教室自動感應(yīng)照明控制系統(tǒng)的方案設(shè)計書90512

1、教室自動感應(yīng)照明控制系統(tǒng)的設(shè)計摘要為了適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展的需要，更好地培養(yǎng) 21 世紀的應(yīng)用型電子 技術(shù)人才， 在自動化技術(shù)日趨成熟的今天， 照明電路的自動化控制已是隨處可見 的了。但是要做到功能強可靠性高、 價格低廉等一系列優(yōu)點， 這就是我們現(xiàn)在研 究的課題了。照明電路不僅用在工業(yè)生產(chǎn)中而且已滲入到人們工作和生活的各個 角落。幾乎是從小到生活照明， 大到工業(yè)控制， 照明電路都起到了舉足輕重的作 用。自動感應(yīng)照明控制系統(tǒng)有力地推動了各行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代， 應(yīng)用前景非常廣闊。目前， 在各類學(xué)校教室的照明燈由于管理不善，經(jīng)常是教室空無一人， 卻燈火通明，極 大的浪費電源。 該設(shè)計

2、題目是通過對目前市場上銷售的同類產(chǎn)品的調(diào)查研究， 找出現(xiàn)有產(chǎn)品 的不足之處和為什么沒有推廣的原因， 設(shè)計制作適合用戶使用和方便使用的產(chǎn)品。 主要設(shè)計 內(nèi)容：人體感應(yīng)檢測系統(tǒng)設(shè)計、自動照明開關(guān)控制系統(tǒng)設(shè)計。、設(shè)計原理及方框圖在光線亮?xí)r，節(jié)電開關(guān)呈關(guān)閉狀態(tài)，燈不亮，夜間或光線較暗時，節(jié)電開關(guān) 呈預(yù)備工作狀態(tài)。當有人經(jīng)過該開關(guān)附近時，紅外傳感器檢測到人體信號把節(jié)電 開關(guān)啟動，燈亮，當人離去時，延時 4050秒后節(jié)電開關(guān)自動關(guān)閉、燈滅。圖1是教室感應(yīng)自動照明控制電路的原理方框圖，由紅外傳感器、放大電路、 倍壓整流、光控電路、電子開關(guān)、延時和交流開關(guān)七部分電路組成。圖2.0教室感應(yīng)自動照明控制電路的原理

3、方框圖、原理圖及其說明圖2-1紅外線傳感器、光控智能開關(guān)原理圖2.1 原理說明電路原理： 紅外傳感器是感應(yīng)人體信號， VT1、R1、R3、C1 組成放大電路。 為了獲得較高的靈敏度，VT1的B值選用大于100。R3不宜過小，否則電路容 易產(chǎn)生間歇振蕩， C2、D1 和 D2、C3 構(gòu)成倍壓整流電路。 R4、R5 和光敏電阻 D5 組成光控電路。有光照射在 D5 上時，阻值變小，對直流控制電壓衰減很大。 VT2、VT3和R7、D3組成的電子開關(guān)截止，C4內(nèi)無電荷，單向可控硅 MCR 截止，燈泡不亮。在 MCR 截止時，直流高壓經(jīng) R9、 R10、 D4 降壓后加到 C3、 CW1 （穩(wěn)壓管）上端

4、。C3為濾波電容，CW1為穩(wěn)壓值1215V的穩(wěn)壓二極管， 保證C3上電壓不超過15V直流電壓。當無光照射D5時，D5阻值很大，對直 流控制電壓衰減很小， VT2、 VT3 等組成的電子開關(guān)導(dǎo)通， D3 也導(dǎo)通，使 C4 充電。R8、C5和單向可控制MCR、D6D9組成延時與交流開關(guān)。C4通過R8把 直流觸發(fā)電壓加到 MCR 控制端， MCR 導(dǎo)通，燈泡點亮。燈泡發(fā)光時間長短由 C4、R8的參數(shù)決定，按圖中所給出的元器件數(shù)值（R8為22K），發(fā)光4050 秒左右后，MCR截止，燈熄滅。C5為抗干擾電容，用于消除燈泡發(fā)光抖動現(xiàn)象。2.2 電路各部分介紹2.2.1 紅外線傳感器熱釋電人體紅外線傳感器

