电力电子设计报告

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电力电子课程设计报告心得

电力电子课程设计报告心得

电力电子课程设计报告心得一、课程目标知识目标:1. 掌握电力电子器件的基本工作原理和分类,了解其在电力系统中的应用。

2. 学习电力电子电路的典型拓扑结构,理解其工作原理和性能特点。

3. 了解电力电子器件及电路的仿真与实验方法,培养解决实际问题的能力。

技能目标:1. 能够分析并设计简单的电力电子电路,具备一定的电路调试与优化能力。

2. 学会使用相关软件(如PSPICE、MATLAB等)对电力电子电路进行仿真分析,提高实际操作技能。

3. 能够运用所学知识,对电力电子器件及电路的性能进行评估,提出合理的改进措施。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术的好奇心和求知欲,激发其学习兴趣。

2. 增强学生的团队合作意识,培养其沟通、协作和解决问题的能力。

3. 引导学生关注电力电子技术在能源、环保等方面的应用,提高其社会责任感和创新精神。

本课程针对高年级学生,具有较强的理论性和实践性。

通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际工程问题,培养其分析、设计和创新能力。

在教学过程中,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,提高其综合运用知识解决实际问题的能力。

课程目标的设定旨在使学生在掌握基本知识的同时,培养实际操作技能和良好的情感态度价值观。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 电力电子器件:介绍电力电子器件的基本工作原理、分类及其在电力系统中的应用,涵盖教材第1章内容。

2. 电力电子电路拓扑:学习典型的电力电子电路拓扑结构,如整流电路、逆变电路、斩波电路等,分析其工作原理和性能特点,对应教材第2章。

3. 仿真与实验方法:讲解电力电子器件及电路的仿真与实验方法,包括实验原理、设备使用、数据采集与分析等,涉及教材第3章。

4. 电路设计与调试:学习如何设计简单的电力电子电路,掌握电路调试与优化方法,参考教材第4章。

5. 软件应用:教授如何使用PSPICE、MATLAB等软件对电力电子电路进行仿真分析,提高实际操作技能,对应教材第5章。

电力电子课程设计报告

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电力电子课程设计报告本文将介绍关于“电力电子课程设计报告”的内容。

首先,该课程设计报告要求完成一项电力电子领域中的具体工程项目,包括设计、仿真和实现。

本报告将以一个模拟摇摆调制电路设计为例进行介绍。

1. 设计目标本项目的设计目标是设计和实现一种基于模拟摇摆调制技术的开关电源。

该电源必须满足以下规格:输出电压:±15V额定输出电流:1A输出纹波:小于10mV 输入电压:24V直流电源2. 设计原理模拟摇摆调制(SIM) 调制技术是一种实用的用于开关电源和驱动电路的高效模拟调制技术。

在SIM调制中,参考波形是一个摇摆波形,它的幅度和频率都会变化。

在每一个时刻,该摇摆波形用来自适应地控制开关器件的导通和截止,以提供所需的输出电压。

在这个项目中,我们使用了一个基于SIM调制技术的开关电源设计方案。

该方案主要涉及到以下模块:输入滤波器、摇摆调制电路、开关电源步进电路和输出滤波器。

3. 电路设计我们首先设计了输入滤波器,以消除输入电源中的AC噪声和杂波。

在本项目中,我们使用了一个简单的低通滤波器来实现这个目标。

接下来,我们设计了模拟摇摆调制电路。

这个电路使用了一个简单的双稳态多谐振荡器作为摇摆信号发生器,并使用一个运算放大器来计算峰值电平。

运算放大器输出被馈入到一个比较器中,用来驱动开关电源的控制信号。

在此之后,我们设计了开关电源步进电路。

这个电路包括一个供电开关管和一个电感器,用来实现从输入电源到输出负载的能量转移。

最后,我们设计了一个输出滤波器。

该输出滤波器使电源输出的纹波降到接受范围之内,在这个项目中,我们使用了一个简单的Pi型低通滤波器来实现这个目标。

4. 仿真结果在我们完成设计之后,我们使用了LTSpice 仿真工具来模拟我们的设计。

下面是我们的仿真结果:输出电压:±15V额定输出电流:1A输出纹波:小于10mV 输入电压:24V直流电源通过仿真结果,我们可以看到output voltage,output current 和environmental temperature 的图表,证明了电路能够满足我们的规格要求。

