【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 P的工作電源輸入端，7腳位電源的負(fù)極Vss，14腳為電源的正極Vdd。在TC4081BP中，每個(gè)與非門(mén)的兩個(gè)輸入端與一個(gè)輸出端之間所呈現(xiàn)的關(guān)系見(jiàn)表41。第一個(gè)輸入端（1腳）第二個(gè)輸入端（2腳）輸出端（3腳）011101001110表中以TC4081BP的第一個(gè)與非門(mén)為例，“0”表示低電壓，“1”表示高電壓與非門(mén)集成電路是一種價(jià)格最低廉的集成電路，而且工作損耗小，適應(yīng)電壓范圍寬，可在3~18V的范圍內(nèi)正常工作，因此得到廣泛應(yīng)用。圖 43 信號(hào)處理 6 延時(shí)模塊 延時(shí)電路的設(shè)計(jì)根據(jù)電容的特性，電容兩端的電壓時(shí)緩慢變化的，譬如說(shuō)：燈泡要通電，它的電壓在通電一刻有0變?yōu)榱硪粋€(gè)值，如1V。但是由于其時(shí)緩慢變化的，即0~1V中間的每一個(gè)值燈泡都經(jīng)歷過(guò)，突然的變化不會(huì)到時(shí)突變，時(shí)存在電容緩沖的。根據(jù)這一特性，將電容兩端并聯(lián)一個(gè)電阻，從而可以一個(gè)延時(shí)電路，即圖中的由延時(shí)電阻器R6和延時(shí)電容器C2組成的延時(shí)電路。如圖51所示。圖 51 延時(shí)電路的原理圖 延時(shí)電路的工作原理燈泡H在晚上受聲音控制發(fā)光后，若不再有響聲輸入到話筒B，三極管VT又受RR3分壓正偏導(dǎo)通，使A得3腳輸出高電壓，A的4腳輸出低電壓，二極管VD1無(wú)正偏截止。但是電容器C2正極電壓不會(huì)很快降低，它通過(guò)電阻器R6放電。由于電阻器R6的阻值較大，電容器C2上所充的電需要一定時(shí)間才能放完。這樣就使A的10腳保持為低電平，11腳保持為高電平，燈泡保持發(fā)光。只有等到電容器C2放點(diǎn)結(jié)束，使A的8腳，9腳將為低電平，10腳輸出高電平，12腳、13腳位高電壓，11腳輸出低電壓后，通過(guò)三極管控制繼電器的工作狀態(tài)，以切斷燈泡H的電流回路，實(shí)現(xiàn)燈泡H在延時(shí)亮一段時(shí)間后又自動(dòng)熄滅，從而實(shí)現(xiàn)了延時(shí)功能。 RC電路的放電過(guò)程當(dāng)電容C2已有電壓U0時(shí)，且二極管無(wú)正偏截止時(shí)，電容器立即對(duì)電阻R6驚醒放電，放點(diǎn)開(kāi)始時(shí)的電流為,放電電流的實(shí)際方向與充電時(shí)相反，放電時(shí)的電流與電容電壓隨時(shí)間均按指數(shù)規(guī)律衰減為零，電流與電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式為: （） （） 式中為電容器的初始電壓。放電時(shí)和的變化曲線如圖52所示。 圖 52 RC放電時(shí)電壓和電流的而變化曲線 RC電路的時(shí)間常數(shù)RC電路的時(shí)間常數(shù)用表示， ,的大小決定了電路充放電時(shí)間的快慢。對(duì)于充電而言，%所需而當(dāng)時(shí)間；對(duì)放電而言，%所需的時(shí)間。R6的阻值為250K，C2為100,則有=250K*100=25 所以延遲時(shí)間為25 延遲時(shí)間的可優(yōu)化性在電路中，電路的延遲時(shí)間是由電阻和電容協(xié)調(diào)控制的，因此，可以通過(guò)改變電容和電阻的值來(lái)增長(zhǎng)或縮短延遲時(shí)間。譬如說(shuō)在一棟小區(qū)中，可以通過(guò)先調(diào)查小區(qū)內(nèi)居民的平均年齡，在合理的裝置延遲時(shí)間不同的照明燈，如果偏于老齡化的小區(qū)就把延遲時(shí)間增長(zhǎng)一些，如果不是的話可以稍微縮短一下其延遲時(shí)間，這樣做會(huì)更加人性化，更加節(jié)約能源，切實(shí)符合當(dāng)今時(shí)代的主潮流。7 被控制電 電路工作原理 圖51 被控制電路被控制電路三極管T繼電器H、LED燈D電阻RR9，二極管D2組成，在這部分電路中，繼電器和三極管相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)，可開(kāi)通或關(guān)斷燈泡連接的5伏直流電源。當(dāng)三極管T2處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，集電極電流驅(qū)動(dòng)繼電器H動(dòng)作，開(kāi)關(guān)閉合，燈泡回路導(dǎo)通，此時(shí)在燈泡回路中，電流從直流電源沿電阻R8——繼電器中的開(kāi)關(guān)——LED燈D3，最后流回直流電源，就這樣燈泡亮也。