红外遥控调光灯的设计与制作.doc

摘 要 摘 要 在当今社会科学技术的发展与俱增 人们是生活水平也是益提高 为了减少 人的工作量 所以是对各种家用电器 电子器件的非人工控制的要求也是越来越 高 针对与这种情况 设计出一种集成度比较高的控制体系是必然的 红外线遥 控器是用于各种电器控制的装置 其种类和功能多种多样 常用的红外遥控系统 一般分为发射和接收两个部分 红外线遥控是利用红外光波 红外线 来传递控 制指令的控制 它具有结构简单 制作方便 成本低廉 抗干扰能力强 工作可 靠性高等一系列优点 是近距离遥控特别是室内遥控的优选遥控方式 因此 在 现代电子工程应用中 红外线常常被用做近距离视线范围内的通讯载波 最典型 的应用就是家电遥控器 本论文详细介绍了红外遥控调光灯电路的设计及工作过 程 提高自己对 LS7232 触摸 按键 式无极调光 调速 开光电路知识的认识 关键字 红外遥控 灯 调光 红外线 发射器 接收器 目录 ABSTRACT In today s society the development of the science and technology people s living standard is beneficial to improve in order to reduce the workload so is the person of all sorts of household appliances electronic components of the artificial control requirements is more and more high and this kind of circumstance designed a kind of integration of relatively high control system is inevitable Infra red remote control is used in all kinds of electric equipment its type and various functions Commonly used infrared remote control system is usually divided into two parts sending and receiving Using the infrared remote infrared light is to transfer control infrared control of the instructions It is simple in structure convenient low cost strong anti jamming capability high reliability is close to a remote control of optimization control of indoor especially Therefore in the modern electronic engineering application infrared often used to close within the scope of the communication line the typical application of carrier is appliances This paper introduced infrared remote dimmer circuit design and working process Enhance oneself to the LS7232 touching pressed key the formula limitless accent light velocity modulation the leaving blank electric circuit Knowledge of circuit Key words infrared remote