电力电子技术课程设计报告

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电力电子技术课程设计报告一、引言电力电子技术是现代电力系统中不可或缺的一部分。

它涉及到将电能转换为不同形式以满足不同需求的技术。

本文将介绍一个基于电力电子技术的课程设计报告,旨在帮助读者了解该设计的步骤和思考过程。

二、设计目标我们的设计目标是实现一个具有高效能转换和可靠性的电力电子系统。

该系统能够将直流电能转换为交流电能,并能够在不同负载条件下提供稳定的电力输出。

三、系统设计1. 选取合适的电力电子器件为了实现电能的转换,我们需要选取合适的电力电子器件。

在这个设计中,我们选择使用开关管作为主要的电力电子器件。

开关管具有快速开关和可控的特性,适合用于电能转换。

2. 设计电力电子控制电路为了控制开关管的工作,我们需要设计一个电力电子控制电路。

这个电路主要由控制芯片、传感器和驱动电路组成。

控制芯片用于生成控制信号,传感器用于监测电流和电压等参数,驱动电路用于控制开关管的导通和关断。

3. 进行系统建模和仿真在进行实际电路设计之前,我们需要对系统进行建模和仿真。

这可以帮助我们验证设计的正确性,并且可以提前发现潜在的问题和改进的空间。

我们可以使用电路仿真软件来进行系统建模和仿真。

4. PCB设计和元器件选型在完成系统建模和仿真后,我们需要进行PCB设计和元器件选型。

PCB设计是将电路设计转化为实际电路板的过程。

在PCB设计中,我们需要考虑电路的布局和走线,以及选择适当的元器件。

5. 制作和调试电路板在完成PCB设计后,我们可以开始制作电路板。

制作电路板可以通过将电路设计转移到电路板上,并使用电路板制作设备进行制作。

制作完成后,我们需要进行电路板的调试,以确保电路的正常工作。

6. 测试和优化系统性能在完成电路板的制作和调试后,我们需要对系统进行测试和优化。

测试可以帮助我们评估系统的性能,并发现潜在的问题。

根据测试结果,我们可以进行优化,以提高系统的效率和可靠性。

四、总结本文介绍了一个基于电力电子技术的课程设计报告的步骤和思考过程。

电力电子技术课程设计报告

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(一)课程设计的目的1、掌握三相全桥相控整流电路的结构及其工作原理,明确触发脉冲的相位关系,熟悉整流电路交流侧与直流侧电流,电压关系;2、掌握三相电压型逆变电路的结构及其工作原理,明确触发脉冲的相位关系,熟悉逆变电路交流测与直流侧电压电流的关系;3、熟悉电力电子电路的计算机仿真方法。

(二)课程设计内容与要求1、使用Matlab仿真软件实现“三相桥式全控整流电路仿真模型”,构建触发延时角为0°,30°,60°的三相全桥整流波,电感10mH,电阻负载1Ω。

采用宽脉冲触发方式。

观测电网电压波形、触发脉冲波形、直流侧电压波形及负载电流波形。

2、使用Matlab仿真软件实现“三相电压型逆变电路仿真”,构建合适的触发延时角,设定合适的元器件值。

观测交流测电压电流波形。

(三)Matlab原理应用以及Simulink仿真时至今日,Matlab以矩阵运算为基础,把科学计算、绘图及动态系统仿真等功能有机地融合在一起。

同时,它又具有程序设计语言的基本特征,所以也可以称之为一种编程语言。

它已成为一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言,在工程计算与数值分析、动态系统设计和仿真、金融建模设计与分析等许多科学领域都有着十分广泛的应用。

