【正文】 7 穩(wěn) 壓 二 極 管 原 理 圖 同步觸發(fā)電路設計同步觸發(fā)電路如圖 38 所示由單結(jié)晶體管、晶閘管、電阻、電容、和電位器組成，它的工作原理如下，在交流電的每半個周期內(nèi)，當電容 C1 上充電電壓達到單結(jié)晶體管 VU1 的導通電壓時，VU1 由截止變?yōu)閷?，電?C1 通過 VU1放電，其放電電流在電阻如 R3 上形成一個尖脈沖，觸發(fā)晶閘管 VTH1 導通，燈泡點亮。 這 個 近 似 不 變 的 電 壓 稱 為 齊 納 電 壓 （ 隧 道 擊 穿 ） 或 雪 崩 電 壓（ 雪 崩 擊 穿 ） 。 當 反 向 電 壓 比 較 高 時 ， 在 位 壘 區(qū) 內(nèi) 將 可 能產(chǎn) 生 大 量 載 流 子 ， 受 強 電 場 作 用 形 成 大 的 反 向 電 流 ， 而 電 壓 亦 基 本 不 變 ， 為雪 崩 擊 穿 。 結(jié) 構(gòu) 同 整 流 二 極 管 。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 18Dec2022 Sheet of File: C:\Users\Administrator\Desktop\交交\MyDesign1. ddbDrawn By:1234交交 2 2 0 V D1D2D3 D4R151KVS12V交交交交 rfz5kXxx 大學畢業(yè)設計（論文）10 圖 36 全 波 整 流 穩(wěn) 壓 電 路 穩(wěn)壓二極管介紹穩(wěn) 壓 二 極 管 工 作 原 理 一 種 用 于 穩(wěn) 定 電 壓 的 單 偽 結(jié) 二 極 管 。從圖 36 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電壓的最大值，比全波整洗電路小一半。如此重復下去，結(jié)果在 rfz，上便得到全波整流電壓。電路中構(gòu)成Dl、rfz 、D3 通電回路，在 rfz 上形成上正下負的半波整洗電壓，e2 為負半周時，對 DD4 加正向電壓，DD4 導通；對 DD3 加反向電壓，DD3截止。半橋是將兩個二極管橋式整流的一半封在一起,用兩個半橋可組成一個橋式整流電路,一個半橋也可以組成變壓器帶中心抽頭的全波整流電路, 選擇整流橋要考慮整流電路和工作電壓。 應 用 于 各 種 電 源 設 備 。 圖 35 用 D 觸 發(fā) 器構(gòu) 成 的 雙 穩(wěn) 態(tài) 電 路 。 如 果 再 在 CL 端 輸 入 一 正 脈 沖 信 號 ， 將 D 端 低 電 平 送 入 觸 發(fā) 器 ， 為 0 ， 為 1 ， 電 路 保 持 在 這 一 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 。 假 定 此 時 D 觸 發(fā) 器 =0 時 ， =1 ， 從 觸 發(fā) 端 CL 輸 入 一 正脈 沖 ， 觸 發(fā) 器 將 D 端 高 電 平 送 入 觸 發(fā) 器 ， 觸 發(fā) 器 翻 轉(zhuǎn) ， 端 變 為 1 、 Q端 變 為 0 。 D 觸 發(fā) 器 有 兩 個 互 補 的 輸 出 端 與 ， 可 構(gòu) 成 兩 個 穩(wěn) 定 狀 態(tài) ： 當 =1時 ， =0 ， 反 之 當 =0 時 ， =1 。 在 外 加 輸 入 觸 發(fā) 信 號 作 用 下 ， 雙 穩(wěn) 態(tài) 電 路 從 一 個穩(wěn) 定 狀 態(tài) 翻 轉(zhuǎn) 到 另 一 個 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 。 