lamp Adjustable light infrared launcher receiver 目录 目 录 第一章第一章 绪论绪论 1 1 1 1 红外遥控系统概述 1 1 1 2 红外遥控的基本原理 1 1 1 3 红外遥控的应用范围 2 2 第二章第二章 红外遥控调光灯电路的设计原理红外遥控调光灯电路的设计原理 3 3 2 1 工作原理 3 3 2 1 1 红外线遥控发射器的工作原理 4 4 2 1 2 红外线接收放大及调光控制电路的工作原理 4 4 2 2 元器件选择 5 5 2 3 制作与调试 5 5 第三章第三章 主要元件介绍主要元件介绍 7 7 3 1 NE555 功能介绍 7 7 3 2 双向可控硅 10 10 3 2 1 简介 10 10 3 2 2 双向可控硅的命名 11 11 3 2 3 构造原理 11 11 3 2 4 检测方法 12 12 3 2 5 典型应用 13 13 3 2 6 MAC97A6 15 15 3 3 LS7232 的功能介绍 1616 3 4 lm324 的功能介绍 1717 3 4 1 lm324 引脚图 17 17 3 4 2 LM324 应用实例 1717 3 5 3DG12 三极管型号 19 19 3 6 整流二极管 IN4007 19 19 3 7 稳压二极管 20 20 3 7 1 稳压管的应用 20 20 目录 3 7 2 稳压二极管的参数 21 21 3 8 金属膜电阻 21 21 3 9 90 系列三极管管脚图 22 22 第四章第四章 结束语结束语 23 23 致谢致谢 25 25 参考文献参考文献 27 27 第一章 绪论 1 第一章 绪 论 1 1 红外遥控系统概述 随着电子技术的发展和人们生活水平的不断提高 电子仪器及设备的控制方 式也在不断地改善 从早期的面板控制到目前应用广泛的各种遥控控制 给人们 生活带来了极大的方便 红外线遥控是目前应用最广泛的一种通信和遥控手段 由于红外线遥控器具有体积小 功耗低 功能强 成本低等特点 因此 彩电 录像机 音响设备 空调 玩具 门铃以及遥控汽车路牌等其它小型装置上也纷 纷采用红外线遥控 红外遥控技术的出现 不仅大大提高了劳动动生产率 降低 了成本 而且减轻了人们的劳动强度 改善了劳动条件 红外遥控就是把红外线 作为载体的遥控方式 由于红外线的波长远小于无线电波的波长 因此在采用红 外线遥控方式时 不会干扰其他电器的正常工作 也不会影响临近的无线电设备 同时 由于采用红外线遥控器件时 工作电压低 功耗小 外围电路简单 因此 它在日常生活中的应用越来越广泛 1 2 红外遥控的基本原理 红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波 红 外接收电路由红外接收二极管 三极管或硅光电池组成 它们将红外发射器发射 雕红外光转换为相应的电信号 再送后置放大器 发射机一般由指令键 或操作杆 指令编码系统 调制电路 驱动电路 发 射电路等几部分组成 当按下指令键或推动操作杆时 指令编码电路产生所需的 指令编码信号 指令编码信号对载体进行调制 再由驱动电路进行功率放大后由 发射电路向外发射经调制定指令编码信号 接收电路一般由接收电路 放大电路 调制电路 指令译码电路 驱动电路 执行电路 机构 等几部分组成 接收电路将发射器发出的已调制的编码指令信号 接收下来 并进行放大后送解调电路 解调电路将已调制的指令编码信号解调 2 红外遥控调光灯的设计与制作 来 即还原为编码信号 指令译码器将编码指令信号进行译码 最后由驱动电路 来驱动执行电路实现各种指令的操作控制 机构 1 3 红外遥控的应用范围 由于红外线遥控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力 所以 在设计家用电器的红外线遥控器时 不必要像无线电遥控器那样 每套 发射器和接收器 要有不同的遥控频率或编码 否则 就会隔墙控制或干扰邻居 的家用电器 所以同类产品的红外线遥控器 可以有相同的遥控频率或编码 而不会出现遥控信号 串门 