5、是上世紀 80年代末期出現(xiàn)的一種新型傳感器件。 現(xiàn) 在，已得到越來越廣泛的應(yīng)用。 目前， 一些書刊只簡要介紹了被動式熱釋電人體 紅外線傳感器的基本應(yīng)用。 本文就主動式和被動式兩方面的基本應(yīng)用原理作大致 介紹。目前，市場上出現(xiàn)的熱釋電人體紅外線傳感器主要有上海產(chǎn)的SD02、PH5324，德國產(chǎn)的 LH1954、LH1958，美國 HAMAMATSU 公司產(chǎn) P2288,日本 NIPPON CERAMIC公司的SCA02-1、RS02D等。雖然它們的型號不一樣，但其 結(jié)構(gòu)、外型和電參數(shù)大致相同，大部分可以彼此互換使用。利用紅外線的物理性質(zhì)來進行測量的傳感器。 紅外線又稱紅外光， 它具有反 射、折射

6、、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。 任何物質(zhì)， 只要它本身具有一定的溫度 （高 于絕對零度），都能輻射紅外線。紅外線傳感器測量時不與被測物體直接接觸， 因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點。紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測元件和轉(zhuǎn)換電路。光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可 分為透射式和反射式兩類。檢測元件按工作原理可分為熱敏檢測元件和光電檢測 元件。熱敏元件應(yīng)用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時溫度升高， 電阻發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電信號輸出。光電檢測元件常用的是光敏元件， 通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、砷化銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料 制成。紅外線傳感器常用于無接觸溫度測量，氣體成分分析

7、和無損探傷，在醫(yī)學(xué)、 軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如采用紅外線傳感器遠距離 測量人體表面溫度的熱像圖，可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位，及時對疾病進行診斷治 療（見熱像儀）；利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對地球云層進行監(jiān)視，可實現(xiàn) 大范圍的天氣預(yù)報；采用紅外線傳感器可檢測飛機上正在運行的發(fā)動機的過熱情況等。HN91采用熱釋電紅外控制模塊的照明燈，它可以用于衛(wèi)生間、儲藏室、樓 梯走廊等處，可做到人來燈亮，人走燈滅，并且還具有白天自動封鎖功能。HN911系列模塊是采用新技術(shù)和新工藝，將高靈敏度的熱釋電紅外傳感器、 放大器、信號處理及輸出電路組裝在一起制成模塊式電路，它具有從信號接收至控制輸出

8、的全部功能。在它的輸出端接上晶體管放大電路或單穩(wěn)態(tài)電路可以驅(qū)動 繼電器，接上光耦合電路可以驅(qū)動雙向可控硅。(a)圖2-3 HN911模塊的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)單相倍壓整流電路在一些需用高電壓、小電流的地方，常常使用倍壓整流電路。倍壓整流，可 以把較低的交流電壓，用耐壓較低的整流二極管和電容器，“整”出一個較高的直流電壓。倍壓整流電路一般按輸出電壓是輸入電壓的多少倍，分為二倍壓、三倍壓與多倍壓整流電路。圖4-4是二倍壓整流電路。電路由變壓器 B、兩個整流 二極管D1、D2及兩個電容器C1、C2組成。2J?E2 圖2.4單相倍壓整流電路其工作原理如下：e2正半周（上正下負）時，二極管 D1導(dǎo)通，D2截止，

9、電流經(jīng)過D1對 C1充電，將電容Cl上的電壓充到接近e2的峰值，并基本保持不變。e2為負半 周(上負下正)時，二極管 D2導(dǎo)通，DI截止。此時，Cl上的電壓Uc1=、2E2 與電源電壓e2串聯(lián)相加，電流經(jīng)D2對電容C2充電，充電電壓Uc2 = e2峰值 + 1. 2E22 2E2。如此反復(fù)充電，C2上的電壓就基本上是2'2E2 了。它的值 是變壓器電級電壓的二倍，所以叫做二倍壓整流電路。在實際電路中，負載上的電壓 Usc=2x1.2E2。整流二極管D1和D2所承受 的最高反向電壓均為2 2 E2。電容器上的直流電壓 Uc1=、2E2, Uc2=22 E2。 可以據(jù)此設(shè)計電路和選擇元件延

