《应急灯设计》word版.doc

应 急 灯 设 计 报 告摘 要本应急灯由市电和后备电池供电，在白天或环境光照比较强时，应急灯熄灭，市电经整流，滤波稳压后对后备电池供电。当夜晚市电突然中断时，应急灯启动。晚市电正常时，人工关室内照明灯，应急灯不启动。无论白天或夜晚，市电中断后恢复正常时，应急灯自动关断。直流稳压输出调定在13.5V，电池不会被过充电。当后备电池深度放电时，应急自动关断。13目 录引言一、 绪言 1.1、 指导思想 1.2、 设计原理 二、 方案论证 2.1、 第一电路 2.2、 第二电路 三、 过程 .3.1、 主电路 3.2、 元器件3.3、 组装 四、 结果分析 五、 心得体会 六、参考文献 附录(材料清单) 引言突然中断时自动点亮。并不考虑现场是否需目前市面上大多数应急灯仅仅在市电要照明，比如，白天断电时，应急灯也会点亮，大多数应急灯为节约成本，无防过充及防止深度放电的保护电路。因此蓄电池常因为过充电和深度放电而损坏。2008年随着电力下游需求的减少，电力行业新增生产能力同比减少；可再生能源发电容量增加，其中以风电发电容量增加幅度最大；设备变电容量增加；发电设备利用方面，倾向于利用可再生能源发电设备。2008年11月初，中央为扩大内需促进经济增长推出4万亿投资计划和十项措施，在2008年四季度新增的1千亿投资中，就有40亿元用于城市电网和农村电网建设。2008年11月14日，国家电网和南方电网公布了其年内和未来两年的电网投资具体额度。受投资计划刺激，电力设备行业未来两年的业绩增长基本没有悬念，与其他受益投资拉动概念的板块不同，两大电网在第一时间公布了投资额度，让电力设备行业的利好率先有了保证。应 急 灯 设 计 报 告摘 要本应急灯由市电和后备电池供电，在白天或环境光照比较强时，应急灯熄灭，市电经整流，滤波稳压后对后备电池供电。当夜晚市电突然中断时，应急灯启动。晚市电正常时，人工关室内照明灯，应急灯不启动。无论白天或夜晚，市电中断后恢复正常时，应急灯自动关断。直流稳压输出调定在13.5V，电池不会被过充电。当后备电池深度放电时，应急自动关断本次研制的“自动应急灯”克服了上述缺点，它被设计为：在白天或夜间用户主动关闭室内照明灯后，即使市电中断应急灯也不会点亮。夜间，一旦市电中断，失去照明应急灯立即点亮，电路能自动检测断电前后室内的照明情况，并判断是否有启动应急灯照明的需要。 电路采用恒定电压对后备电池充电，不会发生过度充电的问题。当电池过度放电，端电压下降至允许值下限时，灯自动关闭，防止电池因深度放电而损失。1.1指导思想电力电子涉及由半导体开关启动装置进行电源的控制与转换领域。半导体整流控制、半导体硅整的小型化等的出现，产生一个新的电力电子应用领域。半导体硅整流、汞弧整流器应用于控制电源，但是这样的整流回路只是工业电子的一部分，对于汞弧整流器应用范围而言是有局限的。半导体硅整流的应用涉及很多领域，如汽车、电站、航空电子、高频变频器等随着电子技术的发展和人民生活水平的提高,各种采用电子电路控制的新型灯具不断推出,给百姓生活增加了色彩,也带来了方便和舒适.同时各种灯光控制应用电路也在发展.尤其是应急电灯,常用于不能停电的地方。工作安全稳定，给人们带来了舒适和轻松。开关外形很平整，清洁也方便，真正起到了美观又实用的效果。今天要做的是简单应急电灯电路。1.2、 设计原理主电路辅助电路控制 电路二、 方案论证2.1、 第一个电路图及简介： 图为：应急灯照明电路，分别由主电路和辅助电路两部分组成。图中晶闸管为应急灯的软开关当电路加电压时电路不导通此时应急灯不亮当电路断电路断电时晶闸管导通，蓄电池通过它给灯加上电压。此时应急灯亮。电路中有电压时蓄电池处于充电状态应急灯熄灭。达到了应急的作用。