的情况 这对于大批量生产以及在家用电器上普及 红外线遥控提供了极大的方面 由于红外线为不可见光 因此对环境影响很小 再由红外光波动波长远小于无线电波的波长 所以红外线遥控不会影响其他家用 电器 也不会影响临近的无线电设备 第二章 红外遥控调光灯电路的设计原理 3 第二章 红外遥控调光灯电路的设计原理 红外遥控系统由红外发射部分和红外接收部分组成 发射基本电路可由专 用发射芯片 按键 发射二极管晶振等组成 接收基本电路可由红外接收三极管 微控制器等组成 本论文详细介绍了红外遥控调光灯的设计及工作过程 发射基 本电路可由由 555 时基集成电路组成的多谐振荡器 作为红外线发射管的驱动脉 冲发生器 SE303 型红外线发光二极管 拨动开关 等组成 接收基本电路可由 选用 PH302 型红外线接收二极管 1N4007 型硅整流二极管 硅稳压二极管 触摸 式专用调光集成电路 LS7232 组成 2 1 红外遥控调光灯的工作原理 红外线遥控调光灯的电路原理图如图所示 4 红外遥控调光灯的设计与制作 2 1 1 红外线遥控发射器的工作原理 红外线遥控发射器如图 a 所示 它是由 555 时基集成电路组成的多谐振荡器 作为红外线发射管的驱动脉冲发生器 该振荡器的振荡频率为 1 5kHz 电路中所 加的二极管 VD1 是用来调节振荡器输出脉冲的占空比的 通常由 555 时基集成电 路组成的多谐振荡器中没加二极管 VD1 时 电容器 Cl 的充电回路为电源 Rl R2 Cl 放电回路为 Cl R2 ICI 的 7 脚 这就使振荡脉冲的占空比始终大于 50 当 电路中加人 VD1 后 C1 的充电回路变为电源 RI VDI Cl 放电回路为 Cl R2 ICI 的 7 脚 由于 VD1 的正向导通电阻值远小于 R2 所以使电容器 C1 的充电时间比 通过 R2 时小很多 并且也小于放电时间 脉冲方波的占空比约等于 0 33 在相 同的电源功率消耗下 可有效地提高发射效率 由 IC1 输出的方波驱动脉冲经 R3 输人 VT1 的基极 通过 VTl 放大后由发射极输出 驱动红外线发射管 VL1 VL2 向外发送红外线遥控信号 由于采用了小的占空比 发射管的脉冲电流幅值可达 600mA 提高了发射器的发射功率 2 1 2 红外线接收放大及调光控制电路的工作原理 在图 b 所示的红外线接收放大及调光控制电路中 由红外线接收管 VDL 接收发射器发送来的红外线信号并将其转换为脉冲信号电压 通过 C3 藕合至电 压放大器 IC2 进行电压放大 IC2 的放大倍数由 R7 R8 决定 约为 100 倍 电压 放大器 IC2 输出的信号电压脉冲经 CS 藕合至复合管 VT2 的基极 使复合管 VT2 VT3 导通 VT3 的集电极输出低电平 只要不松开发射器的发射按键 VT3 集电极 的低电平就一直保持下去 也就是说 VT3 输出低电平时间的长短完全取决于按 下遥控发射器发射按键的时间的长短 VT3 集电极输出的低电平 通过 R10 加至 触摸调光集成电路 IC3 的传感器输入端 5 脚 作为触摸控制信号 使 LS7232 的 8 脚连续输出具有晶闸管导通角的控制脉冲 LS7232 的 5 脚在接收到复合管输出的低电平后 它的输出端 8 脚便随之输出 触发信号脉冲 双向晶闸管 VTH 在触发脉冲的控制下不断改变着导通角 输出 第二章 红外遥控调光灯电路的设计原理 5 电压随着变化 灯泡的亮度也随着变化 从而达到了调光的目的 IC3 的输出端 所接的二极管 VD3 为隔离二极管 它的作用是只允许晶闸管的门极 G 向 LS7232 的 8 脚输人灌电流 接收控制电路采用交流供电由电容降压的供电方式 由 R12 和 C8 将交流电 源降压 通过 VD2 整流 VS 稳压和 C4 滤波后向工作电路供电 2 2 元器件选择 红外线发射器中的 ICl 选用 NE555 A555 LM555 或 SI555 等时基集成电 路 IC2 可选用 741 或 LM324 集成电路 IC3 用 LS7232 也可选用 BN7232 CS7232 SM7232 等 