停电应急灯毕业设计.doc

绪 论当夜晚来临时，你正在灯下工作学习时，突然停电了，周围一片漆黑，你一定会不知所措。只能在黑暗中摸索着寻找蜡烛、手电，非常不方便。还有一些特殊的场所如：宾馆、饭店或地下室人员流动密集，受建筑物结构的限制，在白天也需要人工照明，如果突然停电，特别是由于突发意外原因引起的停电如：地震、火灾，会使人员疏散造成很大的困难。所以停电应急灯的设计与制作是必须的。本文介绍的应急灯平时接通市电，处于充足电备用状态，并有充电保护功能。而且具有记忆功能：即只有当市电突然停电而且周围环境光线突然由强变弱时，能智能判断出这是由于断电引起的黑暗，此停电应急灯自动点亮；恢复供电时，应急灯自动熄灭。本文主要研究停电应急灯的工作原理及工作方式、用途和各部分电路的功能及电路的调试方法以及焊接技术。本文共分为四部分：第一部分介绍应急灯的种类及其优点，还有停电应急灯与普通电灯的区别以及其用途；第二部分介绍停电应急灯的工作原理及工作方式；第三部分介绍制作停电应急灯所需具备的焊接技术以及此停电应急灯电路的调试方法；第四部分介绍此停电应急灯电路中各个元件的选用以及其功能和作用。2 停电应急灯的工作原理 2.1 停电应急灯的工作原理 图 1-1 应急灯的原理图在供电正常时，J2得电吸合，其动触点与“N/O”（动合点）接通，后备蓄电池正端与IC1（LM308）和D5、D6组成电压比较器，参考电压由D5、D6决定。这里用一个硅二极管（D5）和一个6.9V的稳压二极管（D6）组成控制电路，对充电电压进行监控。当IC1的2脚输入电压（即蓄电池电压）低于6.9V时，IC1的6脚输出高电平，T1导通，J1得电，其动触点与“N/O”（动合点）接通，电源电压通过R2对蓄电池充电，同时LED2点亮为充电指示。改变R2阻值可调整充电电流。随着充电时间增加，IC1的2脚电压逐渐增加，当电压大于参考电压时，IC1的6脚输出低电平，T1截止，J1失电，断开充电回路，实现自动充电保护功能。当停电时，J2失去电源，其动触点与“N/C”（动断点）接通，蓄电池通过S1对应急灯电路供电，实现停电自动切换功能。S1在这里用来手动切断应急灯电路部分。2.2.1 停电应急灯所需的信号的产生 2.2 停电应急灯的工作方式 由IC2（NE555）、T2、T3、T4、X2等组成应急灯电路。IC2组成50Hz信号发生器，由IC2的3脚输出50Hz信号，经T2反相、放大分别驱动由T3、T4、X2组成的推挽电路，在X2的高压侧感应出220V的交流电，使日光灯管点亮。这里的X2可以直接使用次级为4.5伏、初级为220V的成品电源变压器，功率试日光灯管的功率而定。使用时，注意T3、T4应加散热器。3 停电应急灯的制作3.1 制作停电应急灯所需的焊接技术焊接是电子产品装配中一项重要的技术。焊接质量的好坏，直接影响电路及电子产品的工作性能。电子产品的故障除元器件的原因外，大多数是由于焊接质量不佳而造成的，因此，制作停电应急灯时，熟练地掌握焊接操作技能非常必要。焊接是电子产品装配过程中的一种主要连接方法，是指利用加热、加压或其他手段将组成电子产品的各种元器件永久地牢固地结合起来的方法。本部分重点介绍手工焊接的技术和工艺。3.1.1 焊接操作的正确姿势焊接加热挥发的化学物质对人体是有害的，如果操作时鼻子距离烙铁头太近，则很容易将有害其他吸入。一般烙铁离开鼻子的距离应不小于30cm，通常以40cm为宜。使用时电烙铁应配置烙铁架，一般放在工作台右前方，电烙铁使用后一定要稳妥地放在烙铁架上，并注意导线等物不要碰到烙铁头。由于焊锡丝中铅的成分占一定的比例，因为铅是对人体有害的重金属，因此操作时应戴手套，操作后应立即洗手，避免食入。3.1.2 焊接操作的基本步骤(又称五步法)(1) 准备施焊 准备好焊锡丝和烙铁。此时要特别强调的是烙铁头部要保持干净，即可以沾上焊锡（俗称吃锡）。左手拿焊丝，右手拿烙铁对准焊接部位。(2) 加热焊件 将烙铁头接触焊接点，注意首先要保持烙铁加热焊件各部分，例如元器件引线和印制电路板焊盘都要使之受热，其次要让烙铁头的扁平部分接触热容量较大的焊件，烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件，以保持均匀受热。(3) 熔化焊料 当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点,料开始熔化并润湿焊点。(4) 移开焊锡 当熔化一定量焊锡后将焊丝移开。(5) 移开烙铁 当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致45的方向。