【正文】 在實際使用時，該光控定時開關(guān)應(yīng)避開風雨侵蝕和燈光直射處，選擇在 RL 感受自然光良好的地方予以固定。 北京化工大 學北方學院畢業(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。定時時間T=[（ R1+R4） C2]N。如果通過連接 RC元件組成振蕩器，這個振蕩器的震蕩頻率可由公式 f=1/（ ）來決定。 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。 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。 本電路中， NE555（ IC1）組成施密特電路，作為光控開關(guān)電路； CD4060（ IC2）組成定時電路，作為自動定時開關(guān)控制電路。 北京化工大 學北方學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 RL1R6100k1KR10RPot625 1384U1555C7CapC6100UF1612310 1198U2CD4060C547PC416r9VD1Diode 1N4148R3R42MR11MC2Q1PNPR530KR830KQ2Triac R7Res VaristorC347PD1Diode 1N4001D2Diode 11DQ03C1R230K12P2Header 21 2P1Header 2 圖 總體電路圖 整體電路圖，如圖 所示。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。在充電過程中，電壓是慢慢的上升的，放電反之。本文所介紹的單光耦自恢復(fù)欠壓保護電路的設(shè)計簡潔、功能完善，在實際電源設(shè)計中已多次使用，實踐證明使用效果良好，有關(guān)它的設(shè)計思路也可用于其它電源控制芯片的欠壓保護電路設(shè)計中 。 1） 其中 是三極管 Q1 的飽和管壓降。 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。 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 E1電壓下降到 10V 時， 3842 停止工作， 3842 的 8 腳變?yōu)榱汶妷骸Ｔ?C1被充電至 前，由于次級輸出電壓已達到正常值 ，反饋控制回路開始起作用，采樣比較放大器 TL431 開始下拉電流，光耦中有電流 If流過，三極管 Q1 飽和導通， C1 通過 R3放電， 2腳電壓最終被穩(wěn)定在 R2和 R3 的分壓值 上（ ）， PWM 比較器的比較電壓完全由反饋光耦調(diào)節(jié)控制，電源進入了穩(wěn)定工作狀 態(tài)。 是單光耦自恢復(fù)欠壓保護電路的基本應(yīng)用電路。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。特別是當輸出端短路時，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)。在圖 所示的控制電路中，由于 2腳接地， 3842 的誤差放大器始終處于截止狀態(tài)， PWM 比較器的比較電壓直接由反饋光耦控制，這種控制方法簡單易行，也可避免 。值得注意的是 3842誤差放大器的輸出結(jié)構(gòu)，在 2腳接地時，誤差放大器會完全截止，不再吸入電流，這北京化工大 學北方學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 就使 3842 的應(yīng)用具有了一定的靈活性。 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。 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。 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。 北京化工大 學北方學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 圖 過壓保護器 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。當電壓超過用戶設(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。 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。 下圖列出了通過壓敏電阻的方式做的過壓檢測電路。 由于 BT136 在家用電路，變頻電路，調(diào)光，調(diào)溫，調(diào)速等電路很常用，有由于其擊穿電壓高，輸出電流大， 故選用此原件。 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 。 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，標稱電流應(yīng)降級使用。 雙向可控硅是 一種以硅單晶為基本材料的 P1N1P2N2 四層三端 器件 ，創(chuàng)制于1957 年，由于它特性類似于真空 閘流管 ，所以國際上通稱為硅 晶體 閘流管，簡稱 可控硅 T。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。 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) 。 當 CR 為高電平時候， 器件復(fù)位，所有 Q 變?yōu)榈碗娖?，同時振蕩器被禁止， OSC為低電平， O\S\C為高電平。 CC4060 提供了 16 引線多層陶瓷雙列直插（ D）、熔封陶瓷雙列直插（ J）、塑料雙列直插（ P）和陶瓷片狀載體（ C） 4 種封裝形式。 由 555 組成的施密特觸發(fā)電路， 當晚上時候， RL1 電阻很大，在 RP兩端產(chǎn)生的電壓升高， 當 2,6 引腳上的電壓 小于 2/3Vcc 電壓 時，（ VCC=），這時超過 555 的閾值， 555 的 3 腳呈現(xiàn)高電平，輸出的高電平為 CD4007 提供了所需要的電能，當白天時候， RL 電阻減小， 2,6 引腳上的電壓大于 2/3Vcc，這時候 555 的第三引腳輸出低電平，后面的 CD4060 沒有得到供電，所以不工作 。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。 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）。 圖 信號采集電路 其中 RL1 為光敏電阻，其 實物圖為下圖，有一個接受面，在做實驗室要將接受面朝外。無論出現(xiàn)上述的那一種情況，都可以通過用施密特反相觸發(fā)器整形而得到北京化工大 學北方學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 比較理想的矩形脈沖波形。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。正向閾值電壓與負向閾值電壓之差稱為回差電壓。其延時范圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久 ， 它的操作電源范圍極大，可與 TTL，CMOS 等邏輯電路配合，也就是它的輸出電平及輸入觸發(fā)電平，均能與這 些系列邏輯電路的高、低電平匹配 ， 其輸出端的供給電流大，可直接推動多種自動控制的負載 ， 它的計時精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價格便宜 ，所以在本電路中，采用 555這個器件，由于 555的組合電路相當之多，在這里我們采用由 555組成的施密特觸發(fā)電路，下面我們看下什么是施密特觸發(fā)電路。 