Simulink仿真是一种以Matlab为基础,对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。

在该软件环境下,用户可以在屏幕上调用现成的模块,并将它们适当连接起来以构成系统的的模型。

以该模型为对象运行Simulink中的仿真程序,可以对模型进行仿真,并可以随时观察仿真结果和干预仿真过程。

根据仿真结果,用户可以调整系统参数,观察分析仿真结果的变化,从而获得更加理想的仿真结果。

(四)主电路设计及仿真1、三相全桥相控整流电路基本工作原理在三相桥式全控整流电路中,习惯上将阴极连接在一起的三个晶闸管(VT1,VT3,VT5)称为共阴极组,阳极连接在一起的三个晶闸管(VT4,VT6,VT2)称为共阳极组。

电力电子技术课程设计报告

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电力电子技术课程设计报告.doc本次课程设计的主题是电力电子技术,旨在通过实践操作及深入研究,掌握电力电子器件和系统的运行原理、设计与控制方法。

本报告将详细介绍本次课程设计的内容、目的及实施过程,并对结果进行总结与展望。

一、课程设计的内容及目的本次课程设计的主要内容为电力电子器件模块的设计及控制,具体包括以下内容:(1)电力电子器件模块的设计:本次课程设计的目标是实现一个电力电子器件模块,该模块采用的器件是MOSFET,要求能够实现输入电压与输出电压的变化控制,并具有良好的稳定性和可靠性。

(2)控制电力电子器件模块:本次课程设计还要求实现对电力电子器件模块的控制,包括输出电压的变化控制和保护性措施的设计等。

通过本次课程设计,学生可以了解电力电子器件的工作原理、性能特点和设计方法,掌握电力电子器件的调节和控制技术,提高学生的综合实践能力和创新能力。

二、课程设计的实施过程本次课程设计主要分为设计、制作及测试三个阶段。

1、设计阶段在设计阶段,学生需按照要求完成电力电子器件模块的设计,具体包括以下内容:(1)设计输入输出电压的大小和变化范围。

(2)选择合适的电力电子器件,确定电路拓扑结构。

(3)设计电力电路的关键参数,包括电流、电压、功率等。

(4)根据设计参数选择合适的控制电路,包括开关电路、反馈电路等。

(5)通过电路仿真软件进行仿真分析,调整电路参数,保证各项参数性能合理、稳定、可靠。

2、制作阶段在设计阶段完成电路模块的主要参数设定后,开始实际制作电路模块。

具体操作流程如下:(1)选购相关器件,如MOSFET、电容、电感等。

(2)通过电路图纸完成电路板原理图和PCB布局设计。

(3)利用PCB设计软件进行图纸制作,并进行打样检验。

(4)进行电路元器件焊接。

(5)检查焊接后电路元器件的连接情况是否正确。

(6)测试电路模块的基本性能,包括输入输出电压的测试、开关信号测试等。

3、测试阶段在电路模块制作完成后,需要进行测试,以检验电路的性能是否满足要求。

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图2-5 三极管电流分配关系式及实物图
2.2 整流电路
整流电路由4个IN4007整流管组成,分别为VD1,VD2,VD3,VD4。如图2-6所示。
正半周电路中,当T1次级线圈上端为正半周期间,上端的正半周电压同时加在整流二极管VD1负极和VD3正极,给VD1反向偏置电压而使之截止,给VD3加正向偏置电压而使之导通。与此同时,T1次级线圈下端的负半周电压同时加到VD2负极和VD4正极,给VD4是反向偏置电压而使之截止,给VD2是正向偏置电压而使之导通。因此,T1次级线圈上端为正半周、下端为负半周期间,VD3和VD2同时导通。
两项
1
插座
3.2 元器件的焊接
根据电路原理图,对元件进行组装焊接。
3.3调试
调试前,先将焊好的电路板对照电路图认真核对一遍,不要有错焊、漏焊、短路等现象发生。通电后,人体不允许接触电路板的任一部分,防止触电,注意安全。如用万用表检测时,将万需表两表笔接触电路板相应处即可。在通电实验中,首先是将产品的导线与测试中的导线相连接,在开电源前,要用黑塑料袋将光敏电阻挡住,让其背光,然后在打开电源,调节滑动变阻器,使灯泡发光;灯亮一会儿后,再将遮挡物拿开,则灯瞬间熄灭,说明实验成功。
图2-2 IN4007结构图
2.1.3 稳压二极管
稳压二极管(又叫齐纳二极管),如图2-3所示,它是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。在这临界击穿点上,反向电阻降低到一个很小的数值,在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定,稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种特性,稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更多的稳定电压。利用二极管反向激穿时,两端电压基本不变的原理,常用于限幅、过载保护稳压电源等装置中。