3.1.3 焊接操作的基本要领(1) 掌握好加热时间 锡焊时可以采用不同的加热速度,例如烙铁头形状不良或用小烙铁喊大焊件时，不得不延长时间以满足焊料温度的要求，在多数情况下延长加热时间对电子产品装配是有害的。(2) 保持合适的温度 要保持烙铁头在合理的温度范围内，一般经验是烙铁头的温度比熔化温度高50较为宜。理想的状态是较低的温度下缩短加热时间，尽管这是矛盾的，但在实际中可以通过操作手法获得另人满意的效果。(3) 用烙铁头对焊点施力是有害的 烙铁头把热量传给焊点主要靠增加接触面积，用烙铁对焊点加力对加热是无用的，很多情况下会造成对焊件的损伤，进而造成元件失效。(4) 不要用过量的焊剂 过量的焊剂不仅会增加焊后焊点周围清理的工作量，而且延长了加热时间，降低了工作效率；另外，当加热时间不足时，焊剂又容易夹杂到焊锡中形成“夹渣”缺陷；焊接开关时，过量的焊剂容易流到触点处，从而造成接触不良。(5) 保持烙铁头清洁 因为烙铁头长期处于高温状态，又接触焊剂等受热分解的物质，其表面很容易氧化而形成一层黑色杂质。这些杂质几乎形成隔热层，使烙铁头失去加热作用，因此应随时在烙铁架上蹭去杂质，用一块湿布或海绵随时擦烙铁头。(6) 加热要靠焊锡桥 要提高烙铁头的加热效率，需要形成热量传递的焊锡桥。所谓焊锡桥，就是靠烙铁头上保留少量焊锡作为烙铁头与焊件之间传递热能的桥梁。显然由于金属液的导热效率远高于空气，而使焊件很快被加热到焊接温度。应注意作为焊锡桥的锡保留量不可过多。(7) 焊锡量要合适 过量的焊锡不但毫无必要的消耗了较贵的锡，而且增加了焊接时间，相应的降低了焊接速度。当然焊锡量也不能过少，焊锡量过少不能牢固的结合，降低了焊接强度，特别是在印制电路板上焊接导线时，焊锡不足往往造成导线脱落。(8) 焊件要固定 在焊锡凝固前不要使焊件移动或振动，特别是用镊子夹住焊件时一定要等焊件凝固后再移去镊子，否则容易造成所谓“冷焊”。(9) 烙铁撤离有讲究 烙铁撤离要及时，而且撤离时的角度和方向与焊点的形成有较大关系。撤离烙铁时应轻轻旋转一下，可保证焊料适当，这需要在实践中体会。3.2 电路的调试实践表明，一个电子装置，即使按照设计的电路参数进行安装，往往也难于达到预期的效果。这是因为人们在设计时，不可能周全地考虑各种复杂的客观因素（如元件值的误差，器件参数的分散性,分布参数的影响等），必须通过安装后的测试和调整，来发现和纠正设计方案的不足，然后采取措施加以改进，使装置达到预定的技术指标。因此，调试电子电路在制作停电应急灯时是必不可少的。3.2.1 电路的调试的具体步骤(1) 通电观察 通电后不要急于测量电气指标，而要观察电路有无异常现象，例如有无冒烟现象，有无异常气味，手摸集成电路外封装，是否发烫等。如果出现异常现象，应立即关断电源，待排除故障后再通电。(2) 静态调试 静态调试一般是指在不加输入信号，或只加固定的电平信号的条件下所进行的直流测试，可用万用表测出电路中各点的电位，通过和理论估算值比较，结合电路原理的分析，判断电路直流工作状态是否正常，及时发现电路中已损坏或处于临界工作状态的元器件。通过更换器件或调整电路参数，使电路直流工作状态符合设计要求。(3) 动态调试 动态调试是在静态调试的基础上进行的，在电路的输入端加入合适的信号，按信号的流向，顺序检测各测试点的输出信号，若发现不正常现象，应分析其原因，并排除故障，再进行调试，直到满足要求。3.2.2 停电应急灯电路的调试接通主电源时，J2应该动作，LED1点亮作为电源指示。然后测量IC1的3脚电压是否为6.9V左右，如无误，可用一个外接电源接入其2脚来调整充电保护电路。当输入电压大于6.9V时，J1应该动作断开。再断开S1，用外接电源接入应急灯电路，测量IC2的输出是否为50Hz，然后测量X2输出部分电压是否为220V左右即可。LED3为停电/应急灯工作指示。3.2.3 电路调试的注意事项电路安装完毕，通常不宜急于通电，先要认真检查一下。检查内容包括：1、连线是否正确检查电路连线是否正确，包括错线（连线一端正确，另一端错误）、少线（安装时完全漏掉的线）和多线（连线的两端在电路图上都是不存在的）。查线的方法通常有两种：按照电路图检查安装的线路这种方法的特点是，根据电路图连线，按一定顺序逐一检查安装好的线路，由此可比较容易地查出错线和少线。按照实际线路来对照原理电路进行查线这是一种以元件为中心进行查线的方法。把每个元件（包括器件）引脚的连线一次查清，检查每个去处在电路图上是否存在，这种方法不但可以查出错线和少线，还容易查出多线。为了防止出错，对于已查过的线通常应在电路图上做出标记，最好用指针式万用表“1”挡，或数字式万用表“挡”的蜂鸣器来测量，而且直接测量元、器件引脚，这