全自动多用途应急灯电路设计解读

1、/ 10课程设计任务书课程名称：电子技术课程设计题目自动应急灯学院：信息工程学院系：自动化系专业班级：电气133班学号：6101113139学生姓名：-晏小亮起讫日期：2015-6-29至2015-7-10指导教师：-郑朝丹学院审核（签名）：_审核日期：_I/ 10自动应急灯设计要求：1.1.电路具有蓄电功能；2.2.电路具有电压检测功能；3.3.电路具有延时时间 1010 分钟左右功能；4.4.电路具有光控检测功能；5.5.设计仿真与调试。介绍目前市面上大多数应急灯仅仅在市电突然中断时自动点亮。并不考虑现场是 否需要照明，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

2、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。在选择应急照明灯时，应根据具体情况合理选择应急照明系统。一般来说， 新建工程或设有消防控制室的工程，应尽量在建设过程中统一布线，选用集中电 源集中控制型应急照明；对于小型场所、后期整改或二次装潢改造的工程应选用 自带电源独立控制型应急照明。全自动多用途应急灯主要由蓄电池充电电路、光控检 测电路、延时电路几部分组成。实现白天断电不停电，晚上断电才停电的功能。设计方案本应急灯由电源电路、蓄电池充电电路、电压检测电路、光控检测电路和延时电路几部分组成，其结构框图如图所示II/ 10此应急灯由市电供电，在白天或环境光照比较强时，当220

3、V220V 交流市电正常供电时，经电源电路后输出稳定的直流电压，然后对蓄电池进行充电。电压检测电路对降压整流 后输出的脉动电压进行分压后，检测出 B B 点的电压是否是高电平，若是则对延时电路输 出高电平信号，使延时电路处于静止状态，无法使点亮发光二极管。当220V220V 交流市电断电时，电压检测输入端输入高电平信号，此时周围的环境光线突然由强变弱，产生了 一个正跳变电压，产生一个上升沿脉冲提供光控检测输入端，经过反相后输出一个下降 沿的脉冲信号给延时电路，输出高电平信号，应急灯被点亮。经过一段时间延时后，应 急灯自动熄灭，电路恢复。单元电路设计1电源电路设计该电路由降压变压器、桥式整流电路

4、和电容滤波电路三部分组成，如图2 2 所示。该电路主要是对蓄电池进行不间断的充电工作原理：先由变压器 T Ti将 220V220V 的交流市电电压降压为 13.2V13.2V 的交流电压，变压 器的匝数比是 17.317.3 : 1 1，当交流电压为正半周的时候，V2V2, V4V4 导通，V1V1, V3V3 截止。得到正半周的电压。当交流电压为负半周的时候，V2V2, V4V4 截止，V1V1, V3V3 导通。得到反相的正半周的电 压。经过整流得到脉动直流电压。再经 C2 2和 C C3 3构成的电容滤波电路滤除交流成分后输出稳定的12.5V12.5V 直流电压。Ui i220VTi图1

5、电源电路原理图III/ 10D1D1 的作用是隔离限幅，R1,R2R1,R2 分压2充电电路设计根据图 3 3 可知，蓄电池充电电路由 12V/10Ah12V/10Ah 铅酸蓄电池组成恒压不间断充电电源，确保蓄电池随时处于充电备用状态，12V12V 铅酸蓄电池的最大限充电压为 14.4V14.4V。A A 点电压 为 15.1V15.1V，经 D D2下降 0.7V0.7V 后提供给铅酸蓄电池。电阻 R4 4可以限制充电电压大小，D2 2可 以防止市电停电后蓄电池反向放电。铅酸蓄电池价格低廉，充电技术成熟，维护要求低。根据要求，后备电池选用 12V/1.2Ah12V/1.2Ah 标准系列，其供

6、电 1212 小时以上。则其功率由额定电压 U U 和额定电流 I I 确定：P=IUP=IU引用公式可知，可得该蓄电池的功率 P P：P=14.4WP=14.4W3电压检测电路设计该电路用来检测经整流后输出的脉动电压经过电阻 R Ri和 R R 分压后，B B 点电压的高低， 以此来判断市电是否断电。Ri i和 R2 2对降压整流后输出的脉动电压进行分压后， 检测出 B B 点的电压，经过 F Fi反相后给 F F2的电压检测输入端输入信号，若是高电平，不管此时周围 光线如何变化，F F2输出的都是高电平信号提供给 555555 的 2 2 脚，延时电路处于静止状态。 若 B B 点的电压为

7、低电平，经 F Fi反相后给F F2的电压检测输入端输入高电平信号，使延时 电路触发。D1N4001Ci i0.22uf - 41_12V/1.2Ah蓄电池F410/1WR15KC22200ufF2 249.9KQ1uf图2蓄电池充电电路原理图IV/ 10图3电压检测电路原理图工作原理：由图 6 6 可知，电压检测电路是由 R、R2、G、D1、F1组成。当 220V220V 交流市电正常供电时，降压整流后输出的脉动电压经过R Ri和 R R 分压后，B B点电压为 8.7V8.7V 高电平，该电压经过 F Fi反相后，变为低电平。当 220V220V 交流市电断电后，因为有 Di i的隔离作用