电力电子的课程设计报告

电力电子的课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握电力电子器件的基本原理、分类及特性,了解其在电力转换中的应用。

2. 使学生了解电力电子电路的基本拓扑结构,能分析简单电力电子电路的工作原理。

3. 引导学生理解电力电子装置的控制策略,了解不同控制方法对电力转换性能的影响。

技能目标:1. 培养学生运用电力电子器件和电路知识,解决实际电力转换问题的能力。

2. 提高学生分析、设计和调试简单电力电子电路的能力。

3. 培养学生运用电力电子控制策略,优化电力转换系统性能的技能。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术的兴趣和热情,激发学生学习主动性和创新精神。

2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践操作的安全性和可靠性。

3. 引导学生关注电力电子技术在节能减排、可持续发展等方面的应用,培养环保意识和责任感。

本课程针对高年级学生,结合电力电子学科特点,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的专业知识水平和实践能力。

课程目标具体、可衡量,便于教师进行教学设计和评估,同时充分考虑学生的认知特点,使学生在掌握电力电子技术基本原理的基础上,能够解决实际问题,培养创新精神和实践操作能力。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. 电力电子器件原理与特性- 基本电力电子器件(如:二极管、晶体管、晶闸管等)的工作原理、特性参数及应用。

- 教材章节:第1章《电力电子器件》。

2. 电力电子电路拓扑结构与分析- 常见电力电子电路拓扑(如:整流电路、逆变电路、斩波电路等)的组成、工作原理及性能分析。

- 教材章节:第2章《电力电子电路》。

3. 电力电子装置控制策略与应用- 电力电子装置控制策略(如:相控、PWM控制等)的原理、实现方法及其对电力转换性能的影响。

- 教材章节:第3章《电力电子装置的控制》。

教学进度安排:1. 课时分配:共12课时,每个部分各4课时。

2. 教学内容逐步深入,从基本器件原理到电路拓扑分析,最后探讨控制策略及其应用。

电力电子课程设计报告

电力电子课程设计报告目前电子课程设计教学方式方法面临的问题进展了分析,提出了分层次、环环相扣、逐步深入的新的教学层次构造,设计了以增强学生的工程实践能力为目的,以培养创新意识和创新能力为核心的新的教学模式。

下面是的电力电子课程设计报告,欢迎来参考!电子课程设计是在先修理论课:电路理论、模拟电子、数字电子,以及与其相对应的实验课:电路理论实验、模拟电子实验、数字电子实验的根底上开设的一门以培养学生的设计能力、综合应用能力和工程实践能力为目标的必修课。

