光控电子开关电路制作

1、课时授课计划专业：级：授课日期： 年 月曰 教师:章节内容实验六 光控电子开关电路制作教学方式实践教学教学时数4学时教学目的 与要求 教学重点 教学难点1、通过本次课题的设计，掌握模拟电路系统的设计方法，设计步骤。2、培养实践技能以及分析和解决实际问题的能力。电路焊接与安装电路测试与调整复习提问晶闸管的作用。导入新课在很多时候，人们需要让路灯通夜亮着，但电器商店里却只能买到声光控开 关,这种开关在光线较暗时遇到震动(包括声音)时能发光半分钟左右.本人利 用这种开关制作了一款简单的光控路灯，安在一些学校的路灯电路中,实现了自动控制、实训目的与要求(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)提高对基

2、本电子元器件实物的认识。熟练使用万用表、示波器、各种信号发生器等基本的电子仪器设备。 熟练焊接技能与拆焊技术。掌握光控电子开关的原理及形成过程。 了解检测元器件的方法并对其进行判别质量的好坏。 了解电路板的安装工艺并实际模拟应用。对电路进行焊接并调试正确。二、实训设备(1) 焊接实验台、电烙铁、焊锡、剪刀、镊子。(2) 白炽灯、普通二极管、电阻、晶闸管、光敏电阻、三极管。(3) 万用表。三、焊接与安装(1) 清查元器件的数量与质量，对不合格的元件要及时更换。(2) 确定元器件的安装方式、安装高度，一般它由该元器件在电路中的作用、印制 板与外壳间的距离以及该器件两安装孔之间的距离所决定。(3)

3、进行引脚处理，即对器件的引脚弯曲成形并进行烫锡处理。成形时不能从引脚 根部弯曲，尽量把所有字符的器件面置于观察的位置，字符应从左到右(卧式)，从 上到下(直立式)。(4) 插装：根据元件位号对号插装，不可插错，对有极性的元器件，插孔时应特别 小心。(5) 焊接：各焊点加热时间及用锡量要适当，对耐热性差的元器件应使用辅助工具 散热。防止虚焊、错焊，避免因拖锡造成短路。(6) 焊后处理：剪去多余引脚线，检查所有焊点，对缺陷进行修补，必要时用无水 酒精清洗印制板。四、实训相关知识概述光控电子开关一般由220V的交流电源、桥式整流、白炽灯、晶闸管、三极管及调光电路几部分组成。光控电子开关，它的“开”和

4、“关”是靠可控硅VS的导通和阻断来实现的，而可控硅的导通和阻断又是受自然光的亮度 (或人为亮度)的大小所 控制的。该装置适合作为街道、宿舍走廊或其它公共场所照明灯， 起到日熄夜亮的控 制作用，以节约用电。1.1、电路工作原理图1-1所示为光控电子开关电路原理图。图1-1光控电子开关电路原理图该电路由普通白炽灯泡、整流二极管 ViV4、晶闸管、电阻Ri、三极管、电阻 R2及光敏电阻、Rp调光电阻组成。工作原理：电路如上图1-1所示，220V交流电通过灯泡H及全桥整流后，变成 脉动的直流电压，经过电阻 R1作为三极管的正向偏压，加在三极管集电极、可控硅 VS及R2支路上。白天，亮度大于一定程度时，

5、光敏电阻呈现低阻状态 100KQ，使三极管V正向导通，发射极约有0.8V的电压，使可控硅VS触发导通，灯泡H发光。Rp是清晨或傍晚实现开关转换的亮度选择元件。2.电路元器件的识别与检测(1) 元件识别如下表1-2所示。表1-2代号名称规格V1 V4二极管IN4007R1色环电阻100KR2470KRp可调电阻5KVSVT三极管9014光敏电阻白炽灯(2)电路元件的检测色环电阻器、整流二极管、三极管的检测方法可参照前面所做过、学过的知识内 容进行。可调电阻器：主要识别其标称阻值，用万用表检测质量三个端中的滑动端和固定 端及其实际阻值。光敏电阻：光敏电阻器(photovaristor )又叫光感电

