课程设计（论文）-电子灭蚊器电路设计.doc

沈阳航空工业学院学院课程设计 电子灭蚊器电路设计 1 课课 程程 设设 计计 电子灭蚊器电路的设计电子灭蚊器电路的设计 班级班级 / 学号学号 6407203-096 学学 生生 姓姓 名名 指指 导导 教教 师师 沈阳航空工业学院学院课程设计 电子灭蚊器电路设计 2 目目 录录 1. 概述.1 2. 方案论证.1 3. 电路工作原理及说明.2 3.1 占空比可调电路.2 3.2 占空比仿真输出.3 3.3 倍压电源电压.3 4. 电路性能指标的测试.3 4.1 占空比可调电路的测试.3 4.2 仿真结果.4 4.3 高压电源.4 4.4 整体连接.5 5. 结论.6 6. 性价比.6 7课设体会及合理化建议.7 附录 元器件清单 .8 附录 整体电路原理图.9 附录 示波器显示控制输出.10 参考文献.11 沈阳航空工业学院学院课程设计 电子灭蚊器电路设计 0 电子灭蚊器电路电子灭蚊器电路 摘要：摘要： 随着现代社会的高速发展，人们的生活水平日益提高，与此同时，对 生活质量提出了较高的要求。很久以来，人们都习惯于传统的生活方式，喜欢 在房间点蚊香熏蚊子，但是，蚊香内含农药，点燃时容易灼伤人，并且还带有 毒性，与此同时，蚊香的市场价格不菲，因此，我们利用现代技术来解决这一 问题，经过不断探索与研究，电子灭蚊器终在社会上诞生。该产品现代、环保、 便宜，是理想的绿色产品。 关键词关键词：控制；高压发生器； 占空比 1. 概述概述 本电路主要设计高压打蚊子电路。 主要技术指标：电源电压 220V 频率 50Hz，通断电时间比为 1：5，高压 发生器产生 1000V 以上电压。 电路板图及电源理图分别见附图 、。电路没有采用变压器，而是利用电 容和二极管特殊性质升压，D5D9 及 C2C5 构成倍压电路，把电压升高到 1000V 以上输出，高压电网可以用两根平行并绕的金属裸线构成，其终端呈开 放状态，两线间距约 4mm，当蚊子触及电网时，电流就会从蚊体急速流过，使 蚊子瞬间被烧焦。用运放 741 和电容、电阻和直流电源组成占空比可调电路， 再用继电器与之结合对高压电源进行控制。 该电路设计比较简单，所用材料来源市场，可以根据市场需求成批量生产。 结合电路图可知，产品使用时不宜让小孩触接。本文提供的电路仅供维修参考， 为确保安全，非专业人员请勿制作。 2. 方案论证方案论证 经过理论计算，进行分析比较并逐步模拟，确立以下比较合理的方案。 电子灭蚊器电路组成如图 1 所示。 沈阳航空工业学院学院课程设计 电子灭蚊器电路设计 1 设计一个电子灭蚊器电路，该电路由振荡器、控制电路、高压发生器和电 源电路组成。 3. 电路工作原理及说明电路工作原理及说明 3.1 占空比可调电路占空比可调电路 占空比可调电路如图 2 所示，其原理是：利用二极管的单项导电性，使电容 正向和反向的时间常数不同，即两个充电路的参数不同，改变电位器的滑动端 就可以改变电容充、放电比例但周期不变。 图 2 占空比可调电路 图 1 电子灭蚊器电路原理框图 电源 振荡器控制电路 高压发 生器 沈阳航空工业学院学院课程设计 电子灭蚊器电路设计 2 周期T= T1+T2（R5+2R4）C1ln(1+2R3/R2) （1） 占空比 q=T1/T（R514%+R4）/(R586%+2R3) （2） 3.2 占空比仿真输出占空比仿真输出 由上页公式（2）可以计算占空比 q（R514%+R4）/(R586%+2R3) 代入数据可得q0.82 实际仿真结果如图 4 所示： 3.3 倍压电源电路倍压电源电路 用二极管单向导电性和电容的储能特性对市电压进行升压，电路如图 3 所 示。 图 3 高压电源 上图为高压型电子灭蚊器电路。220V 交流电经过 C2C6 及二极管 D5D9 组成的 5 倍整流电路升压，理论计算会输出 1400V 高压，接至电网上进行灭蚊， 电容用 0.47uF，使用时应特别注意人身安全，通过计算，每日耗电小于 0.005 度，是比较合理的节能产品。 沈阳航空工业学院学院课程设计 电子灭蚊器电路设计 3 4. 