我国经济、科技的开展和国际范围内电子技术的开展、电子新产品的涌现,对电子类人才的培养提出了一个更高的标准和要求。

而我国传统的教育思想和教学方法中重知识、轻能力,重理论、轻实践的教育思想已经不能适应现阶段人才培养的需要。

实践教学对于提高学生的综合素质,培养学生的创新精神和实践能力具有特殊的作用。

(1)以“走出去,用得上”为目标,顺应现代科技的开展态势出发,采取工程集成的教学观点,加强课程设计的数字化、综合化、系统化实验。

(2)重视设计方法学的变革,逐步培养学生熟练应用现代互设计工具,增强学生应用大规模复杂系统的能力。

(3)在理论课教学和根底实验教学中,注重加强根底拓展知识面,增强学生的工程实践能力。

(4)以人为本,把情感因素考虑进去,充分开展个性,因材施教。

把培养创新意识和创新能力放在核心地位。

(5)打破院系甚至学校的壁垒,充分利用现有资源,本着“宁可用坏,不许放坏”的原那么,为学生提供尽量多的实践环境和实践仪器设备。

(1)分层次。

把理论教学、根底实验教学和课程设计融为一体,做到一条龙、不断线、重根底、分层次。

在新的教学模式中,电子技术分为三个层次:根底理论教学,根底实验教学,综合应用实验教学和科技创新实验教学。

其中电子设计课程属于第三层即综合应用层。

教学内容有着必然的连续性,“我要的是葫芦”使不得,既不能像传统的教学体制中重理论、轻实践,但也不能“改革过度”,片面强调实验的重要性。

电力电子课程设计报告结论

电力电子课程设计报告结论一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握电力电子技术的基本原理,理解电力电子器件的工作特性和应用场合。

2. 使学生能够运用所学知识分析简单的电力电子电路,并解释电路的工作过程。

3. 引导学生了解电力电子技术在我国电力系统和工业控制中的应用及发展前景。

技能目标:1. 培养学生具备电力电子电路的设计和调试能力,能够使用相关软件工具进行电路仿真。

2. 提高学生运用电力电子器件和电路解决实际问题的能力,培养创新思维和动手实践能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术产生浓厚的兴趣,激发学习积极性,形成自主学习习惯。

2. 增强学生的团队合作意识,培养在团队中积极沟通、协作解决问题的能力。

3. 引导学生认识到电力电子技术在节能减排、可持续发展等方面的重要作用,树立环保意识和责任感。

分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程为电力电子技术相关课程设计,旨在让学生将理论知识与实际应用相结合。

考虑到学生所在年级的特点,课程目标以巩固基础知识、提升实践能力为主。

在教学过程中,注重启发式教学,引导学生主动探究,提高分析问题和解决问题的能力。

二、教学内容1. 电力电子器件原理及特性:包括晶闸管、IGBT、MOSFET等器件的工作原理、主要参数和选型依据。

- 教材章节:第二章“电力电子器件”2. 电力电子电路分析与设计:介绍单相整流电路、逆变电路、斩波电路等基本电路拓扑及其工作原理。

- 教材章节:第三章“电力电子电路分析与设计”3. 电力电子电路仿真:运用相关软件(如PSPICE、MATLAB等)进行电力电子电路的仿真分析。

- 教材章节:第四章“电力电子电路的计算机仿真”4. 电力电子技术应用实例:分析电力电子技术在电力系统、工业控制、新能源等领域的应用案例。

- 教材章节:第五章“电力电子技术的应用”5. 课程设计实践:分组进行课程设计,完成一个小型电力电子装置的设计、制作和调试。

- 教材章节:第六章“电力电子课程设计”教学进度安排:第一周:电力电子器件原理及特性第二周:电力电子电路分析与设计第三周:电力电子电路仿真第四周:电力电子技术应用实例第五周:课程设计实践(分组讨论、设计方案)第六周:课程设计实践(制作、调试)第七周:课程总结与评价教学内容确保科学性和系统性,结合课程目标,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。

实训设计报告 电力电子

一、课程设计的目的通过本课程的实习,使学生掌握设计电路原理图、制作电路原理图元器件库、电气法则测试、管理设计文件、制作各种符合国家标准的印制电路板、制作印制板封装库的方法和实际应用技巧。

主要包括以下内容:·原理图(SCH)设计系统。

·原理图元件库编辑。

·印制电路板(PCB)设计系统。

·印制电路板元件库编辑。

二、课程设计的内容和要求(一)原理图(SCH)设计系统(1)原理图的设计步骤;(2)绘制电路原理图;(3)文件管理;(4)生成网络表文件;(5)层次原理图的设计。

