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毕业论文:节日彩灯循环闪亮控制器设计

联个较大电容,构成了电容滤波电路。电容滤波电路是利用电容的充电和放电来使脉动的直流电变为平稳的直流电。设电容两端初始电压为零,并假定在时接通电路,为正半周,当由零上升时,导通,被充电,同时电流经过向负载电阻供电。如果忽略二极管正向管压降和变压器内阻,电容充放电时间常数近似为零,在达到最大值时也达到最大值,然后下降,此时,截止,电容向负载电阻放电,由于放电时间常数,般较大,电容电压按指数规律缓慢下降。当下降到最低时导通,电容在此被充电,输出电压增大,以后重复上述充放电过程,输出电压波形,近似为锯齿波直流电压。有上述可知,整流电路接入了滤波电容后,不经使输出电压变得平滑纹波显著减少,同时输出电压的平均值也增大了输出电压平均值的大小与滤波电容及负载电阻的大小有关,的容量定时,越大,的发电时间常数就越大,其放电速度越慢,输出电压就越平滑,就越大。让开路时,。为了获取良好的滤波效果般取式中,为输入交流电的周期。此时输出电压的平均值近似为稳压图稳压二极管稳压电路由图可知,当稳压二极管正常稳压工作时,有下述方程式若增大,将会随着上升,加于稳压二极管两端的方向电压增加,使电流大大增加,由上式可知,也随之显著增加,从而使限流电阻上的压降增大,其结果是,的增加量绝大部分都降落到限流电阻上,从而使输出电压基本维持恒定。反之,下降时减少,上的压降减少,从而维持的基本恒定。若负载电阻增大即负载电流减少,输出电压将会跟随增大,则流过稳压管的电流大大增加,致使增大,迫使输出电压下降,同理,若减少,使下降,则显著减少,致使减少,迫使上升,从而维持了输出电压的稳定。无稳态多谐振荡器电路无稳态多谐振荡器电路是种简单的振荡电路。它不需要外加激励信号就能连续地周期性地自行产生矩形脉冲,该脉冲是由基波和多次谐波构成,因此称为多谐振荡器电路。多谐振荡器可以由三极管构成,也可以用或者通用门电路等来构成。本次设计中采用多谐振荡器电路。集成时基电路时种数字模拟混合型的中规模集成电路,可连接成多谐振荡电路,产生单位脉冲,用于触发计数器。在延时操作中,脉冲由个电阻和个电容控制。会在下降延触发和清零,工作电压为,工作温度为。图所示为定时器的逻辑图,图为其逻辑功能示意图。它主要由电阻分压器电压比较器和出与非门和组成的基本触发器发电管和输出缓冲极等五部分组成。图中为电压比较器的阈值输入端,为电压比较器的触发输入端,为控制端,为直接置端,为放电端,为输出端。各部分的作用如下图定时器的逻辑图和逻辑功能示意图电阻分压器它是由三个电阻值均为的电阻串联而成,分别为电压比较器和提供基准电压。其中为同相输入端的基准电压为反向输入端的基准电压。如在控制端加固定电压时,则,。如端不用时,为防止高频干扰,通常在端对地接个的电容。电压比较器和两个比较器由运算放大器组成,同相端和反向端的电压分别用和表示。当时,电压比较器输出高电平当时,电压比较器输出低电平。基本触发器基本触发器有和两个与非门组成,它的输入信号分别为和的输出电压和。触发器有两个基本特性它有两个稳定状态,可分别用来表示二进制数码和在输入信号作用下,触发器的两个稳定状态可以相互转换,输入信号消失后,已转换的稳定状态可长期保持下来,这样就使得触发器能够记忆二进制信息,常用作二进制存储单元。放电管和输出缓冲器三级管是作为开关管来使用的,其工作状态受基本触发器输出端的信号控制。当为低电平时,截止当为高电平时,导通。为输出缓冲器,用以提高定时器的负载能力和隔离外接负载对定时器工作的影响。各管脚的功能说明接地触发输出复位控制电压门限放电电源电压。下面根据图所示电路分析定时器的逻辑功能。设和端输入电压分别为和,定时器的工作情况如下当时,电压比较器和的输出,基本触发器被置输出,同时导通。当时,电压比较器输出,基本触发器置输出,同时截止。当时,两个电压比较器的输出定,形成了所谓的结。在结的两端各引出根电极引线,然后用外壳封装起来就构成了半导体二极管。由区引出的电极称正极,有区引出的电极称负极,电路符号中的箭头方向表示正向电流的流通方向。二极管加正向电压时导通,呈现很小的电阻,形成较大的正向电流加反向电压时截止,呈现很大的电阻,反向电流近似为零。因此,晶体二极管具有单相导电性。当反方向电压增大到定值时,二极管的反向电流将随反向电压的增加而急剧增大,这种现象称为反向击穿。二极管的识别和检测将万用表至于挡,调零后用表笔分别正接反接二极管的两端引脚,这样可分别测得大小两个电阻值。其中较大的是二极管的反向阻值,较小的是二极管的正向阻值。故测得正向阻值时,与黑表笔相连的是二极管的正极万用表置欧姆挡时,黑表笔连接表内电池正极,红表笔连接表内电池负极。二极管的材料及二极管的质量好坏也可以从其正反向阻值中判断出来。般硅材料的正向电阻为几千欧,而锗材料二极管的正向电阻为几百欧。判断二极管的好坏,关键是看有无单向导电性,正向电阻越小,反向电阻越大的二极管的质量越好。如果个二极管正反向电阻值相差不大,则必为劣质管。如果正反向电阻都是无穷大或者都是零,则二极管内部已断路或已被击穿短路。