10、時電路分析RC電路的過渡過程時，不一定只分析電容電壓的變化，可能是任意支 路電流或任意元件上的電壓，所以一般用 f(t)表示任意一種電量。這里寫出分析 RC電路任意電量的過渡過程的步驟：計算換路前最后時刻t=0-時電容電壓uc(O-)的值。分析電路時，要把電容 看作開路，按直流電路的分析方法計算；(2) 按換路定律uc(O+)=uc(O-)，寫出換路后的電容電壓；(3) 求電路中需要的f(0+)值。注意使用換路后的電路，將 uc(O+)作為直流電 壓源進行分析；(4) 求f(対)：注意使用換路后的電路，電容看成開路用直流電路分析方法；(5) 求時間常數(shù)t: R是從電容兩端看進去的等效電阻，注意

11、應(yīng)將電壓源短路、 電流源開路，再進行電阻的串并聯(lián)，然后計算 t= RC。(6) 用三要素公式求：f(oa)+f(0+)-f(oo)e"所以RC延時電路的延遲時間可以通過改變 RC的值來實現(xiàn)，它具有改變方便， 制作簡單的優(yōu)點，因而廣泛用于對延遲時間要求不是很高，很長的電路中。光控電子開關(guān)電路的設(shè)計光控電子開關(guān)起到日熄夜亮的控制作用，以節(jié)約用電EL<160WR1100KR2470KVUT2VRRP4.7DVS6.8,圖2-5光控電子開關(guān)原理圖工作原理電路如圖2-4所示，220V交流電通過燈泡H及整流全橋后XC5215-6BG225I單 向可控硅VS因無觸發(fā)電流而阻斷。此時流過燈泡

12、H的電流w 2.2mA,燈泡H不能發(fā) 光。電阻R1和穩(wěn)壓二極管DV使三極管V偏壓不超過6.8V，對三極管起保護作用。 夜晚，亮度小于一定程度時，光敏二極管 D呈現(xiàn)高阻狀態(tài)100KQ，使三極管V正 向?qū)ǎl(fā)射極約有0.8V的電壓，使可控硅VS觸發(fā)導(dǎo)通，燈泡H發(fā)光。RF是清晨 或傍晚實現(xiàn)開關(guān)轉(zhuǎn)換的亮度選擇元件。紅外線傳感器、光控智能開關(guān)的制作與調(diào)試本電路按要求選擇元器件，焊接正確，即可使用推廣。若靈敏度不夠，可減 小熱釋電紅外線傳感器串聯(lián)的電阻 R1,但R1不夠太小，應(yīng)視具體情況而定。適 當減小R1后靈敏度仍不夠時，可更換耦合電容 C1，將1uF換成0.7uF,效果將 很顯著。制作的如圖2-3所

13、示。圖2-6紅外線傳感器、光控智能開關(guān) PCB板光控電子開關(guān)的安裝與調(diào)試安裝時將它與受控電燈H串聯(lián)，并讓它正對著天幕或房子采光窗前較明亮的空間，避免3米以內(nèi)夜間燈光的直接照射。調(diào)試宜傍晚時進行，調(diào)節(jié)RP阻值的大小，使受控電燈H在適當?shù)牧炼认率键c亮。制作的如圖 2-5所示。IIH I 1 I «-eo>oo圖2-7光控電子開關(guān)的PCB板三、照明電路中實際中元件的選用及設(shè)計1、電路設(shè)計原理HN91是一款新型熱釋電紅外探測采用雙列6腳直插式封裝。其管腳排1所示。 該傳感器由于內(nèi)部放大器可以將人體輻射保證了傳感器的工作穩(wěn)定性。HN91可在嚴寒或炎熱等惡劣環(huán)附表為 HN91紅外探測模工作

14、原理HN91紅外探測模塊內(nèi) 部電路主要放大器、比較器、電1腳輸出高電平,2腳輸動態(tài)時，即有移動發(fā)熱物體 傳感器接收到紅外輸出幅度約1mV頻率0.3的微弱信號。該信號經(jīng)放大器放由 比較器比較，經(jīng)信號處理電路處最后由延時輸出電路輸出用做驅(qū)HN91模塊內(nèi)放大器具有溫度補探測器工作時，人體輻射和周當背景紅外輻射增強。2、工作原理采用HN91熱釋電紅外控制模塊的照明燈電路原理圖如圖3-1所示，電路中ICl為HN91熱釋電紅外傳感控制模塊，平時2腳輸出高電平，當它探測到人體發(fā) 出的紅外光線時，其輸出端2腳可輸出脈沖寬度大于2s的負脈沖信號，并直接加 至555時基集成電路IC3的觸發(fā)端2腳。HN91系列模塊