(二)原理图元件库编辑(1)原理图元件库编辑器;(2)原理图元件库绘图工具和命令;(3)制作自己的元件库。

(三)印制电路板(PCB)设计系统(1)印制电路板(PCB)的布线流程;(2)设置电路板工作层面和工作参数;(3)元件布局;(4)手动布线与自动布线;(四)印制电路板元件库编辑(1)PCB元件库编辑器;(2)PCB元件库绘图工具和命令;(3)制作自己的PCB元件库(五)原件封装属性:电阻——AXIAL0.3电容——RADI0.4晶振——XTAL1CY7C63231A——DIP18SN74LVC4245A——DIP28NRF2401——DIP24LP2980IM5——SIP5XTAL——XTAL1天线——TIANXIAN电源和地插座——AXIAL1.0三、绘制原理图与PCB1、绘制原理图(1)在原理图库文件中绘制CY7C63231A芯片CY7C63231A由HEADER 9X2更改而来.见3.1图3.1 芯片简介:CY7C68013A是CYPRESS公司EZ-USB FX2LP系列单片机的代表型号,是上一代CY7C68013的低功耗版本它支持USB2.03种工作模式中的两种和USB1.1两种模式的全速12Mbps(2)在原理图库文件中绘制SN74LVC4245A(由HEADER 12X2更改而来)见图3.2图3.2 芯片简介:SN74LVC4245A是总线传输器件,它的数据传输方向是双向的(3)在原理图库文件中绘制nRF2402(由HEADER 13X2更改而来)见图3.3图3.3 芯片简介:nRF2401是单片射频收发芯片,工作于2.4~2.5GHz ISM频段,芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块,输出功率和通信频道可通过程序进行配置(4)在原理图库文件中绘制LP2980IM5(由CON5更改而来)见图3.4图3.4 芯片简介:LP2980IM5是超低能耗50马调节阀(5)绘制原理图①新建原理图文件:②连接电路如图:③对电路进行ERC检测④电路无误后创建网表二、绘制PCB1、绘制PCB库中没有的原件封装绘制的天线封装如图:注意:封装的引脚与原理图中引脚相对应2、绘制PCB(1)新建PCB文件(2)绘制一张长127mm,宽101mm的双面PCB板(3)加载网络表,并分析改正其中的错误(4)加载完成后在PCB文档中进行布局(5)布局完成后使用自动布线工具进行布线(6)检测无误后,就可进行3D预览四、课程设计总结通过为期两天的protel学习,比较全面地了解和掌握了绘制、编辑电路原理图和印制电路图的方法和技巧,并能处理一些常见问题。

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摘要:电路设计不同与电路制作,电路制作比较直接一点,根据给出的电路进行制作。

而电路设计没有直接的电路原理图,需要查找一些相关的资料,然后进行调试,确定最终电路图。

该题目是设计类题目,所以相对制作麻烦些。

该电路可以实现三种信号对同一个LED的控制。

此制作在设计过程中巧妙的运用了单稳态电路解决了触摸控制,让电路简化了许多。

关键词:单稳态电路Abstract : In the making by which circuit design is an electric circuit, "Be different.", it's a little direct in comparative way that an electric circuit makes, and it's made by an offered electric circuit. There are no principle diagrams of a direct electric circuit, and circuit design has to look for several related material, and debugs a program, and fixes the last circuitry. It's made a theme of the kind is designed, so troublesome how much this theme is relatively. This electric circuit can achieve 3 kinds of signal to control of an identical LED. Much this making settled the used electric circuit of one state which is just steady skillful in the design process and touched control, and made an electriccircuit simplified.一、设计任务与要求设计并制作实现光、声、触摸3种方式控制灯,采用LED作为受控灯,LED 点亮表明接通电源。

