【正文】 整個(gè)電路一般僅需調(diào)試光控靈敏度和調(diào)節(jié)電位。最后， RP 調(diào)節(jié)孔和 X1X4還要用絕緣蓋罩住。焊接時(shí)， 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。因此采用了一只壓敏電阻 R7，它可以將高峰脈沖吸收，使 Q2 不受損壞。為此將 3 管腳輸出的高電平通過(guò) D1加至它的 11 管腳，使振蕩電路停止工作并一直維持到天亮。當(dāng)?shù)竭_(dá)定時(shí)時(shí)間后， IC2 的 3 管腳輸出高電平， Q1 截止， Q2關(guān)斷，霓虹燈熄滅。式中的 N 是分頻器的分頻系數(shù)，在本電路中將分頻電路中 CD4060的 3 管腳的輸出作為定時(shí)控制信號(hào)，分頻系數(shù)為 RC 元件數(shù)值，當(dāng) S斷開(kāi)時(shí)，接入振蕩電路的總電阻值 3MΩ，定時(shí)時(shí)間約 6 小時(shí)，適合冬季使用；當(dāng) S閉合時(shí)，接入振蕩電路的總電阻值為 2MΩ，定 時(shí)時(shí)間約為 4小時(shí)，適合夏季使用。定時(shí)振蕩器的振蕩頻率可由公式 f=1/[（ R1+R4） C2]決定。由振蕩器輸 出的頻率，通常是由為分頻器提供分頻器信號(hào)源。所謂的振蕩器實(shí)際上是兩個(gè)反向器，這兩個(gè)反向器可以通過(guò)在外部連接一個(gè)適應(yīng)晶體或者一個(gè) RC元件，組成振蕩器。 CD4060 屬于數(shù)字集成電路，它的內(nèi)部包含有 14 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)分頻器，還有一個(gè)振蕩器。晚上， RL1 失去外界光照呈高阻，使 IC1 輸入端高壓小于 1/3Vdd，其輸出端跳變?yōu)楦唠娖剑?IC2 和 Q1 才得以通電，使 Q2觸發(fā)導(dǎo)通，燈進(jìn)入工作狀態(tài)。時(shí)基電路 IC光敏電阻 RL1 等元件組成光控開(kāi)關(guān)， IC1在電路中接成了光控施密特觸發(fā)器。電路中 R6 和 C6是用來(lái)吸收干擾脈沖的，使電路工作保持穩(wěn)定。 由 NE555 組成的施密特電路，作為光控開(kāi)關(guān)電路。如果兩者一通一斷，則燈熄滅。 整個(gè)開(kāi)關(guān)電路由電源變換、光控開(kāi)關(guān)、定時(shí)開(kāi)關(guān)和交流無(wú)觸電開(kāi)關(guān)四部分 組成。 第 節(jié) 整體電路分析 原理圖采用 protel 軟件繪制，其軟件功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單，一直受到電子行業(yè)的青睞，以下是菜用 protel 繪制的原理圖。 利用電容的充電延時(shí)原理，我們只要在信號(hào)的輸入端加上一個(gè)電容，如下圖 所示。當(dāng)然，也可反過(guò)來(lái)利用放電。你只需檢測(cè)電容兩端電壓就能實(shí)現(xiàn)延時(shí)。 電容是聚集電荷的，你可把它想象成個(gè)水杯，充放電就是充放水。 以上資料是采用運(yùn)放做比較的一種欠壓保護(hù)電路，在我們的電路中，只采用了簡(jiǎn)單的減壓保護(hù)電路。 3842 峰值電流控制芯片在單端開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用極為普遍，其應(yīng)用技術(shù)也非常成熟，但出于新的設(shè)計(jì)需要，電源設(shè)計(jì)者們至今仍需不斷地去 探索嘗試它的新的應(yīng)用方法。 R5 的作用主要是防止在光耦截止時(shí)，三極管 Q1的基極浮空，一般取為幾十千歐。 R2 和 C1主要為電源起動(dòng)時(shí)提供必要的保護(hù)延時(shí)時(shí)間， C1 的電壓從 0V上升到 所用的時(shí)間即為保護(hù)延時(shí)時(shí)間， 應(yīng)大于電源的電壓上升時(shí)間，因而應(yīng)滿(mǎn)足 （ 2在輸入電壓較高時(shí)（例如 300Ｖ dc），北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 流過(guò) R1 的電流近似為恒流，典型值為 。 本電路在設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免了各阻容元件間有過(guò)多的關(guān)聯(lián)，因而使得電路計(jì)算非常明確簡(jiǎn)單，這也為電源調(diào)試和維修帶來(lái)很大的方便。 C1 通過(guò) R D R4放電，以保證在下周期工作開(kāi)始時(shí)，能獲得必要的保護(hù)延時(shí)時(shí)間（加入 D R4 的目的是為了加快 C1 的放電速度，這兩個(gè)元件也可以不要）。 電壓值越接近于 ，電源的欠壓保護(hù)動(dòng)作也就越靈敏。 