電 路 始 終 處 于 原 來 的 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber Revisio nSizeBDate: 17 Dec201 0 Sh eet of File: H:\ b Drawn By:S6CLK3D5R4Q 1Q 2ADR1R22M R3 UVCC交交交交交交交交Xxx 大學畢業(yè)設計（論文）8圖 34 用 D 觸 發(fā) 器 構(gòu) 成 的 單 穩(wěn) 態(tài) 電 路 CD4013雙上升沿 D 觸發(fā)器構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)電路工作原理在 電 子 電 路 中 。圖 34 所 示 是 用 CD4013雙 上 升 沿 D 觸 發(fā) 器 構(gòu) 成 的 單 穩(wěn) 態(tài) 觸 發(fā) 器脈 沖 整 形 電 路 。 M 為 觸 摸 電 極 片 ， 手 指 摸 一 下 M， 使 人 體 泄 漏 的 交 流 電 在 R4 上的 壓 降 ， 其 正 半 周 信 號 進 入 IC 的 第 3 腳 即 單 穩(wěn) 態(tài) 電 路 的 CP 端 ， 使 單 穩(wěn) 態(tài) 電路 反 轉(zhuǎn) 進 入 瞬 時 ， 其 輸 出 端 Q 即 1 腳 由 原 來 的 低 電 位 跳 變 為 高 電 位 ， 此 高 電位 經(jīng) R3 向 C2 充 電 ， 使 4 腳 即 R3 端 的 電 位 上 升 ， 當 上 升 到 復 位 (Reset)電 位時 ， 單 穩(wěn) 態(tài) 電 路 復 位 ， 1 腳 恢 復 低 電 位 。 外 引 腳 排 列 圖 如 圖 32 所 示 ：表 31 CD4013 功能表輸入 輸出CP D Rn Sn Q ↑↑↓010001010000110 11 0保 持0 11 01 1圖 32 CD4013 的 外 引 腳 排 列 圖1 腳 是 原碼輸出端 8 腳 是 直 接 復 位 端○1 ○82 腳 是 反 碼 輸 出 端 9 腳 是 數(shù) 據(jù) 輸 入 端○2 ○93 腳 是 時 鐘 輸 入 端 10 腳 是 直 接 復 位 端○3 ○104 腳 是 直 接 復 位 端 11 腳 是 時 鐘 輸 入 端○4 ○115 腳 是 數(shù) 據(jù) 輸 入 端 12 腳 是 反 碼 輸 出 端○5 ○126 腳 是 直 接 復 位 端 13 腳 是 原 碼 輸 出 端○6 ○137 腳 接 地 14 腳 是 電 源○7 ○141 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleN u m b er R ev is io nSizeBD ate: 1 1 D ec2 0 1 0 Sh eet o f File: C :\D o cu m en ts an d Settin g s \A d m in is trato r\交 交 \M y D es ig n 3 . d d bD aw n B y :U ?C OM P ON EN T_ 11 2 3 4 5 6 7 14 13 12 11 10 9 8Q1Q1CP1R1D1S1 VSSVDDQ2Q2CP2R2D2S2C D4 0 1 3Xxx 大學畢業(yè)設計（論文）7圖 33 CD4013雙 上 升 沿 D 觸 發(fā) 器 的 封 裝 圖 CD4013雙上升沿 D 觸發(fā)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路工作原理單 穩(wěn) 態(tài) 觸 發(fā) 器 具 有 以 下 特 點 ： 第 一 ， 它 只 有 一 個 暫 穩(wěn) 狀 