2.2、 第二个电路图及简介a应急照明电路电路图作原理波整流，稳压管VD3稳压及微调电阻RP向蓄电池E提供12V直流电电压，此时，电源经R1，VD2对电容器C2充电，由于C2两端电压为上正下负时，单向晶闸管VS无触发电压，不通，阻断，应急灯H不亮。 当电网突然停电，蓄电池正电压经 电阻R2加至单向晶闸管VS的门极，触发VS导通，应急灯H点亮。 待交流电源恢复供电后，单向晶闸管VS又处于反偏而阻断，应急灯H熄一、元器件介绍 电阻器：它具有分压和限流功能，用符号表示，此设计中采用金属膜电阻器，由于它的耐热性，稳定性好于其它电阻器，且体积远小于同类功率的其它电阻器，因此可适用于稳定性和可靠性要求较高的场合。 电容器：它是一种贮存电能的元件，它通交流，隔直流。通高频，阻低频。用符号表示。此设计中采用电解电容和有机薄膜电容器两种；有机薄膜电容器由聚苯乙烯等有机材料代替纸介，它体积小，耐高压，损耗小，绝缘电阻小，稳定性好，但温度系数较大，适用于高压电路，谐振回路，滤波电路中。电解电容器：其长脚为正极，短脚为负极，在电容器表面印有负极标记。电解电容在使用中禁止极性接反，若接反，其内部电流过大，导致其过热击穿，它容量大，在短时间内 过压击穿后，能自动修补，适用于在整流电路中进行滤波，电源去耦，放大器中的耦合和旁路等。 二极管：半导体二极管：半导体导电能力介于导体和绝缘体之间 。二极管按材料不同可分为硅管和锗管。此设计中用到稳压二极管，发光二极管。 稳压二极管：是用特种工艺制造的面结型硅半导体二极管，其特点工作于反向击穿区，实现稳压，其被反向击穿后，当外加电压减小或消失，PN结能自动恢复，而不至于损坏，稳压管主要用于电路的稳压环节和直流电源电路中。发光二极管：简称LED。当有额定电流通过它时，便会发出一定颜色的光，LED可用直流，交流，脉冲等电源驱动。但必须串联限流电阻，它把电能转换成光能，广泛应用于音响设备，数控装置等设备的 显示器上。 稳压管VD3是对半波整流后的直流电压进行稳压;当蓄电池过充时避免VD3被击穿，在此时二极管LED点亮，提醒截断电源，防止蓄电池因长时间过充而损坏，微调电阻RP用来调整充电电流大小，可根据蓄电池压绛情况进行调整。 当电网突然停电、蓄电池正电压经电阻R2加至单向晶闸管VS 的门级、触发VS导通，应急灯H亮. 待交流电源恢复供电后、单向晶闸管VS又处于反偏而阻断应急灯熄灭 二、元件选择：VS：单向晶闸管 VD1/VD2:采用普通二极管 VD3：12V型稳压二极管 R1,R2:1/8W金属膜电阻RP：微调电阻器 C2:耐压25v电解点容器C1: 耐压大于等于400v H:用12w灯泡E:小于12蓄电池三.制作流程（1）图为应急照明电路的印制电路板接线图，印制电路板尺寸为cmXcm。（2）依据原理图，开始焊接元器件，装配，焊接是电子设备制作中极为重要的一个环节，任何设计精良的电子设备，没有相应的工艺保证是难以达到技术指标的，从元件选择，测试，直到装配成一台完整的电子设备，需经过多道工序，产品的研制仍需要人工焊接这一方法。PCB板上通常印制制作好的导线，将元器件按电路要求插在PCB板上，再用焊锡把元器件与印制导线焊牢。焊接过程中，要注意以下几点：，被焊接的金属材料应具有良好的可焊性。，被焊元件的引脚表面要保持清洁，在被焊元件引脚的金属表面上和焊盘上一旦生成氧化物或有污垢就会严重阻碍焊点的形成。，使用合适的助焊剂和焊锡。助焊剂是一种略带酸性的易溶物质年，它在焊接过程中起到清除被焊接件表面的氧化物和污垢的作用。，焊接过程要掌握好适当的时间和温度。焊接时间一般不要超过S.时间过长则易损坏被焊元件，但若焊接时间过短，则容易形成虚焊和假焊。 四、应急灯的组装31 除了变压器B，LM317，灯D，以外，其余所有电子元器件均安装在一块11070的PCB板上，焊接面示于图五，元件安装面示于六。