北京化工大 學北方學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 第 節(jié) 光控開關(guān)電路設(shè)計 光控開關(guān)由感光元件（光敏電阻）采集信號 ， 555 電路做延時控制輸出與檢測 。 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。 北京化工大 學北方學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 （ 5） 同樣 ,電容降壓不適合容性和感性負載。而且電容的耐壓須在 400V 以上。因此 ,電容降壓 實際上是利用容抗限流。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。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 。 如此重復(fù)下去，結(jié)果在 Rfz 上便得到全波整流電壓。 橋式整流器是利用二極管的單向?qū)ㄐ赃M行整流的最常用的電路，常用來將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟? 變壓器就是將大電壓，轉(zhuǎn)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）。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。諧振轉(zhuǎn)換器（ ResonantConverter ， RC）、準諧振轉(zhuǎn)換器（ QunsiTesonant Converter，QRC）、多諧振轉(zhuǎn)換器（ Mu1tiResonantConverter， MRC）、零電壓開關(guān) PWM 轉(zhuǎn)換器（ ZVS PWM Converter）、零電流開關(guān) PWM轉(zhuǎn)換器（ ZCS PWM Converter）、零電壓轉(zhuǎn)換（ ZeroVo1tageTransition， ZVT） PWM轉(zhuǎn)換器和零電流轉(zhuǎn)換（ Zero Vo1tageTransition， ZVT） PWM 轉(zhuǎn)換器等，均屬于軟開關(guān)直流轉(zhuǎn)換器。它關(guān)斷時，在外電壓的作用下， 其寄生電容充滿電，如果在其開通前 不將這一部分電荷放掉，則將消耗于器件內(nèi)部，這就是容性開通損耗。軟開關(guān) DC/DC 轉(zhuǎn)換器的開關(guān)管，在開通或關(guān) 斷 過 程 中 ， 或 是 加 于 其 上 的 電 壓 為 零 ， 即 零 電 壓 開 關(guān)（ ZeroVoltageSwitching， ZVS），或是通過開關(guān)管的電流為零，即零電流開關(guān)（ ZeroCurrent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。 按能量的傳輸來分， DC/DC 轉(zhuǎn)換器有單向傳輸和雙向傳輸兩種。 隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器在實現(xiàn)輸出與輸入電氣隔離時，通常采用 變壓器 來實現(xiàn)，由于變壓器具有變壓的功能，所以有利于擴大轉(zhuǎn)換器的輸出應(yīng)用 范圍，也便于實現(xiàn)不同電壓的多路輸出，或相同電壓的多種輸出。單管 DC/DC 轉(zhuǎn)換器共有六種，即降壓式（ Buck） DC/DC 轉(zhuǎn)換器 ，升壓式（ Boost） DC/DC 轉(zhuǎn)換器、升壓降壓式（ Buck Boost） DC/DC 轉(zhuǎn)換器、 Cuk DC/DC轉(zhuǎn)換器、 Zeta DC/DC 轉(zhuǎn)換器和 SEPIC DC/DC 轉(zhuǎn)換器。單管的 DC/DC轉(zhuǎn)換器有正激式（ Forward）和反激式（ Flyback）兩種。因此直流開關(guān) 電源的分類是依賴 DC/DC轉(zhuǎn)換器分類的。另外開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護環(huán)境方面都具有重要的意義。開關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。這有效的節(jié)省了人力資源。在高壓開關(guān)領(lǐng)域，智能化開關(guān)發(fā)展迅速，其動力首先來自電 力系統(tǒng)越來越高的可靠性要求及其越來越高的自動化程度。定時 /計數(shù)器是單片機芯片中最基本的外圍接口，也是單片機的最重要的組成部分，它的用途廣泛，常為測試時間、速度、頻率、脈寬提供定時脈沖信號等。“光控照明電路的制作主要是利用半導體光電器 —— 光敏電阻的特性制作而成的。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)。 霓虹燈光控定時開關(guān)電路的設(shè)計，是通過作者大學期間學到有關(guān)數(shù) 字電路，傳感器，通信原理等知識。 減少霓虹燈的過度浪費使用，已經(jīng)到了刻不容緩的地步。世界各國無論大中小城市、城鎮(zhèn)、人口聚集地都會有大量的霓虹燈廣告牌。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。這是一個不科學地開關(guān)霓虹燈的方法。 21 世紀的今天中國霓虹燈企業(yè)不斷地走進國際舞臺，產(chǎn) 品遠銷歐美等國際市場，在國際這個大舞臺上扮演著越來越重要的角色。以科學合理的城市景觀照明規(guī)劃作為指導和依據(jù)實施城市的景觀照明工程建設(shè)和管理，不僅可以美化城市，提高城市文化品位北京化工大 學北方學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 和城市風貌水平，提升和展示現(xiàn)代化 文明城市的形象，而且可以通過改善投資環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量，活躍和繁榮城市夜間經(jīng)濟，為城市經(jīng)濟發(fā)展注入新的活力，帶動照明、商業(yè)、旅游、文化、餐飲、廣告、經(jīng)濟事業(yè)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并對城市周邊地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展起帶動和輻射作用，增強商家投資、經(jīng)商、辦企業(yè)的信心，加快城市建設(shè)發(fā)展的步伐，甚至在城市的交通、治安等方面能帶來相關(guān)效益，其積極作用是顯而易見的?！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?；蚴且?guī)劃設(shè)計不規(guī)范，以臨時的方案設(shè)計代替展項設(shè)計規(guī)劃等。 第 霓虹燈存在的問題與照明節(jié)能 城市照明規(guī)劃與節(jié)能 （ 1）城市景觀燈照明的規(guī)劃 近幾十年來，我國城市景觀燈照明工作取得了令人矚目的成就，但同時也出現(xiàn)了