不过后两种集成电路为 CMOS 电路 电源极性与 IS7232 相反 换用时需注意 VTH 选用普通小型塑料封装双向晶闸管 如 MAC94A4 或 MAC97A6 等型号 VTl 一 VT3 选用 9013 3DG12 或 3DK4 型硅 NPN 率晶体管 要求电流放 大系数 100 VDI VD3 选用 1N4148 型硅开关二极管 VD2 选型 1N4007 型硅整 流二极管 VS 选用 14V 0 5W 普通硅稳压二极管 如 2CW5244V 1N5244 1N5244A 或 1N5244B 等型号 VLl VL2 选用 SE303 型红外线发光二极管 VDL 选用 PH302 型红外线接收二极管 R12 用两只 RJ 1 2W 电阻值为 20k 的金属膜电阻器并联构成 以获得理 想的小体积及合适的额定电功率 C8 要求选用 CBB 400V 型聚丙烯电容器 其他元器件均无特殊要求 2 3 制作与调试 将焊好的电路板可装入体积合适的绝缘小盒内 注意在盒面开一个 9mm 10mm 小孔对准红外接收头即可 把手动开关 SA 安装在盒面下方 最大控制距离 10m 左右 6 红外遥控调光灯的设计与制作 第三章 主要元器件介绍 7 第三章 主要元器件介绍 3 1 NE555 功能介绍 NE555 Timer IC 大约在 1971 由 Signetics Corporation 发布 在当时是 唯一非常快速且商业化的 Timer IC 在往后的 30 非常普遍被使用 且延伸 出许多的应用电 尽管近 CMOS 技术版本的 Timer IC 如 MOTOROLA 的 MC1455 已被大 的使用 但原规格的 NE555 依然正常的在市场上供应 尽管新版 IC 在功能上有部份的改善 但其脚位劲能并没变化 所以到目前 可直接的代用 NE555 是属于 555 系列的计时 IC 的其中的一种型号 555 系列 IC 的接脚功 能及运用都是相容的 只是型号不同的因其价格不同其稳定度 省电 可产生的 振荡频率也不大相同 而 555 是一个用途很广且相当普遍的计时 IC 只需少数的 电阻和电容 便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉冲信号 a NE555 的特点有 1 只需简单的电阻器 电容器 即可完成特定的振荡延时作用 其延时范围极 广 可由几微秒至几小时之久 2 它的操作电源电压范围极大 可与 TTL CMOS 等逻辑电路配合 也就是它的输 出准位及输入触发准位 均能与这些逻辑系列的高 低态组合 3 其输出端的供给电流大 可直接推动多种自动控制的负载 4 它的计时精确度 高 温度稳定度佳 且价格便宜 4 静态电流 最大值 VCC 5 V RL 6mA VCC 15 V RL 15mA b NE555 是一种应用特别广泛作用很大的的集成电路 属于小规模集成电路 在 很多电子产品中都有应用 NE555 的作用是用内部的定时器来构成时基电路 给 其他的电路提供时序脉冲 NE555 时基电路有两种封装形式有 一是 dip 双列直 插 8 脚封装 另一种是 sop 8 小型 smd 封装形式 其他 8 红外遥控调光灯的设计与制作 ha17555 lm555 ca555 分属不同的公司生产的产品 内部结构和工作原理都相 同 NE555 的内部结构可等效成 23 个晶体三极管 17 个电阻 两个二极管 组成了 比较器 RS 触发器 等多组单元电路 特别是由三只精度较高 5k 电阻构成了一个电 阻分压器 为上 下比较器提供基准电压 所以称之为 555 NE555 属于 CMOS 工艺制造 c NE555 引脚图介绍如下 内部含有两个电压比较器 一个分压器 一个 RS 触发器 一个放电晶体管和一 个功率输出级 NE555 管脚图及内部原理图见下图 第三章 主要元器件介绍9 图 1 NE555 电路内部方框图 图 2 NE555 电路引脚图 1 接地 地线 或共同接地 通常被连接到电路共同接地 2 触发 这个脚位是触发 NE555 使其启动它的时间周期 触发信号上缘电压须 