8、，所以 B B 点电压迅速下降到 0V,0V,该电压 经过 F Fi反相后变为高电平。以此达到检测市电是否正常供电的作用。 Fi i是与非门集成电 路。4延时电路设计该电路的延时时间由电阻 艮和极性电容 C C5确定。T T i.ii.i F6GF6GF F6和 C C5的乘积越大，延时时间越长，乘积越小，延时时间越短。由该电路电阻艮和 C C5的值可以确定其延时时间 T T:T T i.i*i0*i00i.i*i0*i00 i7i7 (minmin)5光控检测电路设计该电路是根据光敏电阻的感光原理来设计的， 光线的强弱决定了光敏电阻阻值的大 小因而决220V电源插头lb bi2V/i.2Ah

9、蓄电池V/ 10定了其两端的电压的大小。光照越强，光敏电阻的电阻率越小，贝比敏电阻两 端的电压越小。光照越弱，光敏电阻的电阻率越大，则光敏电阻两端的电压越大。6自动切换开关设计K K 是电磁继电器，当给该电路加的输入信号 U U 为高电平时，三极管导通，电磁继电 器 K K 的线圈中有电流通过，并产生足够大的电磁力，使衔铁受到电磁吸力的作用被吸向 线圈而闭合，该电路被连通，应急灯也被点亮。当给该电路加的输入信号 U U 为低电平时, 三极管是截止的，电磁继电器 K K的线圈中不会有电流流过，就不会产生电磁力，则衔铁 就不会受到电磁吸力的作用还是处于原来的常开状态，该电路还是处于切断状态，应急

10、灯不会亮。仿真与调试仿真电路图中，开关 S1S1 代替光敏电阻，当开关 S1S1 闭合时，表示光敏两端的电压近 似 0V0V，其电阻阻值很小，说明此时周围的环境光线十分强。 当开关 S1S1 表示开关断开时, 表示光敏电阻两端的电压很大，其电阻阻值无穷大，说明此时周围的环境光线强度十分 弱。当开关突然由断开到闭合表示周围的环境光线突然由强变弱。当开关突然由闭合到 断开表示周围的环境光线突然由弱变强。图6光控检测电路原理图12V/1.2Ah蓄电池VI/ 10总结本次我的设计任务是全自动多用途应急灯电路，在完成过程中不仅让我可以复习和 巩固原来所学的知识，还让我对我所学专业有了更加深入的了解。通过

11、本次的设计，我更加理解电源电路设计的方法，学会了555555 定时器和 555555 的实际应用中的延时电路和蓄电池充电电路的设计和光敏电阻的工作原理以及电磁继电器 的工作原理，以及其它一些元器件的参数选择和计算，加深了对模拟电子技术和数字电 子技术两者在实际应用电路中的关系与转换。同时学会了运用仿真软件MultisimMultisim 做实际电路的仿真。这次毕业设计是把我们所学知识运用到实际设计制作中的一次综合能力 训练，是以前我们所做的实验、实训无法相比的。在实物制作的时候，很多元器件没有买多，蓄电池使用的是12V12V 直流电源代替的。许多电阻和电容找不到设计时的大小，只能采用大小相近的

12、器件代替。而采用的面包板 搭线，因为其内结构过于松散，且难以承受太大的电流。购买的灯泡额定功率过小，在 接好线测试的时候闪亮了几下就烧坏了。所以最后实物制作失败了。VII/ 10参考文献11 戴付生主编基础电子电路设计与实践北京：国防工业出版社，2002200222 杨清学主编. .电子装配工艺. .北京: :电子工业出版社，20022002VIII/ 1033 赵文博等编著. .新型常用集成电路速查手册北京：人民邮电出版社，2006200644 郑应光主编. .模拟电子线路（一）南京: :东南大学出版社，20052005 伊大成编译智能应急灯的制作北京：人民邮电出版社，20032003整机电

13、路原理图9/ 10元件明细表项目弋 号名称、型号、规格数量R115kQ电阻1R249.9kQ电阻1R31kQ电阻1R4 R710Q电阻1R5 R610kQ电阻2C1220nF电容1C2 C52200uF电极电容2C31uF电容1C4510pF电容1C6100nF电容1D1、D21N4007GPX极管6LED12V25W丁 泡1Q12N6715三极管1V1220V/50HZ电源1V212V蓄电池1F1A F2B74s001K1Ma/1GQ继电器1U1LM555CM定时器1KeyB开关1T1220V/12V变压器1RGMG45光敏电阻1读书的好处1 1、 行万里路，读万卷书。2 2、 书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。3 3、 读书破万卷，下笔如有神。4 4、 我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。一一达尔文5 5、 少壮不努力，老大徒悲伤。6 6、 黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。一一颜真卿7 7、 宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。8 8、 读书要三到：心到、眼到、口到9 9、 玉不琢、不成器，人不学、不知义。1010、 一日无书，百事荒废。一一陈寿1111、 书是人类进步的阶梯。1212、 一日不读口生，一日不写手生。1313、 我扑在