15、共有3種型號，即通用型（HN911T、微功耗型（HN911L和 低溫型（HN911D。HN91系列模塊具有良好的抗干擾性能，尤其是抗電磁波性 能十分優(yōu)良，并可在一 20C（T型和L型）到一 3000 （D型）的低溫下穩(wěn)定地工作。 HN91係列模塊能在低溫下穩(wěn)定地工作，主要得益于它的溫度補償電路。該電路 能在因環(huán)境溫度變化將使放大器的增益發(fā)生變化時及時進行補償， 使放大器的增 益一直保持穩(wěn)定。HN91的輸出端輸出的是一個脈沖寬度大于 2s的脈沖信號，其 中1腳輸出的是正脈沖信號，2腳輸出的是負脈沖信號。電路中IC3接成典型的單 穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，電路翻轉(zhuǎn)置位，3腳輸出高電平，VT3迅速導(dǎo)通，繼電器K吸

16、合，其 常開觸點閉合可以接通被控照明燈的電源，使其通電發(fā)光。此時電源經(jīng)R2向C3充電，約經(jīng)t二1. 1 RZ C3時間，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，電路復(fù)位，3腳恢復(fù)低電平，VI3 截止，k釋放，被控照明燈熄滅。如果有人在IC1的探測范圍內(nèi)不斷活動，IC1的2 腳將不斷有負脈沖輸出，所以照明燈不會熄滅，直至人離開，延遲 I . 1 RZ C3 時間后，照明燈才熄滅。調(diào)節(jié)電位器RP1可以調(diào)整IC1模塊的探測靈敏度。111,RL, R3, R4等組成光控制電路。在白天，光敏電阻器RL受自然光線照射呈低電阻，VT1 導(dǎo)通，故IC3的4腳在低電平，所以IC3被強制復(fù)位，3腳始終保持低電平，照明燈 不會被點亮。只有到了

17、晚上，RL失去自然光線照射，呈高電阻，VT1截止，從而 解除對IC3的強制復(fù)位，電路才能被觸發(fā)工作。調(diào)節(jié)RP酣以改變電路的光控制靈 敏度。VT2與R6組成自保電路，它可以解決晚上自身燈光對電路的干擾。晚上， 當有人走進IC1的探測范圍，IC3翻轉(zhuǎn)置位，K吸合，由它控制的照明燈點亮。555 時基集成電路3腳輸出的高電平，同時又經(jīng)R6加至VT2的基極，使VT2迅速導(dǎo)通， 故使VT1截止，這就保證了 555時基集成電路的4腳電平不會因為RL受自身光線照 射而跌落。如果沒有自保電路，RL在安裝時必須要避開自身燈光的照射，否則電路不能正常工作。IC2為7805三端穩(wěn)壓集成電路，它為HN91熱釋電紅外傳感

18、模塊 提供穩(wěn)定的5VX作電壓。3、元器件選擇ICl選用HN91熱釋電紅外控制模塊；IC2選用LM780三端穩(wěn)壓集成電路；IC3 選用NE555寸基集成電路。RL應(yīng)選擇MG4型光敏電阻器，要求亮阻小于5kn,暗阻大于IMn，如MG44-03 MG45-1等型號。其他元器件無特殊要求.可按圖 3-1所標型號及參數(shù)選用四、部分元器件介紹1、555定時器555 1GNDVCCTRIDISOUTTHRRESCON圖2-6定時器的引腳圖555定時器的組成和功能。圖24-2是555定時器內(nèi)部組成框圖。它主要由兩個高精度電壓比較器 A、A，一個RS觸發(fā)器，一個放電三極管和三個 5KQ電阻的分壓器而構(gòu)成圖2-7

19、 555定時器組成框圖它的各個引腳功能如下：1腳：外接電源負端VS或接地，一般情況下接地。8腳：外接電源Vcc,雙極型時基電路VCC的范圍是4.5 16V, CMO型時基電路Vcc的范圍為3 18V。一般用5V。3腳：輸出端Vo2腳：TL低觸發(fā)端6腳：TH高觸發(fā)端4腳：Rd是直接清零端。當RD端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TL、TH處于何電平，時基電路輸出為“ 0”該端不用時應(yīng)接高電平。5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準電壓，當該端不用時，應(yīng)將該端串入一只 0.01卩F電容接地，以防引入干擾。7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電