北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖 單光耦自恢復(fù)欠壓保護(hù)電路的基本應(yīng)用電路 在電源輸出端出現(xiàn)微弱欠壓時(shí)，采樣比較放大器 TL431 會(huì)立即停止下拉電流，反饋控制光耦迅速關(guān)斷，光耦中不再流過(guò)電流 If，三極管 Q1 截止，電阻 R3 失去了分壓作用，電容 C1上的電壓很快由 充至 以上。此時(shí)，由于 2 腳電壓低于， 3842 的誤差放大器會(huì)完全截止，而且在電源輸出電壓達(dá)到正常值以前，光耦中也不會(huì)有 If 流過(guò)，所以 PWM 比較器的比較電壓為高電平（ 1V），電源開(kāi)始工作，次級(jí)電容 E2開(kāi)始被充電。 在電源上電后，電容 E1開(kāi)始充電，當(dāng) E1 電壓充至 16V 時(shí)， 3842 開(kāi)始工作。如何能用較少的元件、較簡(jiǎn)單的方法、更有效地完成電源的欠壓檢測(cè)、欠壓保護(hù)及自恢復(fù)功能，是本文所介紹的欠壓保護(hù)電路的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。 另外，在一些特定應(yīng)用場(chǎng)合，要求電源在出現(xiàn)過(guò)載或短路欠壓時(shí)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(wú)須重新上電即可自動(dòng)恢復(fù)工作的功能。最普通的次級(jí)直接檢測(cè)方法是在控制回路中額外增加光耦等元件（如圖 所示），當(dāng)輸出端出現(xiàn)欠壓時(shí)，光耦截止，觸發(fā)初級(jí)的附加控制電路迫使 3842 關(guān)閉。在初級(jí)功率管導(dǎo)通時(shí)，供電電壓幾乎全部加在功率管上，雖然采樣電阻 Rs 可以為功率管提供短時(shí)間的保護(hù)，但長(zhǎng)時(shí)間的短路必然會(huì)導(dǎo)致功率管?chē)?yán)重發(fā)北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 熱乃至損壞，所以在電源設(shè)計(jì)時(shí)必須增加欠壓檢測(cè)和保護(hù)電路，當(dāng)檢測(cè)到電源輸出端出現(xiàn)欠壓現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)關(guān)閉電源控制器 ，以防電源損壞 [15]。 單光耦自恢復(fù)欠壓保護(hù)電路以 3842 單端反激 電源為例，當(dāng)電源供電電壓過(guò)低或電源輸出端過(guò)載、短路時(shí)，電源的初級(jí)電流都會(huì)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)。 圖 3842 控制電路二 停 止?fàn)顟B(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(jiǎn)單易行，也可避免因誤差放大器補(bǔ)償不當(dāng)造成的電源工作不穩(wěn)定，在電源設(shè)計(jì)中也獲得了廣泛應(yīng)用。 圖 3842 控制電路一 補(bǔ)償電路 Zi 和 Zf 可以為控制回路提供必要的零極點(diǎn)補(bǔ)償，通過(guò)對(duì)控制回路傳遞函數(shù)的校正，使電源的動(dòng)態(tài)響應(yīng)得到改善。圖 、圖 是兩種常用的 3842 控制電路。 3842 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其控制電路 3842 的工作原理已為大家所熟知，本文在此不作重復(fù)介紹。在設(shè)計(jì)保護(hù)電路時(shí)，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(jiǎn)單明了，避免繁復(fù)。如果增加一個(gè)三極管緩沖器 (圖)，就可以降低對(duì)并聯(lián)穩(wěn)壓器電流的需求，但也提高了設(shè)計(jì)成本。因此，如何提高 OVP 器件的最大輸入電壓是一件有意義的事情。如果增加一個(gè)三極管緩沖器 ()，就可以降低對(duì)并聯(lián)穩(wěn)壓器電流的需求，但也提高了設(shè)計(jì)成本。因此，如何提高 OVP 器件的最大輸入電壓是一件有意義的事情。如果增加一個(gè)三極管緩沖器 (圖 3)，就可以降低對(duì)并聯(lián)穩(wěn)壓器電流的需求，但也提高了設(shè)計(jì)成本。因此，如何提高 OVP 器件的最大輸入電壓 是一件有意義的事情。本文討論了兩種類(lèi)似應(yīng)用：增大電路的最大輸入電壓，在過(guò)壓情況發(fā)生時(shí)利用輸出電容存儲(chǔ)能量。 過(guò)壓保護(hù) (OVP)器件數(shù)據(jù)資料中提供的典型電路可以滿(mǎn)足大多數(shù)應(yīng)用的需求如 圖。器件通過(guò)控制外部串聯(lián)在電源線(xiàn)上的 n溝道 MOSFET 實(shí)現(xiàn)。壓敏電阻器應(yīng)選用標(biāo)稱(chēng)值為 360V 的氧化鋅壓敏電阻器。