大于 2 3 VCC 下缘须低于 1 3 VCC 3 输出 当时间周期开始 555 的输出输出脚位 移至比电源电压少 1 7 伏的高 电位 周期的结束输出回到 O 伏左右的低电位 于高电位时的最大输出电流大约 200 mA 4 复位 一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电 位 它通常被接到正电源或忽略不用 5 控制电压 这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压 当计时器经营在 稳定或振荡的运作方式下 这输入能用来改变或调整输出频率 6 重置锁定 Pin 6 重置锁定并使输出呈低态 当这个接脚的电压从 1 3 VCC 电压以下移至 2 3 VCC 以上时启动这个动作 7 放电 这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力 当输出为 ON 时 为 LOW 对地为低阻抗 当输出为 OFF 时为 HIGH 对地为高阻抗 8 V 这是 555 个计时器 IC 的正电源电压端 供应电压的范围是 4 5 伏特 最小值 至 16 伏特 最大值 NE555 的封装形式的封装形式 10 红外遥控调光灯的设计与制作 图一 图二 NE555 的极限参数 NE555 的极限参数的极限参数 电源电压允许功耗工作温度储藏温度最高结温 18V600mW 10 70 军用 55 125 65 150 300 参数功能特性 供应电压 4 5 18V 供应电 3 6 mA 输出电 225mA max 上升 下 时间 100 ns NE555 的相关应用 NE555 的作用范围很广 但一般多应用于单稳态多谐振荡器 Monostable Mutlivibrator 及无 稳态多谐振荡器 Astable Multivibrator 3 2 双向可控硅 3 2 1 简介 双向可控硅又称为双向晶闸管 第三章 主要元器件介绍 11 普通晶闸管 VS 实质上属于直流控制器件 要控制交流负载 必须将两只晶闸 管反极性并联 让每只 SCR 控制一个半波 为此需两套独立的触发电路 使 用不够方便 双向晶闸管是在普通晶闸管的基础上发展而成的 它不仅能代替两只反极 性并联的晶闸管 而且仅需一个触发电路 是目前比较理想的交流开关器件 其英文名称 TRIAC 即三端双向交流开关之意 3 2 2 双向可控硅的命名 双向可控硅为什么称为 TRIAC 三端 TRIode 取前三个字母 交流半导体开关 ACsemiconductor switch 取前两个字母 以上两组名词组合成 TRIAC 中文译意 三端双向可控硅开关 由此可见 TRIAC 是双向可控硅的统称 双 向 Bi directional 取第一个字母 控 制 Controlled 取第一个字母 整流器 Rectifier 取第一个字母 再由这三组英文名词的首个字母组合而成 BCR 中文译意 双向可控硅 以 BCR 来命名双向可控硅的典型厂家如日本三菱 如 BCR1AM 12 BCR8KM BCR08AM 等等 3 2 3 构造原理 尽管从形式上可将双向晶闸管看成两只普通晶闸管的组合 但实际上它是由7 只晶体管和多只电阻构成的功率集成器件 小功率双向晶闸管一般采用塑料封 装 有的还带散热板 外形如图 l 所示 典型产品有 BCMlAM 1A 600V BCM3AM 3A 600V 2N6075 4A 600V MAC218 10 8A 800V 等 大功率 12 红外遥控调光灯的设计与制作 双向晶闸管大多采用 RD91 型封装 双向晶闸管的主要参数见附表 双向晶闸管它属于 NPNPN 五层器件 三个电极分别是 T1 T2 G 因该 器件可以双向导通 故除门极 G 以外的两个电极统称为主端子 用T1 T2 表示 不再划分成阳极或阴极 其特点是 当G 极和 T2 极相对于 T1 的电 压均为正时 T2 是阳极 T1 是阴极 反之 当 G 极和 T2 极相对于 T1 的电 压均为负时 T1 变成阳极 T2 为阴极 