20、。2 1VCC , VCC 在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個比較器A、A基準電壓分別為33的情況下，555時基電路的功能表如表1示 表1 555定時器的功能表清零端Rd高觸發(fā)端TH低觸發(fā)端TLQn+1放電管T功能0XX0導(dǎo)通直接清J | A 零12>Vcc31>_Vcc30導(dǎo)通置01<Vcc3<Vcc31截止置11<|Vcc>1VccQn不變保持33單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點是電路有一個穩(wěn)定狀態(tài)和一個暫穩(wěn)狀態(tài)。在觸發(fā)信號作 用下，電路將由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到 暫穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)是一個不能長久保持的狀態(tài)，由于 電路中RC延時環(huán)節(jié)的作用，經(jīng)過一段時間后，電路會自 動返回到穩(wěn)態(tài)，并在輸

21、 出端獲得一個脈沖寬度為tw的矩形波。在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中，輸出的脈沖寬度tw， 就是暫穩(wěn)態(tài)的維持時間，其長短取決于電路的參數(shù)值。穩(wěn)態(tài)時，輸出uo為低電平，即無觸發(fā)器信號（ui為高電平）時，電路處于 穩(wěn)定狀態(tài)一一輸出低電平。在ui負脈沖作用下，低電平觸發(fā)端得到低于（1/3） Vcc，觸發(fā)信號，輸出uo為高電平，放電管VT截止，電 路進入暫穩(wěn)態(tài)，定時開 始。在暫穩(wěn)態(tài)期間，電源+ Vcc Rf C地，對電容充電，充電時間常數(shù) T= RC uc按指數(shù)規(guī)律上升。當電容 兩端電壓uc上升到（2/3 ） Vcc后，6端為高電平， 輸出uo變?yōu)榈碗娖?，放電管VT導(dǎo)通，定時電容C充電結(jié)束，即暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。 電路恢復(fù)

22、到穩(wěn)態(tài)uo為低電平的狀態(tài)。當?shù)诙€觸發(fā)脈沖到來時，又重復(fù)上述過 程。2、雙向晶閘管2. 1雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)雙向晶閘管是由N-P-N-P-N五層半導(dǎo)體材料制成的，對外也引出三個電極， 其結(jié)構(gòu)如圖所示。雙向晶閘管相當于兩個單向晶閘管的反向并聯(lián)，但只有一個控制極。雙向晶閘管與單向晶閘管一樣，也具有觸發(fā)控制特性。不過，它的觸發(fā)控 制特性與單向晶閘管有很大的不同，這就是無論在陽極和陰極間接人何種極性的 電壓，只要在它的控制極上加上一個觸發(fā)脈沖，也不管這個脈沖是什么極性的，都可以便雙向晶閘管導(dǎo)通。2.2雙向晶閘管的工作原理由于雙向晶閘管在陽、陰極間接任何極性的工作電壓都可以實現(xiàn)觸發(fā)控制, 因此雙向晶閘管的

23、主電極也就沒有陽極、 陰極之分， 通常把這兩個主電極稱為 T1 電極和T2電極，將接在P型半導(dǎo)體材料上的主電極稱為T1電極，將接在N型半導(dǎo)體 材料上的電極稱為T2電極。由于雙向晶閘管正、反特性具有對稱性，所以它可在 任何一個方向?qū)?。由于雙向晶閘管的兩個主電極沒有正負之分， 所以它的參數(shù)中也就沒有正向 峰值電壓與反同峰值電壓之分， 而只用一個最大峰值電壓， 雙向晶閘管的其他參 數(shù)則和單向晶閘管相同。 如圖所示雙向晶閘管的伏安特性曲線具有對稱性， 如圖 所示雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)及電路。3、穩(wěn)壓二極管3.1 穩(wěn)壓二極管的介紹穩(wěn)壓二極管 （又叫齊納二極管 ）它的電路符號是： 此二極管是一種直到臨界 反向