细则:声控和触摸控制,控制灯亮的时间为约17秒;光控为即时控制(有光照时灯不亮,无光照时灯亮)。

声控和触摸控制时光控无效;光控时,有声控或触摸控制信号传入会锁定灯亮17秒。

2、技术指标:采用12V 的直流电源作为主电源(可以自制);响应时间≤1S。

二、设计思路及原理图 \设计思路1.总体设计思路:先通过网络和图书选择三种单独控制电路若干,从中挑出简单易行的电路,分析其控制原理。

分别对三种电路做接线实验,调试成功后两两进行整合。

由于各电路的工作电压及某些其他因素影响,所以电路的整合难度稍大。

最终搭试出一个新的电路,此电路设计符合实验的要求。

再对新电路进行测试,不断修改,成功后焊接到电路板上。

2.声控电路的设计与实现:利用三极管的放大作用,设计实现一个声控电路。

能够将声音信号转变为电压信号,并将此电压信号进行放大,用以控制发光二极管发光。

(一)三极管的基本结构和原理1.基本结构三极管是利用半导体的导电特性制成的一种基本的电子元件。

三极管分为NPN 型和PNP 型两种其符号如图1 所示:2.基本原理:三极管是一种控制元件,主要用来控制电流大小,以共发射极接法为例,如图2所示e 是交流信号源,提供变化的交流信号。

当基极电压BE u 有一个微小的变化时,基极电流B i 也会随之有一小的变化,受基极电流B i 的控制,集电极电流C i 会有一个很大的变化,基极电流B i 越大,集电极电流C i 也越大,反之,基极电流越小,集电极电流也越小,即基极电流控制集电极电流的变化。

但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多,这就是三极管的放大作用。

iC 的变化量与iB变化量之比叫做三极管的放大倍数b = D iC D iB (D表示变化量),三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。

三极管在放大信号时,首先要进入导通状态,即要先建立合适的静态工作点(由CC +U提供),也叫建立偏置,否则会放大失真。

在三极管的集电极和电源之间接一个电阻,可将电流放大转换成电压放大:当基极电压B V 升高时,B i 变大,C i 也变大,C i 在集电极电阻C R 的压降也越大,所以三极管集电极电压VC 会降低,且VB越高,VC 就越低,D VC = D VB。

注:三极管的详细原理可参见相应的参考书(如模拟电子线路、低频电子线路等)。

(二)放大电路图 2 所示电路由一个三极管构成,称为单级放大电路。

有时候单级放大电路还不能够将电压放大到足够大,这时,可以才用多级放大电路来实现电压放大。

采用两个三极管1 T 和2 T分别构成两个单级放大电路,然后两级相联,构成两级放大电路,则输入电压经过两次放大得到输出电压。

(三)驻极体传声器驻极体传声器是将声音转换为电信号的电子元件。

(四)声控电路声控电路,是把声音转换为电信号,利用放大电路将该电信号放大从而驱动其他电路工作注:放大电路的详细原理可参见相应的参考书(如模拟电子线路、低频电子线路等)元器件的选择①电磁式继电器的工作原理和特性电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点等组成。

只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会有电流流过,从而产生电磁效应,衔铁就在电磁力吸引的作用下克服反弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。

当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。

这样吸合、释放从而达到电咱的导通断开目的。

对于继电器的“常开”、“常闭”可以这样来区分;继电器线圈未通电进处于断开状态的为静触点,称为“常开触点”,处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

电磁式继电器的应用:1、工你电路是有危险的高压电路,通过电磁继电器可利用低压控制高压。

2、工作场所温度高或环境不好,可以利用电磁继电器来实现远距离操作②光敏二极管光敏二极管从结构上看,也是一个PN结,它利用PN结反向偏置时,在光线照射下反向电流将由小变大的原理制作而成。