稳压二极管图稳压二极管伏安特性曲线稳压二极管是种特殊的面接触型硅二极管,其伏安特性曲线如图所示,它的正向伏特曲线与普通二极管相似,而反向击穿特性曲线很陡。正常情况下稳压二极管工作在反向击穿区,由于曲线很陡,反向电流在很大范围内变化时,端电压变化很小,因而具有稳压作用。只要反向电流不超过其最大稳定电流,就不会形成破坏性的热击穿。双向晶闸管晶闸管是晶体闸流管的简称,按照国际电工委员会的定义,晶闸管是指具有三个以上的结的四层三端器件,器件外部有三个极阳极阴极和门极。晶闸管是种既具有开关作用,又具有整流作用的大功率半导体器件,应用于可控整流变频逆变及无触点开关等多种电路。对它只需要提供个弱点触发信号,就能控制强电流输出。所以说,它是半导体器件从弱电领域进入强电领域的桥梁。晶体管的导通条件是在晶闸管的阳极和阴极两端加正向电压,同时在晶闸管的门极和阴极两端也加正向电压。关断条件是使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流,使其内部正反馈无法维持,晶闸管才会恢复关断,常用的方法是在晶闸管两端加反向电压。图双向晶闸管内部结构等效电路及电器符号双向晶闸管是把两个反向并联的晶闸管集成在同个硅片上,用个门极控制触发的组合型器件。这种结构使它在两个方向都具有和单只晶闸管同样的对称的开关特性,且伏安特性相当于两只反向并联的分立晶闸管,不同的是它由个门极进行双方向控制,因此可以认为是种控制交流功率的理想器件。双向晶闸管的外形与普通晶闸管类似,有塑封式螺栓式平板式。但其内部结构是五层结构三端器件,有两个主电极,个门极。双向晶闸管的内部结构等效电路及电气符号如图所示。双向晶闸管的参数与普通晶闸管相似,但因其内部结构及使用条件的差异又有所不同。双向晶闸管的主要参数中额定电流的定义与普通晶闸管有所不同,由于双向晶闸管工作在交流电路中,正反向电流都可以通过,所以它的额定电流不是用平均值而是用有效值来表示。定义为在标准散热条件下,当器件的单向导通角大于,允许通过器件的最大交流正弦电流有效值,用表示。双向晶闸管额定电流与普通晶闸管额定电流之间的换算关系式为以此推算,个的双向晶闸管与两个反向并联的的普通晶闸管电流容量相等。双向晶闸管每个半波都有各自的通态压降。由于结构和工艺的原因,其正反两个通态压降值可能有较大的差别,使用时应尽量选用偏差小的,即具有比较对称的正反向通态压降的器件。电气元件清单本文中选用的彩灯额定电压为额定功率为,所以彩灯的电阻为,额定电流为。主电路电压由变压器次级第二组线圈提供,所以主电路电压为。为了使彩灯在额定状态下工作,需给每个彩灯串联个,的电阻。本设计中所用元件如下表所示。电器元件明细表元件名称元件符号型号规格数量变压器∕熔断器∕,熔体二极管稳压二极管稳压电阻电阻变阻器电容电容电容彩灯双向晶闸管门极触发电流总结毕业设计是我们作为学生在学习阶段的最后个环节,是对所学基础知识和专业知识的综合应用,是种综合的在学习在提高的过程,这过程对我的学习能力和思考及工作能力也是次培养,同时毕业设计也反映了大学教育的综合水平,因此学校十分重视毕业设计这环节,加强了对毕业设计工作的指导。在大学的学习过程中,毕业设计是十分重要的,是我进入社会参与实际工作的次极好的演练,也是对我自学能力和解决问题能力的次考验,是学校生活与社会生活的种过渡。在完成毕业设计的时候,我尽量的把毕业设计和实际工作有机的结合在起,这样更有利于自己能力的提高。社会是不断变化的发展的,眼下社会发展迅速,对人才的要求越来越高,要用发展的眼光看社会,要学会学习,学会创新,学会适应社会的发展需要。在走出校园,迈向社会之即,把握今天,才能创造未来。毕业设计工作中,在老师的熏陶和教诲下,使我懂得了更多的设计思想,有了定的创新精神和专研精神。在完成毕业设计的这段时间里,我收获颇多。本文设计的节日彩灯循环闪亮控制器,能够有规律的使彩灯闪亮,本系统具有硬件简单,容易实现,性能稳定可靠,成本低,寿命长等特点。主要做了下面几点较突出的工作通过查阅相关资料,详细了解了定时器和双向晶闸管导通原理,明确了设计采用的元件,明确了研究目标。二本文给出了系统具体的硬件设计方案,硬件结构电路图,设计中采用的元件介绍,电路图模块化分析等方面。三在这次毕业设计的过程中,进步学习了的基本使用,感到了对电气自动化专业的重要性。通过本次设计我对电子电路知识有了定的认识,这是我对专业知识次实际性检验和巩固。毕业设计收获很多,比如学会了查找相关资料,分析数据,提高了自己的绘图能力,懂得了许多经验公式是前人不懈努力的结果,在设计中要保持清醒的头脑,不断接受新事物,遇到不明白的要及时请教,从中获益,让自己的思想也不断得到修正和提高。其实我们可以把毕业设计看作是个工作内容,在完成毕业设计的时候,所用到的知识,以及所具有的专注力和责任心,同样在工作中也是不可缺少的,由于社会生活的变革和科技进步对社会及个人的影响,任务学校能满足人生所有教育需要的理性主义幻想破灭。社会的发展要求劳动者不断更新知识,每个人的职业不可能终身不变。这切都要求现在的

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