當(dāng)電源電壓過(guò)高時(shí)，壓敏電阻器 RV 擊穿放電，破壞了原電路的平衡狀態(tài)，認(rèn)中有感應(yīng)電壓輸出，由電位器 RP1 檢出的信號(hào)便會(huì)觸發(fā)雙向晶刊管飽和導(dǎo)通，致使流過(guò)保險(xiǎn)絲 FU 的電流劇增而使其很快熔斷，從而達(dá)到過(guò)壓保護(hù)的目的 [4]。 北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 過(guò)壓檢測(cè) 電路 該過(guò)壓保護(hù)電路如圖所示。 第 節(jié) 過(guò)壓、欠壓保護(hù)電路分析 過(guò)壓保護(hù)電路 圖 過(guò)壓電路 過(guò)壓電路采用壓敏電阻組成，當(dāng)電壓升高時(shí)候， R7 擊穿導(dǎo)通，使 220 短路，這時(shí)保險(xiǎn)或者空氣開(kāi)關(guān)跳閘，實(shí)現(xiàn)了過(guò)壓保護(hù)電路，常見(jiàn)的過(guò)壓保護(hù)電路有很多，比如比較電壓方式，還有采取瞬間短路的方法，在我們這個(gè)電路中，采用的是瞬間短路，下面我我們看下常見(jiàn)到過(guò)壓保護(hù)電路以及工作過(guò)程。 在電路中 ,BT136 的 A 為電壓輸入端， K為電壓輸出端， G為控制端，也就說(shuō)，當(dāng)控制腳，給上電壓后， A,K 就導(dǎo)通了，相當(dāng)于繼電器的觸點(diǎn)閉合，而優(yōu)點(diǎn)就 是沒(méi)有噪聲，經(jīng)久耐用，效率高。它的出現(xiàn)，使半導(dǎo)體技術(shù)從弱電領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電領(lǐng)域，成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、軍事科研以至商業(yè)、民用電器等方面爭(zhēng)相采用的元件 [11]。 圖 雙向可控硅 北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 而 可控硅 又是可控硅整流元件的簡(jiǎn)稱(chēng) ,是一種具有三個(gè) 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(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)以快速接通或切斷電路，實(shí)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。 由于雙向可控硅的種種優(yōu)點(diǎn)，所以采用雙向可控硅做為開(kāi)關(guān)原件，以減少開(kāi)關(guān)磨損 ，觸點(diǎn)打火老化等， 在電路中 即采用了雙向可控硅 BT136。 可控硅的優(yōu)點(diǎn)很多，例如：以小功率控制大 功率 ， 功率放大倍數(shù)高達(dá)幾十萬(wàn)倍；反應(yīng)極快，在微秒級(jí)內(nèi)開(kāi)通、關(guān)斷；無(wú)觸點(diǎn)運(yùn)行，無(wú)火花、無(wú) 噪音 ；效率高，成本低等等。它只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種狀態(tài)。又由于可控硅最初應(yīng)用于可控 整流 方面所以又稱(chēng)為硅可控整流元件，簡(jiǎn)稱(chēng)為可控硅 SCR。其英文名稱(chēng) TRIAC即三端雙向交流開(kāi)關(guān)之意。 由于考慮到耐用，工作穩(wěn)定等因素，在電路中 我采用了無(wú)觸點(diǎn)方式的可控硅開(kāi)關(guān)器件， 雙向可控硅 [14]。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制 電路 中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種 “ 自動(dòng)開(kāi)關(guān) ” 。 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(jì)（論文） 24 繼電器是一種電控制 器件 。 電路中 R6,C6 組成了抗光干擾延時(shí)電路，以防止夜晚短暫瞬間光線(xiàn)（雷電，車(chē)輛燈光等干擾被控?zé)粽９ぷ鳎?。 器件的技術(shù)是在 C\P\的下降沿觸發(fā)進(jìn)行的，由于內(nèi)部 波形延遲， Q輸出的狀態(tài)不是同時(shí)改變的，因此易出現(xiàn)計(jì)數(shù)尖峰 。 4060 由一個(gè) 14 個(gè)主從觸發(fā)器和一個(gè)振蕩器組成，每個(gè)觸發(fā)器的輸出提供給下一個(gè)觸發(fā)器，每個(gè)觸發(fā)器輸出的信號(hào)頻率為前一級(jí)的一半，振蕩器的頻率由 OSC 和O\S\C\外接的晶體或 RC線(xiàn)路來(lái)控制 。 如下圖，為 4060 的典型應(yīng)用電路我們這個(gè)電路也采用電阻震蕩的方式， 4060 是北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 很 常用 的計(jì)時(shí)分頻電路。