24、擊穿電壓前都具有很高電阻的半導(dǎo)體器件 .在這臨界擊穿點上 ,反向電阻降低 到一個很少的數(shù)值 ,在這個低阻區(qū)中電流增加而電壓則保持恒定 ,穩(wěn)壓二極管是根 據(jù)擊穿電壓來分檔的 ,因為這種特性 ,穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準元件使 用.穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用 ,通過串聯(lián)就可獲得更多的 穩(wěn)定電壓。穩(wěn)壓二極管是一個特殊的面接觸型的半導(dǎo)體硅二極管，其 V-A特性曲線與普 通二極管相似，但反向擊穿曲線比較陡 穩(wěn)壓二極管工作于反向擊穿區(qū)，由于它 在電路中與適當電陰配合后能起到穩(wěn)定電壓的作用， 故稱為穩(wěn)壓管。 穩(wěn)壓管反向 電壓在一定范圍內(nèi)變化時， 反向電流很小， 當反向電壓增高到擊穿電

25、壓時， 反向 電流突然猛增，穩(wěn)壓管從而反向擊穿，此后，電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn) 壓管兩端的電壓的變化卻相當小， 利于這一特性， 穩(wěn)壓管訪問就在電路到起到穩(wěn) 壓的作用了。 而且，穩(wěn)壓管與其它普能二極管不同之反向擊穿是可逆性的， 當去 掉反向電壓穩(wěn)壓管又恢復(fù)正常， 但如果反向電流超過允許范圍， 二極管將會發(fā)熱 擊穿，所以，與其配合的電阻往往起到限流的作用。3.2 穩(wěn)壓管的應(yīng)用3.2.1 浪涌保護電路穩(wěn)壓管在準確的電壓下?lián)舸?, 這就使得它可作為限制或保護之元件來使用 , 因為各種電壓的穩(wěn)壓二極管都可以得到 , 故對于這種應(yīng)用特別適宜。圖中的穩(wěn)壓 二極管D是作為過壓保護器件.只要電源電壓VS超

26、過二極管的穩(wěn)壓值D就導(dǎo)通,使 繼電器J吸合負載RL就與電源分開。322電視機里的過壓保護電路EC是電視機主供電壓,當EC電壓過高時，D導(dǎo)通，三極管BG導(dǎo)通，其集電極電位 將由原來的高電平（5V）變?yōu)榈碗娖?，通過待機控制線的控 制使電視機進入待機保護狀態(tài)。323電弧抑制電路 在電感線圈上并聯(lián)接入一只合適的穩(wěn)壓二極管 （也可接入一只普通二極管 原理一樣 ）的話, 當線圈在導(dǎo)通狀態(tài)切斷時 , 由于其電磁能釋放所產(chǎn)生的高壓就被 二極管所吸收 , 所以當開關(guān)斷開時 , 開關(guān)的電弧也就被消除了。 這個應(yīng)用電路在工 業(yè)上用得比較多 , 如一些較大功率的電磁吸控制電路就用到它。324 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路在此電路中

27、,串聯(lián)穩(wěn)壓管BG勺基極被穩(wěn)壓二極管D鉗定在13V,那么其發(fā)射極 就輸出恒定的12V電壓了。這個電路在很多場合下都有應(yīng) 用。4、光敏電阻器4.1 光敏電阻的結(jié)構(gòu)光敏電阻器（ photovaristor ）又叫光感電阻，是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng) 制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小， 入射光弱，電阻增大。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）。通常，光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。當它受到光 的照射時，半導(dǎo)體片（光敏層）內(nèi)就激發(fā)出電子 空穴對，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強。4.2 光敏電阻的原理用于制造光敏電阻的材料主要是

28、金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。 在黑暗環(huán)境里， 它的電阻值很高， 當受到光照時， 只要光子能量大于半導(dǎo)體材料 的禁帶寬度， 則價帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶， 并在價帶中 產(chǎn)生一個帶正電荷的空穴， 這種由光照產(chǎn)生的電子空穴對增加了半導(dǎo)體材料中 載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強，阻值 愈低。入射光消失后， 由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子空穴對將逐漸復(fù)合， 光敏電阻的 阻值也就逐漸恢復(fù)原值。4.3 光敏電阻的分類根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器：紫外光敏電阻器： 對紫外線較靈敏， 包括硫化鎘、 硒化鎘光敏電阻器等， 用于探測紫外線。紅外光敏電

