進制計數(shù)分頻器，還有一個振蕩器。焊接時， IC2 應(yīng)放在最后面焊接，并要求電烙鐵的外殼接地良好，以免交流感應(yīng)電壓擊穿 CMOS 集成電路。當(dāng)?shù)竭_定時時間后， IC2 的 3 管腳輸出高電平， Q1 截止， Q2關(guān)斷，霓虹燈熄滅。電路中 R6 和 C6是用來吸收干擾脈沖的，使電路工作保持穩(wěn)定。 電容是聚集電荷的，你可把它想象成個水杯，充放電就是充放水。 電壓值越接近于 ，電源的欠壓保護動作也就越靈敏。 單光耦自恢復(fù)欠壓保護電路以 3842 單端反激 電源為例，當(dāng)電源供電電壓過低或電源輸出端過載、短路時，電源的初級電流都會大幅度增加，由于采樣電阻 Rs的限流作用，使得電源的工作占空比縮小，輸出電壓下降，電源處于非正常工作狀態(tài)。如果增加一個三極管緩沖器 ()，就可以降低對并聯(lián)穩(wěn)壓器電流的需求，但也提高了設(shè)計成本。當(dāng)電源電壓過高時，壓敏電阻器 RV 擊穿放電，破壞了原電路的平衡狀態(tài)，認中有感應(yīng)電壓輸出，由電位器 RP1 檢出的信號便會觸發(fā)雙向晶刊管飽和導(dǎo)通，致使流過保險絲 FU 的電流劇增而使其很快熔斷，從而達到過壓保護的目的 [4]。它只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種狀態(tài)。 4060 由一個 14 個主從觸發(fā)器和一個振蕩器組成，每個觸發(fā)器的輸出提供給下一個觸發(fā)器，每個觸發(fā)器輸出的信號頻率為前一級的一半，振蕩器的頻率由 OSC 和O\S\C\外接的晶體或 RC線路來控制 。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場的作用下作漂移運動，電子奔向電源 的正極，空穴奔向電源的負極，從而使 光敏電阻器 的阻值迅速下降。在輸入信號從低電平上升到高電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為正向閾值電壓，在輸入信號從高電平下降到低電平的過程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱為負向閾值電壓。 （ 4） 電容降壓不適合動態(tài)負載條件。 經(jīng)過以上電路的分析，與電路考慮，開關(guān)電源由于我們不需要很大電流，而變壓器由于體積大，變壓器又是必不可少的原件，這樣無疑增大了我們的體積，所以在電路中， 我選用了電容降壓電路，而沒有采用開關(guān)電源，變 壓器供電， 因為其結(jié)構(gòu)簡單，電流需求小，所以電容降壓電路 完全能夠勝任，電容降壓子在很多電器中都有采用過，這里我們看下其原理： 工作原理是利用電容在一定的交流信號頻率下產(chǎn)生的容抗來限制最大工作電流。 變壓器供電 圖 電源變壓器 變壓器 (Transformer)是利用 電磁感應(yīng) 的原理來改變交流 電壓 的裝置，主要構(gòu)件是初級 線圈 、次級線圈和鐵心（磁芯）。借助轉(zhuǎn)換器本身的正反饋信號實現(xiàn)開關(guān)管自持周期性開關(guān)的轉(zhuǎn)換器，叫做自激式轉(zhuǎn)換器，如洛耶爾 （ Royer）轉(zhuǎn)換器就是一種典型的推挽自激式轉(zhuǎn)換器。 隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器也可以按有源功率器件的個數(shù)來分類。之后無需人工控制，開關(guān)可以自行根據(jù)光的強弱，決定點亮與否。 在天黑時光控電路觸發(fā)信號，通過計時系統(tǒng)開始計時，雙向可控硅導(dǎo)通，點亮霓虹燈，并在計時結(jié)束以后自動熄滅霓虹燈。道路和廣場上的霓虹燈、景觀燈排列密集，每當(dāng)夜幕降臨便出現(xiàn)“火樹銀花不夜天”的景象。 （ 2）城市景觀照明規(guī)劃與節(jié)能的重要性和意義 建設(shè)部和國家發(fā)改委《關(guān)于加強城市照明管理促進節(jié)約用電工作的意見》作為我國城市照明工作的第一個規(guī)范性文件，明確提出 了編制城市照明專項規(guī)劃的要求和城市照明建設(shè)管理的原則。為了使廣大用戶熟悉霓虹燈，了解霓虹燈，我們在次簡單介紹一些霓虹燈的品種、規(guī)格以及制作霓虹燈的主要器材，以幫助用戶識別霓虹燈。 霓虹燈的壽命在正常情況下高于日光燈和白熾燈，要達到這一水平必 須做到三點： 制作人員水平過硬，排氣人員轟擊去氣得當(dāng)、徹底； 啟動它的變壓器不得超載； 安裝人員細致合理的安裝；只要做到以上要求，實踐證明霓虹燈的壽命是高于日光燈和白熾燈的。其發(fā)光的顏色隨所充氣體的不同而不同。若照明節(jié)能 50%，則可節(jié)約 196 億度電，相當(dāng)于火力發(fā)電節(jié)約煤 399 萬噸；相當(dāng)于減排二氧化碳 56 萬噸。 若有不實之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。從 1992 年簽署《聯(lián)合國氣候變化框架公約》、1997 年簽署《京都議定書》，到 2020 年哥本哈根氣候會議上溫家寶總理向全世界承諾中國到 2020 年單位 GDP 碳排放比 2020 年降低 40%— 50%，我國正積極應(yīng)對全球氣候變暖對人類生存與發(fā)展的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，加快自身經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變。因此，這種燈不僅壽命短，制作工藝復(fù)雜，而且造價昂貴，很難普及。新型電極、新型電子變壓器的應(yīng)用，使霓虹燈的耗電量大大降低，由過去的每米燈管耗電 56 瓦降到現(xiàn)在的每米燈管耗電 12瓦。 （ 3）以霓虹燈管內(nèi)涂熒光粉材料分： ① 目前使用的多數(shù)霓虹燈管噴涂的是“普通熒光粉”，這種粉價格 比較便宜，一般也能滿足各種色彩要求。 當(dāng)前霓虹燈控制的缺 點 隨著我過經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，國內(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，全國霓虹燈企業(yè)以逾幾千家，年總產(chǎn)值超過 30 億元人民幣，出口創(chuàng)匯方面也有驕人的業(yè)績。這種過度使用霓虹燈的行為，極度的浪費了能源，這給我們目前緊張的資源供應(yīng)問題，增加了負擔(dān)。巡行時無須人員操作，避免了人工開關(guān)不及時等不利因素，因而有效的節(jié)約了電能 [9]” 。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新 ，這一成本反轉(zhuǎn)點日益向低輸出電力端移動，這為開關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。雙管 DC/DC 轉(zhuǎn)換 器