在 CP1（和 CP0）的下降沿計(jì)數(shù)器以二進(jìn)制進(jìn)行計(jì)數(shù)，在時(shí)鐘脈沖線(xiàn)上使用施密特觸發(fā)器對(duì)時(shí)鐘上升和下降時(shí)間無(wú)限制。 第 節(jié) 定時(shí)開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì) 定時(shí)電路由 4060集成電路完成 CD4060 由一震蕩器和 14 極二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器位組成，震蕩器的結(jié)構(gòu)可以是 RC 或晶振電路。 施密特觸發(fā)電路： 北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 施密特觸發(fā)電路 施密特觸發(fā)器也有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，但與一般觸發(fā)器不同的是，施密特觸發(fā)器采用電位觸發(fā)方式，其狀態(tài)由輸入信號(hào)電位維持；對(duì)于負(fù)向遞減和正向遞增兩種不同變化方向的輸入信號(hào)，施密特觸發(fā)器有不同的閥值電壓。 我們知道，當(dāng)光敏光受到光照射時(shí)候，電阻會(huì)變小，當(dāng)夜間時(shí)候電阻會(huì)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]。光敏電阻器對(duì)光的敏感性（即光譜特性）與人眼對(duì) 可見(jiàn)光 （ ~） μm 的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化 。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由 半導(dǎo)體材料 制成的。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源 的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使 光敏電阻器 的阻值迅速下降。 北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 光敏電阻 （線(xiàn)條這面為感光面） 光敏電阻又稱(chēng) 光導(dǎo)管 ，常用的制作材料為 硫化鎘 ，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。 信號(hào)采集，為了能準(zhǔn)確的分辨白天與黑夜，市面上有兩種感光元件，分別是感光電阻，與感光二極管，常用的還是光敏電阻，由于其價(jià)格便宜，使用簡(jiǎn)單，與電阻使用 是一樣的，所有受到電子愛(ài)好者的青睞，在我們的電路中，也采用這個(gè)元件，下面我們來(lái)看下在電路的信號(hào)采集電路，以及信號(hào)分析。只要施密特觸發(fā)器的 vt+和 vt設(shè)置得合適，均能收到滿(mǎn)意的整形效果 [10]。當(dāng)傳輸線(xiàn)上的電容較大時(shí)，波形的上升沿將明顯變壞；當(dāng)傳輸線(xiàn)較長(zhǎng)，而且接受端的阻抗與傳輸線(xiàn)的阻抗不匹配時(shí)，在波形的上升沿和下降沿將產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象；當(dāng)其他脈沖信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)間的分布電容或公共電源線(xiàn)疊加到矩形脈沖 信號(hào)時(shí)，信號(hào)上將出現(xiàn)附加的噪聲。 當(dāng)輸入電壓由低向高增加，到達(dá) V+時(shí)，輸出電壓發(fā)生突變，而輸入電壓 Vi由高變低，到達(dá) 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(duì)于要求一定延遲啟動(dòng)的電路，它是特別適用的 。 利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的正反饋?zhàn)饔?，可以把邊沿變化緩慢的周期性信?hào)變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號(hào)。 它是一種閾值開(kāi)關(guān)電路，具有突變輸入 —— 輸出特性的門(mén)電路。在輸入信號(hào)從低電平上升到高電平的過(guò)程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱(chēng)為正向閾值電壓，在輸入信號(hào)從高電平下降到低電平的過(guò)程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱(chēng)為負(fù)向閾值電壓。 北京化工大 學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 施密特出發(fā)電 路 門(mén)電路有一個(gè)閾值電壓，當(dāng)