態(tài) ； 第 二 ， 在 外來 觸 發(fā) 信 號 的 作 用 下 ， 能 夠 由 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 翻 轉(zhuǎn) 到 暫 穩(wěn) 態(tài) ； 第 三 ， 暫 穩(wěn) 狀 態(tài) 維 持一 段 時 間 后 ， 將 自 動 返 回 到 穩(wěn) 定 狀 態(tài) ， 而 暫 穩(wěn) 態(tài) 時 間 的 長 短 與 觸 發(fā) 脈 沖 無 關(guān) ，僅 取 決 于 電 路 的 參 數(shù) 。此正脈沖將直接加到CD4013B 的 3 腳即雙穩(wěn)態(tài)電路的 CP 端，使雙穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)一次，其輸出端 Q即 1 腳電平就改變一次。如 圖 31 觸 摸 開 關(guān) 電 路 工 作 原 理 如 下 ： M 是觸摸電極片，手指摸一下M，人體泄漏的交流電在電阻 R12 上的壓降，其正半周信號進入 CD4013A 的 3腳即單穩(wěn)態(tài)電路的 CP 端，使單穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)進入暫態(tài)，其輸出端 Q 即 1 腳由原來的低電平跳變?yōu)楦唠娖?，此高電平?jīng) R13 向 C4 充電，使 4 腳即 R 端電位上升，當上升到復位電平時，單穩(wěn)態(tài)電路復位，1 腳恢復低電平。 觸摸開關(guān)電路設計觸 摸 開 關(guān) 電 路 由 CD401 電 容 、 電 阻 、 觸 摸 金 屬 片 等 組 成 。220v電源觸摸開關(guān)電路 同步觸發(fā)及延時電路調(diào)光緩變電路測光電路手動調(diào)光電路LED 光源整流穩(wěn)壓電路Xxx 大學畢業(yè)設計（論文）5第 3 章 單元電路的設計視 力 保 健 臺 燈 電 路 由 觸 摸 開 關(guān) 電 路 、 整 流 穩(wěn) 壓 電 路 、 同 步 觸 發(fā) 電 路 、 調(diào)光 緩 變 電 路 、 手 動 調(diào) 光 電 路 、 測 光 電 路 、 LED 光 源 等 組 成 。 主 要 原 因 是 ： CD4013 及 其外 圍 電 路 具 有 功 耗 低 、 實 用 性 強 、 開 關(guān) 速 度 快 、 抗 干 擾 能 力 強 、 工 作 電 壓 范圍 寬 、 成 本 低 、 質(zhì) 量 可 靠 等 優(yōu) 點 。Xxx 大學畢業(yè)設計（論文）4 方案框圖圖 21 視力保健臺燈電路的方框圖 框圖原理:電源接通后，當人體接觸觸摸開關(guān)時晶閘管導通，12v 電壓開始供電，此時調(diào)光緩變電路開始動作，燈的亮度逐漸由暗變亮，同時測光電路檢測環(huán)境溫度，自動調(diào)整燈光的亮度；還可根據(jù)個人喜好進行手動調(diào)光，不論調(diào)光緩變、測光，還是手動調(diào)光都是由同步出發(fā)電路控制加在 LED 兩端的電壓來實現(xiàn)的；當再次接觸觸摸開關(guān)時，12v 電源停止供電，燈的亮度逐漸變暗。通 過 兩 種 方 案 的 比 較 ， 考 慮 到 電 路 的 穩(wěn) 定 性 、 可 靠 性 、 經(jīng) 濟 性 和 實 用 性 ，可 以 看 出 集 成 電 路 更 適 合 本 次 電 路 的 設 計 。 （ 5） 觸 摸 開 關(guān) 電 路 ： 觸 摸 開 關(guān) 電 路 是 由 D 觸 發(fā) 器 CD4013 及 其 外 圍 元 件組 成 的 單 穩(wěn) 態(tài) 觸 發(fā) 器 和 雙 穩(wěn) 態(tài) 觸 發(fā) 器 構(gòu) 成 ， 每 觸 發(fā) 一 次 金 屬 片 ， 觸 發(fā) 器 的 輸出 狀 態(tài) 就 翻 轉(zhuǎn) 一 次 ， 控 制 晶 閘 管 的 導 通 、 關(guān) 斷 ， 從 而 控 制 了 臺 燈 的 開 關(guān) 。 （ 3） 調(diào) 光 緩 變 控 制 ： 通 過 電 容 的 充 放 電 ， 來 控 制 三 極 管 的 截 止 和 飽 和 ，使 其 內(nèi) 阻 隨 著 三 極 管 的 截 止 和 飽 和 改 變 ， 來 控 制 LED 燈 泡 漸 亮 漸 滅 。 （ 2） 同 步 觸 發(fā) 電 路 ： 通 過 電 容 上 的 充 放 電 速 度 ， 來 改 變 晶 閘 管 觸 發(fā) 相 位角 ， 使 得 晶 閘 管 的 導 通 角 不 同 ， 從 而 使 LED 燈 泡 的 亮 度 也 不 同 。方 案 二 ： 根 據(jù) 電 路 的 設 計 要 求 ， 還 可 采 用 集 成 電 路 CD4013 來 實 現(xiàn) LED視 力 保 健 臺 燈 觸 摸 開 關(guān) 電 路 的 設 計 。 根 據(jù) 分 立 元 件 傳 統(tǒng) 完 善 的 設 計 方 法 ， 分 立 元 件 電 路 要 長 時 間 穩(wěn) 定的 工 作 ， 必 須 提 高 應 用 系 統(tǒng) 的 可 靠 性 ， 提 高 可 靠 性 須 選 用 質(zhì) 量 高 的 元 器 件 ，設 計 上 留 有 余 地 ， 工 藝 嚴 格 把 關(guān) ， 產(chǎn) 品 例 行 試 驗 。從本課題的技術(shù)指標來看，基本功能比較容易實現(xiàn)，但仍就需要我們進一步學習和鞏固所學的專業(yè)知識，注重培養(yǎng)自己的動手能力和分析電路原理圖的能力。 技術(shù)指標及要求 技 術(shù) 指 標(1)開燈后其亮度由暗逐漸變亮；關(guān)燈時亮度逐漸變暗；(2)控制 40 個 LED 燈；(3)自動調(diào)整燈光的亮度或可手動調(diào)光；(4)漸 亮 與 漸 滅 時 間 約 5 秒 177。 發(fā) 光效 率 高 ， 光 線 持 續(xù) 穩(wěn) 定 。 LED 作 為點 光 源 ， 是 超 級 節(jié) 能 環(huán) 保 、 超 長 壽 命 的 新 型 綠 色 光 源 ， 與 傳 統(tǒng) 白 熾 燈 、 日 光燈 、 相 比 節(jié) 能 達 80%以 上 ， 據(jù) 有 關(guān) 專 家 及 權(quán) 威 報 道 ， LED 光 源 不 但 節(jié) 能 環(huán) 保而 且 不 含 汞 、 鉛 及 紫 外 線 有 害 輻 射 ， 避 免 了 對 環(huán) 境 的 二 次 污 染 ， 杜 絕 了 因（ 熒 光 管 節(jié) 能 燈 、 日 光 燈 ） 的 過 量 電 磁 輻 射 等 有 害 因 素 而 誘 發(fā) 皮 膚 病 、 黑 斑病 、 體 內(nèi) 功 能 紊 亂 等 疾 病 的 發(fā) 生 。 保 護 我 們 人 類 的 “心 靈 之 窗 ”已 經(jīng) 成 為 一 項 重 大 工程 ， LED 視 力 保 健 臺 燈 是 利 用 光 電 轉(zhuǎn) 換 器 、 觸 摸 開 關(guān) 控 制 和 調(diào) 光 原 理 ,可 及時 定 量 判 別 某 一 工 作 面 的 照 明 是 否 符 合 照 度 標 準 的 要 求 。 立體目的和意義光 學 專 家 王 大 衍 院 士 警 告 ： 我 們 要 重 視 光 污 染 ， 要 加 強 綠 色 照 明 ， 保 護眼 睛 免 受 強 光 的 傷 害 、 弱 光 下 眼 睛 的 過 度 疲 勞