由于正 反向特性曲线具有对称性 所以它可在任何一个方向导通 3 2 4 检测方法 下面介绍利用万用表 RXl 档判定双向晶闸管电极的方法 同时还检查触发能力 1 判定 T2 极 G 极与 T1 极靠近 距 T2 极较远 因此 G T1 之间的正 反向电阻都很小 在 Xl 档测任意两脚之间的电阻时 只有在 G T1 之间呈现低阻 正 反向电阻仅几 十欧 而 T2 G T2 T1 之间的正 反向电阻均为无穷大 这表明 如果测出某脚 和其他两脚都不通 就肯定是 T2 极 另外 采用 TO 220 封装的双向晶闸管 T2 极通常与小散热板连通 据此亦可确定 T2 极 第三章 主要元器件介绍13 2 区分 G 极和 T1 极 1 找出 T2 极之后 首先假定剩下两脚中某一脚为 Tl 极 另一脚为 G 极 2 把黑表笔接 T1 极 红表笔接 T2 极 电阻为无穷大 接着用红表笔尖把 T2 与 G 短路 给 G 极加上负触发信号 电阻值应为十欧左右 参见图 1 a 证明管子 已经导通 导通方向为 T1 一 T2 再将红表笔尖与 G 极脱开 但仍接 T2 若电阻 值保持不变 证明管子在触发之后能维持导通状态 见图 1 b 3 把红表笔接 T1 极 黑表笔接 T2 极 然后使 T2 与 G 短路 给 G 极加上正触发 信号 电阻值仍为十欧左右 与 G 极脱开后若阻值不变 则说明管子经触发后 在 T2 一 T1 方向上也能维持导通状态 因此具有双向触发性质 由此证明上述假 定正确 否则是假定与实际不符 需再作出假定 重复以上测量 显见 在识别 G T1 的过程中 也就检查了双向晶闸管的触发能力 如果按哪种假定去测量 都不能使双向晶闸管触发导通 证明管于巳损坏 对于 lA 的管子 亦可用 RXl0 档检测 对于 3A 及 3A 以上的管子 应选 RXl 档 否则难以维持导通状态 3 2 5 典型应用 双向晶闸管可广泛用于工业 交通 家用电器等领域 实现交流调压 电 机调速 交流开关 路灯自动开启与关闭 温度控制 台灯调光 舞台调光等 多种功能 它还被用于固态继电器 SSR 和固态接触器电路中 图 5 是由双 向晶闸管构成的接近开关电路 R 为门极限流电阻 JAG 为干式舌簧管 平 14 红外遥控调光灯的设计与制作 时 JAG 断开 双向晶闸管 TRIAC 也关断 仅当小磁铁移近时 JAG 吸合 使双向晶闸管导通 将负载电源接通 由于通过干簧管的电流很小 时间仅几 微 所以开关的寿命很长 图 3 是过零触发型交流固态继电器 AC SSR 的内部电路 主要包括输入 电路 光电耦合器 过零触发电路 开关电路 包括双向晶闸管 保护电路 RC 吸收网络 当加上输入信号 VI 一般为高电平 并且交流负载电源电压 通过零点时 双向晶闸管被触发 将负载电源接通 固态继电器具有驱动功率 小 无触点 噪音低 抗干扰能力强 吸合 释放时间短 寿命长 能与 T TL CMOS 电路兼容 可取代传统的电磁继电器 双向可控硅参数符号 参数符号说明 IT AV 通态平均电流 VRRM 反向重复峰值电压 IDRM 断态重复峰值电流 ITSM 通态一个周波不重复浪涌电流 VTM 通态峰值电压 IGT 门极触发电流 VGT 门极触发电压 IH 维持电流 dv dt 断态电压临界上升率 第三章 主要元器件介绍15 di dt 通态电流临界上升率 Rthjc 结壳热阻 VISO 模块绝缘电压 Tjm 额定结温 VDRM 通态重复峰值电压 IRRM 反向重复峰值电流 IF AV 正向平均电流 可控硅的分类 按其工作特性 可控硅 THYRISTOR 可分为普通可控硅 SCR 即单向 可控硅 双向可控硅 TRIAC 和其它特殊可控硅 双向可控硅的常用封装形式 常用可控硅的封装形式有 TO 92 TO 126 TO 202AB TO 220 TO 220A B TO 3P SOT 89 TO 251 TO 252 等 3 2 6 MAC97A6 引线端序号及等效电路图 16 红外遥控调光灯的设计与制作 3 3 LS7232 的功能介绍 LS7232 是美国 LSI 