视力保健灯课程设计

1、辽宁工程技术大学电子课程技术设计目录1综述-12第一种方案-22.1电路原理图-22.2电路组成及工作原理-22.3元器件选择-33第二种方案-43.1电路原理图-43.2电路组成及工作原理-43.3元器件选择-54两种方案的比较及选择-65 部分元器件的介绍-75.1二极管-75.2三极管-75.3电容-76心得体会-97参考文献-10辽宁工程技术大学电子课程技术设计1、综述视力保健灯操作，采用单相正弦制作，具有灵敏度高、可靠性好、误报率低、容易制作等特点，可用于各种视力保健灯。使用时，视力保健灯设置为防关闭状态，当盗使用保健灯时，开关自开起。电路中，由S1、S2、S3、R1一R3、VD1、

2、VD2、C1、C2、V、 K、 HA、HL1、HL2组成。视力保健灯像普通台灯，但它装配的是医用的视力灯泡（而不是普通白炽灯泡），功率为100-150W，带有反射罩。这种台灯产生的波长为1.1-1.3um的红外线，这种红外线容易渗透到人体的内部组织中去，能温暖人体的眼部，促进机体的新陈代谢。在保健和医疗方面效果显著。它通过远红外发射元件将热能转化成与人体蛋白分子固有频率相一致的远红外波，达于人体病区，表层皮肤温暖，局部组织松弛舒展，毛红血管扩张，有促进病情产物吸收、消除体液循环障碍、调节神经功能、解除眼部肌肉疼通、增进组织再生能力和细胞活力的作用。接通电源后，交流电经桥式整流后给单向晶闸管阳极

3、提供正向电压，并经过R2、R3加在单结晶体管的基极上，同时经过电阻R1、RP和R4给电容器C充电，当C两端的电压大于单结晶体管的导通电压时，单结晶体管导通，给晶闸管提供一个触发脉冲信号，调节电位器RP，就可以改变单向晶闸管的触发延迟角的大小，改变单结晶体管触发电路输出的触发脉冲的周期，从而即改变输出电压的大小，这样就可以改变灯泡的亮暗。本次设计的视力保健灯电路它具有灵敏度高，可靠性好，体积小，重量轻，误报率低，容易制作，成本低、使用效果好，电路形式灵活多样等许多优点。此报警器仍然不算更科学更完美更方便，但由于本人的知识和能力有限，其仍存在许多不足之出，希望以后能有机会把它做的更加完善，合理。当

4、今是信息技术高速发展的时代，在科学化生产的影响下，防盗报警器电路会更加完善更加科技化。 2、由光线检测电路和触摸调光电路组成的视力保健灯2.1电路原理图由光线检测电路和触摸调光电路组成的视力保健灯原理图如图(一)所示图（一）2.2电路组成及工作原理视力保健台灯控制器由电源电路、光线检测电路和触摸调光电路组成。电源电路由降压元件R1、C0、整流二极管VD1、VD2、稳压二极管VD3和滤波电容C1等元件组成。220V交流电压经过降压、整流、滤波和稳压后形成稳定的6V直流电压给触摸调光电路和光线检测电路供电。触摸调光电路由触摸型调光集成电路NB7232（IC）及触摸电极A、电阻器R2、R4R6、电容

5、器C2C5和双向晶问管VS等外围元件组成。其中，NB7232可用CS7232、SM7232和BA2103型触摸调光集成电路直接替换。实际应用时，A可用金属片（黄铜片或易拉罐等铝片）制作；光线检测电路由光敏电阻器RG、晶体管VT1、VT2、电位器RP、电阻器R7R9和发光二极管LED组成。 2、工作原理：电路通电后，当用手触摸金属电极片A时，人体感应信号通过电阻器R5、R6加至触摸控制输人端第5脚，使电路工作。若手触摸电极片A的时间小于或等于332ms时，晶闸管导通角控制输出端第8脚输出触发高电平，通过R3使双向晶闸管VS受触发而导通，将灯泡EL点亮；再触摸一下电极片A，第8脚变换为低电平，使V