29、阻器：主要有硫化鉛、碲化鉛、硒化鉛。銻化銦等光敏電阻 器，廣泛用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、天文探測、非接觸測量、人體病變探測、紅外光譜， 紅外通信等國防、科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。可見光光敏電阻器：包括硒、硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘、砷化鎵、硅、鍺、 硫化鋅光敏電阻器等。 主要用于各種光電控制系統(tǒng)， 如光電自動開關(guān)門戶， 航標 燈、路燈和其他照明系統(tǒng)的自動亮滅， 自動給水和自動停水裝置， 機械上的自動 保護裝置和 “位置檢測器 ”，極薄零件的厚度檢測器，照相機自動曝光裝置，光電 計數(shù)器，煙霧報警器，光電跟蹤系統(tǒng)等方面。4.4 光敏電阻的主要參數(shù)光敏電阻的主要參數(shù)有亮電阻，暗電阻，光電特性 光譜特性，頻率特性， 溫

30、度特性。 在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓， 其中便有電流通過， 受到 適當波長的光線照射時， 電流就會隨光強的增加而變大， 從而實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。 沒 有極性，純粹是個電阻期間，使用時可加直流也可以加交流。4.4 光敏電阻的制作材料用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、 硒化物和碲化物等半導(dǎo) 體。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體 及梳狀歐姆電極，然后接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以免受 潮影響其靈敏度。光敏電阻的原理結(jié)構(gòu)如圖 2.6.1 所示。在黑暗環(huán)境里，它 的電阻值很高，當受到光照時，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度， 則價帶中的電子吸收一

31、個光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶， 并在價帶中產(chǎn)生一個 帶正電荷的空穴， 這種由光照產(chǎn)生的電子空穴對增加了半導(dǎo)體材料中載流 子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強，阻值 愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子空穴對將逐漸復(fù)合，光敏電 阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。5、7805 集成三端穩(wěn)壓器啟動電路幫助穩(wěn)壓器快速建立輸出電壓 UO;調(diào)整電路由復(fù)合管構(gòu)成；取樣電 路輸出固定的電壓。CW7800系列穩(wěn)壓器具有過熱、過流和過壓保護功能，提高 輸出電壓的電路功能。CW3171 2 3CW79091 2 3'1 oI9 nn<圖2-8 7805引腳圖集成三端穩(wěn)壓器根據(jù)穩(wěn)定電壓

32、的正、負極性分為78XXX, 79XXX系列附表2三端穩(wěn)壓器輸出電流字母表示法LM（無字）SHP0.1A0.5A1A2A5A10A例如：78M05三端穩(wěn)壓器可輸出+5 V、0. 5 A的穩(wěn)定電壓；7912三端穩(wěn)壓器可輸出12V、1A的穩(wěn)定電壓N ® II® 騙楡地焉地輸flj人人出地櫛輸輸?shù)佚?人出7h!l * %圖2-9外形及管腳分布6、繼電器6.1繼電器的工作原理和特性繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系 統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去 控制較大電流的一種 自動開關(guān)”故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、

33、轉(zhuǎn)換電 路等作用。電磁繼電器的工作原理和特性電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩 端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會 在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在 彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。 這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點， 稱為常開觸點”處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為常閉觸點”熱敏干簧繼電

34、器的工作原理和特性熱敏干簧繼電器是一種利用熱敏磁性材料檢測和控制溫度的新型熱敏開關(guān)。它由感溫磁環(huán)、恒磁環(huán)、干簧管、導(dǎo)熱安裝片、塑料襯底及其他一些附件組成。 熱敏干簧繼電器不用線圈勵磁， 而由恒磁環(huán)產(chǎn)生的磁力驅(qū)動開關(guān)動作。 恒磁環(huán)能 否向干簧管提供磁力是由感溫磁環(huán)的溫控特性決定的。6.1.3 固態(tài)繼電器（ SSR ）的工作原理和特性固態(tài)繼電器是一種兩個接線端為輸入端，另兩個接線端為輸出端的四端器件，中間采用隔離器件實現(xiàn)輸入輸出的電隔離。 固態(tài)繼電器按負載電源類型可分為交流型和直流型。 按開關(guān)型式可分為常開 型和常閉型。 按隔離型式可分為混合型、 變壓器隔離型和光電隔離型， 以光電隔 離型為最多。

