臭氧发生器课程设计数电

1、黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计一、设计电路的结构和框图为方由于臭氧比空气重，在正常使用时一般将发生器放置在比较高的位置, 便使用，需要增加遥控切换电路。其设计框图如下：二、臭氧发生器主电路设计1主电路由三部分组成： 震荡电路，要求震荡频率f为2030KHz。 功率放大电路。 升压变压器，将输出电压变到 3000V,供给放电器件。这里规定采用电压比为10： 3000的高频变压器。采用高电压下尖端放电或陶瓷沿面放电技术产生臭氧， 可以提高效率。本 设计实例规定采用200mg/h的陶瓷放电器件，型号为 N-20。采用小型风机将产 生的臭氧从机器内排出。2控制电路设计“清新”方式：控制震荡器工

2、作 5min，停止30min，如此交替。“消毒”方式：控制震荡器连续工作 1h后，停止工作。两挡的切换用遥控器控制操作（或用开关手动操作）。3遥控电路设计a控制“清新”、“消毒”两挡遥控切换。b简单的切换状态显示。4电源电路设计本设计供电电源的电压为交流 220V，功率不超过20W。第3页黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计三、单元电路设计1.震荡及功率放大电路?=1.44/(R1+2R2+C1)2.“清新”控制电路“清新”控制电路根据要求采用占空比1： 7的多谐振荡器，即5min输出高 电平，30min输出低电平，交替循环。可以采用多种方法实现，这里采用555定时器和电阻R1、R2及二极管

3、D1、D2组成震荡电路，如图1.32所示。冈寸通电时， 由于C1上的电压不能跃变，即2脚起始为低电平，555定时器置位，3脚呈高电 平。晶体管T饱和导通，继电器KA线圈通电，其动合触点闭合，可以接通高频 震荡器和功放电源，电路工作，生成臭氧。此后通过R1、D1对C1充电，通电时间为t充。当C1上的电压充到电平2/3Vcc时，555定时器复位，3脚转呈低电平，三 极管T截止，KA线圈失电，动合触点复位断开，停止发出臭氧。在 3脚为低电 平后，C1通过D2、R1及555定时器内部的放电管放电，放电时间为：t放。另外，R3为基极限流，D3并联在KA线圈两端，可以在三极管T关断时，形 成续流通路，避免

4、晶体管上出现高电压造成击穿，起到保护作用。用 1J2mBB3“消毒”控制电路“消毒”控制电路为单稳延时电路，采用555定时器组成单稳态电路是比较方便的，如图1.33所示。单稳态电路的暂态过程为 1h，555定时器的2脚要求低电平触发，因此加了一级晶体管反相器。T1基极通过微分电路加入高电平时刻555定时器触发，3脚输出高电平（暂态），1h后则翻转为低电平（稳态）。单 稳态的暂态时间为t。4.控制电路¥_LJL 1 - IHP矗1 U 用瞧輻图1.34 遥控电路控制电路多设计要求不高，即可=借用现有的电路和环节稍加改造即可，如图1.34所示。其中上图所示的为发射器，以555定时器为核心

5、，组成多谐振荡器，按下按钮S,从IC1的3脚输出的脉冲电平驱动红外发射器 LED发出红外脉冲信号。下图所示的是接收器，红外接收管 D1是与红外发射管LED配套的，D1将接收到的红外光脉冲变成电信号，经 T1放大触发IC2。IC2是声控集成电路，型号为BH-SK-2它工作于双稳态模式，受触发后12脚输出高电平，使T2饱和 导通，继电器KA线圈通电。再按一下发射器按钮 S,则IC2内的触发器翻转， 输出低电平，使T2截止，KA线圈失电。这样，就可以通过KA控制“清新”、“消 毒”的切换。第8页黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计四、元件的选择本设计中震荡、功放、升压和放电部分选用 IC555组成

6、多谐振荡器。1. 电路组成由图12.4可以看出，555定时器电路可分成电阻分压器、电压比较器、 基本RS触发器、放电管和缓冲器。.电阻分压器由3个5KQ的电阻组成，为电压比较器 C1和C2提供基准电压。.电压比较器图3-1中C1和C2为电压比较器。当U+>U时，Ucc输出高电平，反之则输出低电平。CO为控制电压输入端。当CO悬空时，UR1=2/3UccUR2=1/3Ucc当CO=Uco 时，UR1=Uco UR2=1/2Uco TH称为低触发端。.基本RS触发器、由G1和G2构成基本RS触发器。R是低电平有效的复位输入端。正常工作时， 必须使R处于高电平。.放大管VV是集电极开路的三极管

7、。相当于一个受控电子开关。输出为0时，V导通,输出为1时，V截止。缓冲器缓冲器由G3和G4构成，用于提高电路的负载能力。2. 工作原理TH接至反相输入端，当UTH>UR时，Uc1输出低电平，使触发器置0,故称 为高触发端（有效时置0）；TR接至同相输入端，当UTR<UR时，UC2输出低电平，使触发器置1,故称 为低触发端（有效时置1）。555逻辑真值表如表12.3所示。3. 555定时器的应用举例555定时器是一种用途很广的集成电路， 除了能构成施密特触发器（555定时 器构成的施密特触发器的电路及工作波形如图12.5所示）、单稳态触发器和多谐振荡器以外，还可以接成这种应用电路。读