6、S处于截止状态，EL熄灭。若手触摸电极片A的时间大于332ms，则第8脚输出变化的移相调光信号电压，该电压通过R3使VS的导通角改变，灯光由最亮逐渐变暗直至微亮，然后又逐渐变亮（变化一周期需7.64s）。手离开电极片A时，灯光保持此时的亮度而不再变化。下次再开启台灯时，仍保持这一亮度，但灯光的亮度变化与上次调光状态相反（变为逆向调光）。使用者可根据自己的实际需要，随意调节台灯的亮度。测光功能可防止使用者因光照不足雨损害视力。当室内光照强度正常时，光敏电阻器RG受光照射而呈低阻状态，晶体管VT1导通，VT2截止，LED不发光；若光照度不足时，则RG的阻值增大，使VT1截止，VT2导通，LED发光

7、，提醒使用者光照不足，应增加亮度。2.3元器件选择VD1和VD2均选用IN4007型硅整流二极管；VD3选用1W、6V稳压二极管，实际应用时，RG常选用亮阻小于5k、暗阻大于1M的光敏电阻器；VT1和VT2选用S9015或3CG9O15、3CG21、C8550型硅PNP晶体管；RP选用WH7-B型卧式微调电阻器；LED选用58mm的红色高亮度发光二极管；VS选用1A、400V以上双向晶闸管，例如MAC97A6、MCR1AM-6等型号。3、由光线强弱指示电路和调光电路组成的视力保健灯3.1电路原理图该视力保健灯电路由测光/光线强弱指示电路和调光电路组成，如图（二）所示。图（二）3.2电路组成及工

8、作原理1、该电路由光线强弱指示电路和调光电路两大部分组成。2、测光/光线强弱指示电路由电阻器Rl-R6、可变电阻器RPl、电容器C1、二极管VD、晶体管Vl-V3、光敏晶体管V4和发光二极管VLl、VL2组成。3、调光电路由照明灯EL、晶闸管VT、双向触发二极管V5、电位器RP2、电阻器R7-R9和电容器C2、C3组成。4、接通电源开关，交流220V电压经Rl限流降压及VD整流后，在Cl两端产生2.2-2.4V直流电压。当灯光光线较暗时，V4的内阻较大，V3截止，V2导通，红色发光二极管VL2点亮;当灯光亮到一定程度时，V4的导通内阻变小，使V3导通，V2截止，Vl导通，绿色发光二极管VLlA

9、亮。5、调节RP2，可以改变C2的充电电流，便V5的转折电压提前或滞后，从而改变VT的导通角，实现灯光亮度的可调。3.3元器件选择Rl选用2W金属膜电阻器;R2-R6均选用1/4W金属膜电阻器;R7-Rg均选用1/2W金属膜电阻器。 RPl选用实心可变电阻器;RP2选用实心电位器。 Cl选用耐压值为lOV的铝电解电容器;C2和C3均选用涤纶电容器。 VD选用lN4001或1N4007型硅整流二极管。 Vl-V3均选用S9013型硅NPN晶体管;V4选用3DU系列的光敏晶体管;V5选用DB3型双问触发二极管。 VT选用TLC336A型双向晶闸管。 S选用250V、触买电流容量为5A以上的电源开关

10、。 EL可使用40-1OOW的白炽灯泡。4、两种方案的比较及选择第一种方案是采用CMOS制作工艺、标准DIP8封装的触摸型调光集成电路，芯片内部集成了输人缓冲器、锁相环、控制逻辑、亮度记忆、相角指针、数字比较器和输出驱动器等电路，更加广泛用于生活中白炽灯光（台灯、吊灯等）和马达速度（台扇、吊扇、吸尘器等）的控制。VD1和VD2起到第一个电路中，220V交流电源直接通过灯泡、电阻R1、R2对电容C充电，当C两端电压达到双向触发管（DB-3）的导通电压时，双向触发管导通，双向可控硅VS也同时被触发导通，灯泡点亮。调节R2能改变C的充放电时间常数，因而改变触发脉冲的长短，改变了VS的导通角（导通程度