计算机公司生产的大规模 PMOS 集成电路 它的内部电 路原理及引脚功能如图 a 所示 集成电路内部十分复杂 工作时首先由锁相 环电路将内部振荡器准确地锁定在电网频率 50Hz 一边为移相角产生电路提供准 确的定时 移相角产生电路受逻辑控制电路的控制 在交流电每一周期的特定时 刻输出触发脉冲并经放大后使外接双向晶闸管导通 这特定的时刻在交流电的周 期中 可用交流电的相位角来表示 图 b 是 LS7232 的引脚排列图 其中 脚为 Vss 由于是 PMOS 电路 需 将此脚接正电源 12 18V 脚位渐熄控制端 DOZE 如果向此端输入时钟 脉冲 则灯的亮度将在每个时钟周期的下降沿到来时降低一个等级 直至灯完全 熄灭 灯光由最亮至全熄所需的脉冲数为 83 个 利用这以功能可设计出各种调 光灯控制电路 脚为外接电容端 CAP 此脚连接内部锁相环电路所需的滤波 电容 脚为同步信号输入端 SYNCHRO 锁相环电路所需的触发信号由此脚输 入 脚为传感器输入端 SENSOR 脚位辅助输入端 SLSVE 其功能与 脚相同 当需要远距离设置触摸片时 或用按钮开关控制时可用此脚 脚为负 电源端 脚为控制输出端 向双向晶闸管的门极输出触发控制信号 其最大灌 电流可达 25mA 可驱动大功率晶闸管 第三章 主要元器件介绍17 3 4 LM324 功能介绍 3 4 1 lm324 引脚图 LM324 是四运放集成电路 它采用 14 脚双列直插塑料封装 lm324 原理图如 图所示 它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器 除电源共用外 四组运 放相互独立 每一组运算放大器可用图 1 所示的符号来表示 它有 5 个引出脚 其中 为两个信号输入端 V V 为正 负电源端 Vo 为输 出端 两个信号输入端中 Vi 为反相输入端 表示运放输出端 Vo 的信号 与该输入端的相位相反 Vi 为同相输入端 表示运放输出端 Vo 的信号与 该输入端的相位相同 lm324 引脚图见图 1 LM324 内含 4 个独立的高增益 频率补偿的运算放大器 既可接单电源使用 3 30 V 也可接双电源使用 1 5 15 V 驱动功耗低 可与 TTL 逻辑 图 1 3 4 2 LM324 应用实例 由于 LM324 四运放电路具有电源电压范围宽 静态功耗小 可单电源使用 价格低廉等优点 因此被广泛应用在各种电路中 下面介绍 LM324 应用实例 18 红外遥控调光灯的设计与制作 比较器 当去掉运放的反馈电阻时 或者说反馈电阻趋于无穷大时 即开环状态 理论上认 为运放的开环放大倍数也为无穷大 实际上是很大 如 LM324 运放开环放大倍数为 100dB 既 10 万倍 此时运放便形成一个电压比较器 其输出如不是高电平 V 就是低电平 V 或接地 当正输入端电压高于负输入端电压时 运放 输出低电平 附图中使用两个运放组成一个电压上下限比较器 电阻 R1 R1 组成分压电路 为运放 A1 设定比较电平 U1 电阻 R2 R2 组成分压电路 为运放 A2 设定比较 电平 U2 输入电压 U1 同时加到 A1 的正输入端和 A2 的负输入端之间 当 Ui U1 时 运放 A1 输出高电平 当 Ui U2 则当输入电压 Ui 越出 U2 U1 区间范围时 LED 点亮 这便是一 个电压双限指示器 若选择 U2 U1 则当输入电压在 U2 U1 区间范围时 LED 点亮 这是一个 窗口 电压指示器 此电路与各类传感器配合使用 稍加变通 便可用于各种物理量的双限检测 短 路 断路报警等 第三章 主要元器件介绍19 3 5 3DG12 三极管型号 3DG12 类别 直插 材料 硅 极性 NPN 型 结构 合金型 封装形式 金属封装 3DG12 3DG130 Pcw 700Mw Icw 300MA BVceo 30 45V 特性 击穿电压 击穿电流 脉冲电流 DB3 3V 100uA 2 0A DB4 3V 100uA 2 0A IN4148 0 5W 3 6 整流二极管 IN4007 