根据已知的半导体知识,我们知道PN结加反向电压时,反向电流是极小的,表现出极大的电阻值,这是因为内部载流子的数目太少。

但受到光线照射时,在光激发下,半导体内部载流子的数量将大大增加,因此反向电流也随之增大,表现出电阻值大大下降。

这就是光敏二极管的工作原理。

我们把未受到光照时流过二极管的反向电流称为暗电流,而把受到光照后流过二极管的反向电流称为亮电流。

两者的差值越大越好。

应注意,光敏二极管对照射光线的频率(或波长)是有选择的。

也就是说,它对于某一种光线特别敏感,对其他光线则不那么敏感。

在选用光敏二极管时要注意这一点。

③发光二极管二极管是利用半导体的特殊导电性制成的一种基本电子元件,其主要特点是正向导通、反向截止,即在二极管两端加上正向电压则二极管导通,若加上反向电压则截止。

二极管的符号如图3所示。

根据用途不同,二极管可以分为稳压二极管、整流二极管、发光二极管、光电二极管、开关二极管等等。

其中,发光二极管是在普通二极管内参杂某些杂质从而在二极管导通时能够发光。

注:二极管的详细原理可参见相应的参考书(如模拟电子线路、低频电子线路等)。

三、电路原理图及PCB封装图1.原理图图1图 1是通过查找相关资料,实验测试成功后自己绘出来的电路图。

优点:声控和触摸控制共用一个电路,元器件相对较少且都是常用的,这样就节约了制作成本。

2.PCB原理图四、元件清单及焊接3.电路板的焊接电路板的焊接安装时首先将电阻焊到电路板上,然后依次将三极管、发光二极管、光敏二极管、驻极体传声器、开关、电解电容、继电器焊到电路板上(在电路板上的高度由低到高依次焊接),注意电解电容器的极性和三极管的管脚排列。

只要元器件正确,焊接可靠,电路基本不再需调整就可以工作了。

首次通电,继电器会吸合。

当灯熄灭后,可以拍手使灯亮,也可以触摸排针,这两种方法点亮灯后约17秒(t=0.7×R3×C2=16.779)后灯自动熄掉,可以调节R3或C2控制亮灯时间。

五、电路工作原理1.声控原理图2图3 图4 图2为声控电路部分,由图3声音感应、放大电路和图4单稳态电路构成。

图4中三极管VT2、VT3及其电阻、电容器组成了单稳态电路。

电阻R3为三极管VT2提供了基极电流;而三极管VT3的基极电流则是从三极管VT2的集电极电阻R4上得到的。

三极管VT2集电极与三极管VT3基极之间是直接耦合的;而三极管VT3集电极与三极管VT2基极之间的耦合则是由电容器C2来完成的。

电阻R4是三极管VT2的集电极负载,三极管VT3的集电极负载是电阻R5。

单稳态电路的特点是它只有一个稳定状态。

电路在没有信号输入时,选择合理的R3使三极管VT2稳定在饱和状态,此时它的集电极电压约为0.3V以下。

这样使三极管VT3稳定在截止状态。

这就是单稳态电路的稳定状态。

当一个负脉冲通过C1到达三极管VT2的基极时,三极管VT2开始趋向截止,它的集电极电流减小,集电极电压升高;经过直接耦合,使三极管VT3的基极电压升高,三极管VT3开始导通,它的集电极电压下降;经电容C2的藕合又使三极管VT2的基极电压进一步下降(虽然这时负脉冲已经不再存在),形成一个正反馈,很快达到一个新的状态。

此时三极管VT2截止,三极管VT3饱和导通。

这就是单稳态电路的暂稳态现象。

单稳态电路的暂稳态是不能持久的。

在暂稳态期间,电容器C2通过电阻R3进行放电,随着放电的进行,三极管VT2的基极电压逐渐升高,当它达到0.5V以上时,三极管VT2开始导通,正反馈现象再次发生,整个电路很快又回到VT2饱和导通,VT3截止的稳定状态。

电容C2通过电阻R3的放电过程决定了电路暂稳态的维持时间。

根据计算,这个时间t =0.7×R3×C2。

在本电路中电阻R3为510KΩ,电容C2为47μF,所以t≈17s.根据这个公式改变电阻R3或电容C2的参数,可以延长或缩短电路的延迟时间。

电路复原后,电容器C2通过电阻R5和三极管VT2的发射结进行充电。

充电完成后电路才可以接收下一次的触发。

电路中的B是一只驻极体传声器,它能将声音信号转变为电信号。

驻极体传声器压所转换的电信号较微弱,只有通过由三极管VT1组成的放大器把微弱的信号进行放大后,才能去触发单稳态电路。

放大后信号中的负脉冲作用在三极管VT2的基极上时,可以使单稳态电路翻转。

在电路的稳态过程下,单稳态电路中三极管VT2导通,三极管VT3截止。

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