11、），达到调节灯泡亮度的目的。第二种方案光敏电阻器RG作为光线检测探头，用来检测书本处的光照度。当书本处光照度不足时，RG的阻值增大，使Vl的基极电位降低，集电极电流增大，C3的充电时间缩短，使触发脉冲相位前移，晶闸管VT的导通角增大，EL的亮度增加;反之，当书本处光照度增加时，VT的导通角会变小，EL的亮度会减弱，从而实现了自动调光。由灯泡、开关S、整流管VD1VD4、单相可控硅VS与电源构成主电路；由电位器RP、电容C、电阻R1、R2构成触发电路。接通220V交流电源后，经过VD1VD4全桥整流得到脉动直流电压加至RP，给电容C充电，当C两端电压上升到一定程度时，就会触发可控硅VS导通，灯泡

12、点亮。同样的，调节RP能改变C的充放电时间常数，因而改变触发脉冲的长短，改变了VS的导通角（导通程度），达到调节灯泡亮度的目的。相比之下，第一种方案操作更加简便，所用元器件更少，调光速度更快。且电路原理图更简单，实际操作过程中更容易集成。而第二种方案中所用元器件较多，原理较复杂，不易实现，可控性能不如前者。5、部分元器件的介绍5、1二极管二极管工作原理（正向导电，反向不导电）晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电常当不存在外加电压时，由于p-n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电

13、压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。（这也就是导电的原因）。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。（这也就是不导电的原因）。5、2三极管的工作原理三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。1、放大电流下面的分析仅对于NPN型硅三极管。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制，并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一

14、定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的倍，即电流变化被放大了倍，如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。 2、偏置电路三极管的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因，首先是由于三极管BE结的非线性，基极电流必须在输入电压 大到一定程度后才能产生。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比 0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小

15、的信号就不足以引起基极电流的改变。5、3电容在电路中的作用在直流电路中，电容器是相当于断路的。 电容器是一种能够储藏电荷的元件，也是最常用的电子元件之一。 充电使电容器带电（储存电荷和电能）的过程称为充电。这时电容器的两个极板总是一个极板带正电，另一个极板带等量的负电。把电容器的一个极板接电源（如电池组）的正极，另一个极板接电源的负极，两个极板就分别带上了等量的异种电荷。充电后电容器的两极板之间就有了电场，充电过程把从电源获得的电能储存在电容器中。 放电使充电后的电容器失去电荷（释放电荷和电能）的过程称为放电。例如，用一根导线把电容器的两极接通，两极上的电荷互相中和，电容器就会放出电荷和电能。

16、放电后电容器的两极板之间的电场消失，电能转化为其它形式的能。 在一般的电子电路中，常用电容器来实现旁路、耦合、滤波、振荡、相移以及波形变换等，这些作用都是其充电和放电功能的演变。6、心得体会在大二的期末我们做了模拟电子课程设计，我所参与的课题设计是视力保健灯控制器，这是一次很重要又很有实际意义的活动，在设计过程中不仅锻炼了我们积极思考的好习惯，而且培养了我们一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神。本学期学习了模拟电子技术基础和数字电子技术基础这二门课程，通过完成这门课的课程设计，使我对以往的一些知识有了更深入的理解。因为在此之前，我们都是在课堂上被动的听老师讲课，生硬的抄写笔记，很少主动去思考，去发现问题。而这次课程设计为我提供了亲自实践的机会，让我自己去独立思考，提出问题，并且解决问题。此外，我还学会了如何使用画图软件画图，采用绘图软件画图更加准确方便快捷，对于以后的工作学习带来了很大的方便，提高了我的个人能力，对计算机的运用能力，以后我会经常使用绘图软件画图，做到更好。在设计过程中为了让自己的设计能够更加完善，我需要认真的翻阅大量的书籍，去网上搜寻资料，其与自己的想法正确的集合，形成自己的理论。这