电路性能指标的测试电路性能指标的测试 4.1 占空比可调电路的测试占空比可调电路的测试 占空比可调电路主要运用运放 741 加+15V 直流电源使其工作。稳压管有两 个 02BZ2.2 二极管反相相接而成，另外两个二极管都是 1N4007，电容大小为 3F，电阻大小见下表。 表 1 占空比电路电阻 电阻R1R2R3R4R5 大小（k） 5 30 26.5 2 150 4.2 仿真结果仿真结果 图 4 占空比输出波形 沈阳航空工业学院学院课程设计 电子灭蚊器电路设计 4 从波形看，周期 550ms，T1 为 108.5ms，T2 为 421.5ms，基本满足占空比。 4.3 高压电源高压电源 上页已给出其电路图，主要用到 220V50Hz 交流电压源，一只 120V100W 指示灯，5 只 1N4007 二极管和 5 个 0.47F 电容。 输出结果如下： 表 2 测试数据表 二极管C 值(F)电压（V）周期（s）频率（Hz） 1N40070.4710960.1948 4.4 整体连接整体连接 电路图见附图 2 总体连接后万用表输出： 图 5 仿真输出 此输出与理论计算值相比偏小，这与电压源所接负载有关系，电容两端在 一定程度上电压，再者，仿真时软件存在不稳定性，可能对输出的影响巨大。 造成仿真输出比理论值小。 总体连接后示波器输出（具体输出见附录 ）： 沈阳航空工业学院学院课程设计 电子灭蚊器电路设计 5 图 6 总体连接输出 5结论结论 将占空比可调电路、高压电压与一个继电器连接起来，就可以得到一个可 控的高压电子灭蚊器电路，从万用表和示波器看，此电路基本满足性能指标， 符合要求，高压电路工作与不工作的时间比为 1：5，电压接市电压，输出大于 1000V。只要在接示波器的地方接上电网，电路便可以工作。 6性价比性价比 本电路需要运用许多二极管和电容，需要一个特殊的运放 741，在执行过程 中便不顺利，此运放比普通的昂贵，如果能想办法换成普通的就好，并且还不 沈阳航空工业学院学院课程设计 电子灭蚊器电路设计 6 需要直流电源，这可大大节约资源，至于高压电源哪里的灯管，可以不要，但 是，本着安全第一的原则，还是安上的比较好。总的来说，此电路是一个合理 的电路，能用于实际生活中。 7课设体会及合理化建议课设体会及合理化建议 本次课程设计，遇到不少麻烦，特别是在进行模拟仿真时候出现许许多多 的问题，很多还是自己不能解决的问题，像在设计占空比可调电路的时候，模 拟软件中的理想运放根本就运行不了，还好，在老师的指导下，通过同学之间 的互相合作，把运放换成 741 加电源，这样一来，通过改变其他电阻和电容， 模拟仿真得以完成。 总的来说，在整个设计过程中收获颇丰，对基本电路有更深层次的理解， 能独立解决简单的实际电路。 设计电路基本符合要求，但真正要考虑各种因素的话，此电路还有待改建， 比方说那 高压电网本来就不好，如果绝缘，那蚊子怎么也不会灭掉，要是不绝 缘的话，人的安全存在隐患。再说了，对其他元器件的选择考虑，运放 741 应 换成理想运算放大器。 沈阳航空工业学院学院课程设计 电子灭蚊器电路设计 7 附录附录 元器件清单元器件清单 序号编号名称大小数量 001741运放1 002V1直流电源+15V1 003V2直流电源-15V1 004V4交流电源220V1 005K1继电器1 006R1电阻 5k 1 007R2电阻 3 k 1 008R3电阻 26.5 k 1 009R4电阻 2 k 1 010R5电位器 150 k 1 011D1、D2二极管2 012D3、D4二极管2 013D5D9二极管5 014C1电容3F1 015C2C6二极管0.47F5 016J1开关1 017XMM1万用表1 018X1灯管100W1 019XSC1示波器1 沈阳航空工业学院学院课程设计 电子灭蚊器电路设计 8 附录附录 整体电路原理图整体电路原理图 沈阳航空工业学院学院课程设计 电子灭蚊器电路设计 9 附录附录 示波器显示控制输出示波器显示控制输出 沈阳航空工业学院学院课程设计 电子灭蚊器电路设计 10 参考文献参考文献 1童诗白、华成英主编者 . 模拟电子技术基础. M北京：高等教育出版 社，2006 年 2谭博学主编. 集成电路原理与应用. M北京：电子工业出版