6、阻，是利用半导体的 光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻 减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电 转换(将光的变化转换为电的变化)。通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以 便吸收更多的光能。当它受到光的照射时，半导体(光敏层)内就激发出电子一空穴对，参与导电， 电路中电流增强。一般光敏电阻器结构如图所示。用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化 硒化物和碲化物等半导体。在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照 只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带物、-时, 中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的 空

7、穴，这种由光照产生的电子一空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使 其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消 失后，由光子激发产生的电子一空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐 恢复原值。VS晶闸管：可控硅是P1N1P2N四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时, 可以把它看作由一个PNPt和一个晶闸管的工作条件： 晶闸管承受反向阳极电压时，NPNt所组成。1. 态。2.3.不管门极承受和种电压，晶闸管都处于关断状晶闸管承受正向阳极电压时，晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶 闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。4.晶闸管

8、在导通情况下，当主回路电压(或电流)减小到接近于零时，晶闸管 关断。3.电路制作(1) 按照电路原理图的结构，绘制电路元器件在万能版上排列的布局图(若电 路结构简单或对此步很熟练可省略)。(2) 按工艺要求对元器件的引脚进行成形加工。(3) 按布局图在实验电路板上依次进行元器件的排列、插装。(4) 按照焊接工艺要求对元器件进行焊接，直到所有元器件连接好并焊接正确 为止。导线挺直、紧贴万能版，板上的导线呈直线或直角，且不能相交。焊点尽可能仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。晶闸管均匀、光滑、一致、无毛刺、无虚焊、无假焊等现象，焊点上引脚不能过长。(5)焊接电源输入线或输出端子。其中色环电阻

9、器、普通二极管采用卧式安装，并且其色环方向一致，排列整齐。 三极管、可调电阻、光敏电阻采用立式安装。元器件的排列与布局以合理、美观为标准。安装与焊接按电子工艺要求进行，但 在插装与焊接过程中，应注意普通二极管的正负极，并在安装前要检测其质量是否是 可用的，焊接元器件时焊接时间不要过长，以免高温损坏元件等。4. 电路调试电路检查无误后，若电路正常工作。在整流电路输入端接入白炽灯，用手遮住光 敏电阻的入射光或在光线较暗的环境下观察白炽灯，灯将发亮，调节电阻可以改变灯的亮暗程度；将光敏电阻处在强光照射下，白炽灯熄灭。若电路工作不正常，可能出现的故障情况：(1) 接通之后，白炽灯不亮。(2) 在暗处，

10、白炽灯亮，但在强光下，白炽灯没有熄灭。(3) 在暗处，白炽灯亮，调节电阻 尺，白炽灯的亮度不变。5. 电路测试与分析(1) 暗光和强光下，测亮光敏电阻值大小及三极管基极和发射极电压大小。(2) 分析电路具体工作过程。6. 实训要求本实训项目由每位学生独立完成电子元器件的认识安装、电路的焊接、电路板的 排版、检查、各种仪器仪表的使用，电路的调试、测试等任务。具体为：(1) 能读懂、看懂电路原理图，能认识其工作过程。(2) 按要求对元器件进行识别与检测。(3) 元器件按工艺要求成形。(4) 元器件插装符合插装工艺要求。(5) 元器件排列整齐、标记方向一致，布局合理。(6) 导线挺直、紧贴万能版。(7) 板上的连接线呈直线或直角，且不能相交。(8) 焊点均匀、光滑、一致、无毛刺、无假焊等现象。(9) 焊点上引脚不能过长。(10) 正确使用万用表测试电路。(11) 接好本电路原理图，调试、测试完后并分析过程及结果。(12) 写份较