當(dāng)三極管T2處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，繼電器H中無(wú)電流通過(guò)，故而繼電器開(kāi)關(guān)無(wú)法動(dòng)作，導(dǎo)致燈泡回路開(kāi)路，無(wú)電流通過(guò)，LED燈D3不亮。繼電器H中開(kāi)關(guān)動(dòng)作受三極管T2控制，當(dāng)三極管T2處于飽和狀態(tài)時(shí)，其集電極有電流通過(guò)，從而驅(qū)動(dòng)繼電器H中的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，燈泡回路導(dǎo)通；而當(dāng)三極管T2處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其集電極無(wú)電流通過(guò)，繼電器中無(wú)電流通過(guò)，其開(kāi)關(guān)無(wú)法動(dòng)作，燈泡回路關(guān)斷。三極管H是處于飽和導(dǎo)通還是處于截止斷開(kāi)，則由其基極B控制。當(dāng)B極電壓處于高電平時(shí)，其值高于集電極C的電壓，而且大于三極管T2的開(kāi)啟電壓Uon,三極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，集電極上的繼電器中有電流通過(guò)；當(dāng)基極B處于低電平狀態(tài)時(shí)，其值小于三極管開(kāi)啟電壓Uon，三極管處于截止?fàn)顟B(tài),其集電極中無(wú)電流，三極管這個(gè)“開(kāi)關(guān)’處于斷開(kāi)狀態(tài)。二極管D2的作用是保護(hù)繼電器。當(dāng)三極管T2飽和導(dǎo)通時(shí)，繼電器中有電流通過(guò)，此時(shí)是二極管D2相當(dāng)于開(kāi)路，對(duì)電路無(wú)影響，；當(dāng)三極管在轉(zhuǎn)換到截止?fàn)顟B(tài)的瞬間，由于繼電器中含有電感元件，那么必然會(huì)在此刻產(chǎn)生極大的電流，如果不加二極管D2，電路可能會(huì)因電流過(guò)大而損壞，而加上二極管后，電流改變流向，通過(guò)二極管D2和繼電器中的電感組成的回路完成放電過(guò)程，不會(huì)損壞電路。 電路參數(shù)分析 相關(guān)元件介紹 選用的是9014型NPP型硅管，相關(guān)參數(shù)如下表 51VCEO45VVCBO50VVEBOIC100mA@Ic@VCEICBOIEBOVCE(sat)VBE(sat)ft150MHzβ400選用的是歐姆龍OMRON繼電器G2R1 DC12，這是一種小型直流繼電器，線圈參數(shù)如下： 表 52制造商O(píng)mron觸點(diǎn)形式:SPDT線圈電壓12 VDC 觸點(diǎn)額定值10 A觸點(diǎn)端接Solder Pin 安裝風(fēng)格Through Hole功耗530 mW觸點(diǎn)材料Silver AlloyPart Aliase12DC G2R1 G2R112DC二極管選用的是IN4148,其參數(shù)如下：表 53最高反向工作電壓(V)75反向擊穿電壓(V)=100最大正向電流(mA)150正向壓降(V)=反向回復(fù)時(shí)間(ns)=4日光燈選用φ26MM*1500MM（150cm ）規(guī)格的LED燈泡，其額定功率為25W，使用壽命在3萬(wàn)5萬(wàn)小時(shí)，供電電壓為為AC85V260V(交流)。注：為何選用LED燈？答：它不但超強(qiáng)節(jié)能更為環(huán)保. 還是國(guó)家綠色節(jié)能照明工程重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品之一，是目前取代傳統(tǒng)的日光燈的主要產(chǎn)品。LED日光燈綜合應(yīng)用LED電光源，獨(dú)特的電路控制設(shè)計(jì)，真正達(dá)到了高效節(jié)能，省電80% 以上。 超高亮度，顯色指數(shù)高，是最新型的室內(nèi)照明產(chǎn)品，不需使用鎮(zhèn)流器、啟輝 器，無(wú)頻閃。安裝非常簡(jiǎn)單，安裝時(shí)將原有的日光燈取下?lián)Q上LED日光燈，將起輝器去掉即可。 LED日光燈節(jié)電高達(dá)70％以上，壽命為普通燈管的30倍以上，幾乎是免維護(hù)。適用范圍：寫(xiě)字樓、工廠、商場(chǎng)、學(xué)校、居家等室內(nèi)照明LED日光燈的十大優(yōu)點(diǎn) ：1：環(huán)保型燈具傳統(tǒng)的日光燈中含有大量的水銀蒸汽，如果破碎水銀蒸汽則會(huì)揮發(fā)到大氣中。但LED日光燈則根本不使用水銀，且LED產(chǎn)品也不含鉛，對(duì)環(huán)境起到保護(hù)作用。LED日光燈公認(rèn)為二十一世紀(jì)的綠色光源。