一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件 通常它包含一个PN 结 有阳极 和阴极两个端子 其结构如图所示 P 区的载流子是空穴 N 区的载流子是电子 在 P 区和 N 区间形成一定的位垒 外加使P 区相对 N 区为正的电压时 位垒降低 位垒两 侧附近产生储存载流子 能通过大电流 具有低的电压降 典型值为0 7V 称为正向 导通状态 若加相反的电压 使位垒增加 可承受高的反向电压 流过很小的反向电流 称反向漏电流 称为反向阻断状态 整流二极管具有明显的单向导电性 整流二极管可 用半导体锗或硅等材料制造 硅整流二极管的击穿电压高 反向漏电流小 高温性能良好 通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造 掺杂较 多时容易反向击穿 这种器件的结面积较大 能通过较大电 流 可达上千安 但工作频率不高 一般在几十千赫以下 整流二极管主要用于各种低 频半波整流电路 如需达到全波 整流需连成整流桥使用 选用整流二极管时 主要应考虑其最大整流电流 最大 反向工作电流 截止频率及 反向恢复时间等参数 20 红外遥控调光灯的设计与制作 3 7 稳压二极管 伏安特性 稳压二极管 又叫齐齐纳纳二二极极管管 它的电路符号是 此二极管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少的数值 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 其伏安特性见图 1 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 3 7 1 稳压管的应用 1 浪浪涌涌保保护护电电路路 如图 2 稳压管在准确的电压下击穿 这就使得它可作为限制或保 护之元件来使用 因为各种电压的稳压二极管都可以得到 故对于这种应用特别适宜 图 中的稳压二极管 D 是作为过压保护器件 只要电源电压 VS 超过二极管的稳压值 D 就导 通 使继电器 J 吸合负载 RL 就与电源分开 图 2 图 3 第三章 主要元器件介绍21 2 电视机里的 过过压压保保护护电电路路 如图 3 EC 是电视机主供电压 当 EC 电压过高时 D 导通 三极管 BG 导通 其集电极电位将由原来的高电平 5V 变为低电平 通过待机控制线 的控制使电视机进入待机保护状态 3 电电弧弧抑抑制制电电路路 如图 4 图 4 在电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管 也可接入一只普通二极管 原理一样 的话 当线圈在导通状态切断时 由于其电磁能释放所产生的高压就 被二极管所吸收 所以当开关断开时 开关的电弧也就被消除了 这个应用电路 在工业上用得比较多 如一些较大功率的电磁吸控制电路就用到它 4 串串联联型型稳稳压压电电路路 如图 5 图 5 在此电路中 串联稳压管 BG 的基极被稳压二 极管 D 钳定在 13V 那 么其发射极就输出恒定的 12V 电压了 这个电路在很多场合下都有应用 3 7 2 稳压二极管的参数 22 红外遥控调光灯的设计与制作 1 稳定电压 2 电压温度系数 3 动态电阻 4 稳定电流 最大 最小稳定电流 5 最大允许功耗 3 3 8 8 金金属属膜膜电电阻阻 金属膜电阻器就是以特种金属或合金作电阻材料 用真空蒸发或溅射的方 法 在陶瓷或玻璃基本上形成电阻膜层的电阻器 这类电阻器一般采用真空蒸 发工艺制得 即在真空中加热 合金 合金蒸发 使瓷棒表面 形成一层导电金属 膜 刻槽和 改变金属膜厚度可以控制阻值 它的耐热性 噪声电势 温度 系数 电压系数等电性能比碳 膜电阻器优良 金属膜电阻器的 制造工艺比较灵活 不仅可以调整它的材料成分和膜 层厚度 也可通过刻槽调整阻值 因 而可以制成性能 良好 阻值范围较宽的电阻器 这种电阻和碳膜电阻相比 体积小 噪声低 稳定性好 但成本较高 常常作为精密 和高稳定性的电阻器而广泛应用 同时也通用于各种无线电电子设