35、62 繼電器主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)6.2.1 額定工作電壓是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓。根據(jù)繼電器 的型號不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。6.2.2 直流電阻是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬能表測量。6.2.3 吸合電流是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動作的最小電流。在正常使用時， 給定的電流必須略大于吸合電流， 這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。 而對于線圈所加 的工作電壓， 一般不要超過額定工作電壓的 1.5 倍，否則會產(chǎn)生較大的電流而把 線圈燒毀。6.2.4 釋放電流是指繼電器產(chǎn)生釋放動作的最大電流。當繼電器吸合狀態(tài)的 電流減小到一定程度時， 繼電器就會恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。 這時的電流

36、遠遠 小于吸合電流。6.2.5 觸點切換電壓和電流是指繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼 電器能控制電壓和電流的大小， 使用時不能超過此值， 否則很容易損壞繼電器的 觸點。63 繼電器測試6.3.1 測觸點電阻 用萬能表的電阻檔，測量常閉觸點與動點電阻，其阻值應(yīng)為 0；而常開觸點 與動點的阻值就為無窮大。由此可以區(qū)別出那個是常閉觸點，那個是常開觸點。632測線圈電阻可用萬能表 RX10 Q檔測量繼電器線圈的阻值，從而判斷該線圈是否存在著開路現(xiàn)象6.3.3 測量吸合電壓和吸合電流找來可調(diào)穩(wěn)壓電源和電流表，給繼電器輸入 一組電壓， 且在供電回路中串入電流表進行監(jiān)測。 慢慢調(diào)高電源電壓， 聽到繼

37、電 器吸合聲時， 記下該吸合電壓和吸合電流。 為求準確，可以試多幾次而求平均值。6.3.4 測量釋放電壓和釋放電流也是像上述那樣連接測試，當繼電器發(fā)生吸 合后，再逐漸降低供電電壓， 當聽到繼電器再次發(fā)生釋放聲音時， 記下此時的電 壓和電流，亦可嘗試多幾次而取得平均的釋放電壓和釋放電流。 一般情況下， 繼 電器的釋放電壓約在吸合電壓的 1050 ，如果釋放電壓太?。ㄐ∮?1/10 的吸 合電壓），則不能正常使用了，這樣會對電路的穩(wěn)定性造成威脅，工作不可靠。64 繼電器的電符號和觸點形式繼電器線圈在電路中用一個長方框符號表示， 如果繼電器有兩個線圈， 就畫 兩個并列的長方框。同時在長方框內(nèi)或長方框

38、旁標上繼電器的文字符號“ J”繼電器的觸點有兩種表示方法： 一種是把它們直接畫在長方框一側(cè)， 這種表示法較 為直觀。另一種是按照電路連接的需要， 把各個觸點分別畫到各自的控制電路中， 通常在同一繼電器的觸點與線圈旁分別標注上相同的文字符號， 并將觸點組編上 號碼，以示區(qū)別。繼電器的觸點有三種基本形式：6.4.1 動合型（ H 型）線圈不通電時兩觸點是斷開的，通電后，兩個觸點就閉合。以合字的拼音字頭“ H表示。6.4.2 動斷型（ D 型）線圈不通電時兩觸點是閉合的，通電后兩個觸點就斷開。用斷字的拼音字頭“表示。6.4.3 轉(zhuǎn)換型（ Z 型）這是觸點組型。這種觸點組共有三個觸點，即中間是 動觸點

39、，上下各一個靜觸點。 線圈不通電時， 動觸點和其中一個靜觸點斷開和另 一個閉合，線圈通電后，動觸點就移動，使原來斷開的成閉合，原來閉合的成斷 開狀態(tài)，達到轉(zhuǎn)換的目的。這樣的觸點組稱為轉(zhuǎn)換觸點。用 “轉(zhuǎn)”字的拼音字頭 “z” 表示。65 繼電器的選用6.5.1 先了解必要的條件 控制電路的電源電壓，能提供的最大電流； 被控制電路中的電壓和電流； 被控電路需要幾組、 什么形式的觸點。 選用繼電器時， 一般控制電路的電 源電壓可作為選用的依據(jù)。 控制電路應(yīng)能給繼電器提供足夠的工作電流， 否則繼 電器吸合是不穩(wěn)定的。6.5.2 查閱有關(guān)資料確定使用條件后，可查找相關(guān)資料，找出需要的繼電器 的型號和規(guī)格號。 若手頭已有繼電器， 可依據(jù)資料核對是否可以利用。 最后考慮 尺寸是否合適。6.5.3