2：少發(fā)熱現(xiàn)象傳統(tǒng)燈具會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，而LED是冷光源，則是把電能全都轉(zhuǎn)換為光能，不會(huì)造成能源的浪費(fèi)。光效能更為顯著。3：沒(méi)有噪音LED燈具不會(huì)產(chǎn)生噪音，對(duì)于使用精密電子儀器的場(chǎng)合為上佳之選。適合于圖書(shū)館，辦公室之類(lèi)的場(chǎng)合。4：保護(hù)眼睛傳統(tǒng)的日光燈使用的是交流電，所以每秒鐘會(huì)產(chǎn)生100－120次的頻閃。LED日光燈采用LED恒流工作，是把交流電直接轉(zhuǎn)換為直流電，有效減少LED光衰，啟動(dòng)快，無(wú)閃爍，保護(hù)眼睛。 5：無(wú)蚊蟲(chóng)煩惱LED日光燈不會(huì)產(chǎn)生紫外光、紅外光等輻射，不含汞等有害物質(zhì)，發(fā)熱少。因此不會(huì)象傳統(tǒng)的燈具那樣，有很多蚊蟲(chóng)圍繞在燈源旁。室內(nèi)會(huì)變得更加干凈衛(wèi)生整潔。6：電壓可調(diào)80V－245V傳統(tǒng)的日光燈是通過(guò)整流器釋放的高電壓來(lái)點(diǎn)亮的，當(dāng)電壓降低時(shí)則無(wú)法點(diǎn)亮。而LED燈具在一定范圍的電壓之內(nèi)都能點(diǎn)亮，還能調(diào)整光亮度.7：省電壽命長(zhǎng)LED日光燈的耗電量是傳統(tǒng)日光燈的三分之一以下，壽命也是傳統(tǒng)日光燈的10倍，與傳統(tǒng)日光燈亮度基本一致，正常使用壽命為3萬(wàn)小時(shí)以上，節(jié)電高達(dá)80％，可以長(zhǎng)期使用而無(wú)需更換，減少人工費(fèi)用。更適合于難于更換的場(chǎng)合。8：堅(jiān)固牢靠LED燈體本身使用的是環(huán)氧樹(shù)脂而并非傳統(tǒng)的玻璃，更堅(jiān)固牢靠，即使砸在地板上LED也不會(huì)輕易損壞，可以放心地使用。9：通用性好LED日光燈外型、尺寸與傳統(tǒng)的日光燈一樣，可替代傳統(tǒng)燈具。10：色彩豐富充分利用LED色彩豐富的優(yōu)勢(shì)制作各種發(fā)光顏色的燈。 電路參數(shù)分析Ⅰ、ⅣⅤⅥ計(jì)算三極管深度飽和時(shí)所需基極電流IBS： （）IBS稱為飽和基極電流。為使三極管處于飽和工作狀態(tài)，必須保證iB≥IBS。用于開(kāi)關(guān)電路的三極管一般都具有很小的VCE(sat)和RCE(sat)。.在VB4》VCE(sat)、RH》RCE(sat)的情況下，可將式（）近似為 （）∵ VB4=12V, RH=，β=400∴ IBS =Ⅱ計(jì)算R9的阻值因?yàn)槁曇艉凸庑盘?hào)經(jīng)過(guò)TC4081BP芯片處理后，得到輸出電壓VB=12V?！遃BE(sat) =, ∴根據(jù)iB≥IBS，得≥IBS （）∴ （歐姆）∴R9要選用阻值小于440Ω的電阻Ⅲ燈泡回路相關(guān)參數(shù)燈泡額定功率P=25W，R=1936Ω，電源為U=220V，f=50HZ的交流電 圖11　　　　　　　　聲光控制樓道開(kāi)關(guān)電路原理圖　　　　　　　　　　　　 圖 12第2章 電源模塊　　　這一章詳細(xì)介紹電源模塊的電路設(shè)計(jì)，電路中各個(gè)器件參數(shù)確定的相關(guān)分析，其工作原理及其他類(lèi)似的設(shè)計(jì)。為整個(gè)電路提供5V、12V的直流電源，是電路的動(dòng)力來(lái)源。電源電路的設(shè)計(jì)　　　電源電路采用降壓、整流、濾波和穩(wěn)壓的組合電路，將220V的交流電壓變?yōu)?V和12V的直流電壓。模塊圖如圖 21　　　 　　　圖 21　　　降壓過(guò)程是將220V單相交流電壓直接輸入有一定匝數(shù)比的變壓器，得到降壓后的電壓。然后將變壓器副邊的交流電壓通過(guò)單相橋式整流電路，得到脈動(dòng)系數(shù)較大的直流電壓。為了減小電壓的脈動(dòng)，將經(jīng)過(guò)整流橋整流后的直流電壓通入由濾波電容構(gòu)成的濾波電路，使輸出較為平滑的電壓。要得到穩(wěn)定的直流電源需將濾波后的電壓輸入穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路有電阻個(gè)穩(wěn)壓二極管構(gòu)成，利用二極管的穩(wěn)壓特性，使得到不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)載電阻變化影響的穩(wěn)定性較高的直流電壓?！　　　　　‰娫措娐返墓ぷ髟砑跋嚓P(guān)參數(shù)的分析電源電路原理圖：　　　　　　圖 22　　　為了得到5V和12V的直流電源，將220V頻率為50的單項(xiàng)正弦波交流電輸入變壓器，其原邊