32 整机结构及工艺说明1、因为蓄电池及变压器较重，故选用台式结构，外壳用ABS塑料注塑成形，选灰色。2、灯用摩托车，灯配灯罩，放置在机箱的上盖上；3、充电过程中蓄电池有温升，温升太高对电瓶有害。为此电池的周围开了通风孔，且远离其它热软件变压器及稳压块LM317。变压器B与电池E分置在机箱两侧，LM317放置在机箱后侧。4、面板上安装6个元件电源开关K1，电源指示灯LED1， 灯开关K2，欠压保护指示灯LED2，光敏电阻，（加有无色透明罩）。灯启动环境光强调整电位器Rp2，Rp2安装在面板上，轴不伸面板，上有与商标兼用的铅盖板。用户首次调定后，没有特殊需要，不再调整。5、机箱后板上装有电源插座，保险丝盒，智能开关投入/切出开关K3，标注为功能选择开关。K3打开，普通应急灯。K3接通，智能应急灯，K3选用小型拨动开关。6、各分立部件间用软排线，接插头 联接，便于拆装。各联接线的颜色按通用标准采用，A、C交流电源线黄绿色；直流电源正端Vcc红色，地线黑（或白）色等。四、整机调试1、调充电电源TB为1KVA调压器，V1万用表，置交流250V档。断开电池在C2两端CD接入数字万用表D.C.20V档。l 调TB使V1读数220V，调Rp1，使V213.5Vl 调TB200V240V，V213.5V，实测误差0.5Vl 在CD端接上100，100W滑线电阻器，阻值先置50，调TB200V240V，稳压正常；l TB置220V，调滑线电阻器W，当V2读数下降时，断开CC，测得W阻值为18，限流值为，换9013，重复上述步骤。测得W为24，限流值为2、欠压保护功能调试l TB调至220V，调Rp1使V2的读数为：10.8V。l 将Rp3顺时针旋到阻值最大，将V2改l 接至IC2d输出端，并暂时断开D9，接通K2，调Rp3使欠压保护指示灯亮。打开S1装上D9再合上S1，欠压指示灯熄，这说明IC2C正常，且IC2d可被IC2C复位l 数字表接回CD端，调Rp1使数字表读数为13.5V，接上电池合上k3。3、智能开关调试本项调试在5月上旬下午6：00进行将数字表接至IC2a的输出端，调Rp2使V2指示低电平；调Rp2使V2为高电平，用黑纸挡一下光敏电阻，调Rp2使V2为低电平。4、实地运行试验 白天切断市电电源，应急灯不启动；夜里，先关掉室内照明灯，然后没有打开K1，灯不亮；夜里，室内正常照明，打开K1，灯亮。 打开K3，不论白天或晚上，只要打开K1，灯亮，即智能开关功能丧失，成为普通应急灯。结论：实际运用多次模拟试验证五、收获与体会在老师的指导下，我制作的一台应急灯，收获很大：1、学习并亲自经历了一个电子产品的研制过程：方案论证系统设计安装调试样机。任何一个产品都有多个可供选择的方案。需要在先进性、实用性、可靠性、性价比等众多因素中折中优化。2、通过本次设计，学会了整流，滤波，稳压电源的设计，主要元器件的选择，学会了迟滞式电压比较器的设计方法，加深了对模拟电子技术许多知识的理解。实用电子产品的设计都要使用经验数据。这是前人的劳动经验，是课本上学不到的。这次毕业设计突显出来的工程能力训练，是以前我们做的实验实训无法比拟的。3、结构、工艺是任何电子产品必须考虑的，本应急灯中应用的密封免维护铅酸电池如果充满电流大，温升高，会导致活性物质损失，其他发热体的烘烤也会达到同样的结果。所以，结构上电池附近要开通风孔，同时让变压器与LM317远离电池，这也是理论课上没有学到的。4、在毕业设计过程中，上网查阅了许多资料，掌握了科技文献的检索方法，大大提高了自己获得新知识，新信息的能力。5、学习了撰写科技报告，论文的写作方法，报告得到了指导老师的认可，这为我今后开展研究，写产品研发报告打下了坚实的基础。6、在调试过程中走了不少弯路。开始时几乎无从下手，后来在老师的指导下，按设计要求逐条调试，我深深的体会到，实践必须在充分理解电路原理的基础上，才