8、者可参阅有关书籍或自行设计出所需 的电路。第10页黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计图12.5 555定时器构成的施密特触发器的电路及工作波形构成施密特触发器施密特触发器具有回差特性:上升过程和下降过程有不同的转换电平 UT+和UT-。如何与555定时器发生联系？内部比较器有两个不同的基准电压UR1和UR2如果在UIC加上控制电压，则可以改变电路的 UT4和UT-0第9页黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计.构成单稳态触发器555构成单稳态触发器的电路及工作波形如图12.6所示。构成单稳态触发器思路：外触发f自动返回。得到负脉冲外触发：使高触发置0端TH有效一暂稳态0自动返回：通过电容C

9、的充放电使高触发置0端TH有效稳态1第13页黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计第#页黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计得到正脉冲外触发：使低触发置1端TR有效一暂稳态1自动返回：通过电容C的充放电使高触发置0端TH有效稳态0第#页黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计(bJ工作滾够图12.6 555构成单稳态触发器的电路及工作波形当触发脉冲ui为高电平时，Ucc通过R对C充电，当UTH=uO2/3Ucc时， 高触发器端TH有效置0;此时，放电管导通，C放电，UTH=uc=0稳态为0状态。工作原理介绍如下：当触发脉冲 ui为高电平时，Ucc通过R对C充电，当UTH=uO2/3Ucc时，高

10、触发器TH有效置0;此时，放电管导通，C放电，UTH=uc=0 稳态为0状态。当触发脉冲ui下降沿到来时，低触发端TR有效置1状态，电路进入暂稳态。 此时放电管T截止，Ucc通过R对C充电。当UTH=uS2/3Ucc时，使高触发端TH有效，置0状态，电路自动返回稳态， 此时放电管V导通。电路返回稳态后，C通过导通的放电管V放电，使电路迅速恢复到初始状态。构成多谐波振荡器555构成多谐波振荡器的电路及工作波形如图12.7所示。其设计思想为：它是无稳态电路，两个暂稳态要不断地交替。利用放电管V作为一个受控电子开关，使电容充电、放电而改变TH=TR则交替置0、置1图12.7 555构成多谐振荡器的电

11、路及工作波形 震荡器输出脉冲u0的周期为：T" 0.7 ( R1+2R2 C2.W7812 7812引脚图及参数,7812稳压电路图W7812为三端固定正12V输入的集成稳压器,7812弓I脚图如下图所示 7812主要参数有：输出直流电压 Uo =+ 12V,输出电流L:0.1A , M:0.5A，电压 调整率10mV/V，输出电阻Ro= 0.15 Q,输入电压U的范围1517V。因为一 般U要比U0大35V，才能保证集成稳压器工作在线性区。输 出图1三端稳压器7812引脚图及外形图图2是用三端式稳压器 W7812构成的单电源电压输出串联型稳压电源的实验 电路图。其中整流部分采用了由

12、四个二极管组成的桥式整流器成品(也叫整流 堆,型号为2W06）,当然也可以自己用四个速流二极管（如,IN4001）组成。滤波电 容G、C2一般选取几百几千微法。当稳压器距离整流滤波电路比较远时，在输 入端必须接入电容器C3 （数值为0.33卩F ），以抵消线路的电感效应，防止产 生自激振荡。输出端电容C4（0.1卩F）用以滤除输出端的高频信号，改善电路的暂 态响应。由7812构成的串联型稳压电源3.参数计算震荡及功率放大电路中首先确定C1=200Uf,取震荡频率f=25KHz,若R1取3KQ，则可计算出R2=1.44-f（R1+C1 /2f 12.9K Q选取表称值为13KQ的电阻。三极管T选

13、用3DD15D或 Tip41C,二极管D选用IN4007。其余元件参数为：C2=0.01uF,R3=300Q。“清新”控制电路中通过R1、D1对C1充电，充电时间为t充t 充=0.7R1C1=5X 60s=300s若首先确定 C1 为 1000pF，则 R仁300/ （0.7 X 1000X 10-6 ） =428.6KQ，R1取标称值为430KQ的电阻。当C1上的电压充到电平2/3Vcc时，在3脚为低电平后，C1通过D2 R1及555定时器内部的放电管放电，放电时间为 t放t 放=0.7R2C1=30X 60s=1800s前面已确定 C1 为 1000uF,则 R2=1800/(0.7 X

14、1000X 10-6 ) KQ =2571.4KQ , 取标称值为2.7MQ的电阻。“消毒”控制电路中单稳态的暂态时间为tt=1.1R2C 仁3600s由于延迟时间比较长，C1取值比较大，其C1=2000uF贝UR2=3600/ /1.1 X 2000X 10-6 ) 1.636M Q ,选用标称值为1.6MQ的电阻。第17页黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计第18页黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计五、设计电路总图第#页黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计六、元器件明细表所用元器件明细表如下。序号名称符号参数单位数量备注1电阻R、 R1、 R210k Q只32分压电阻R3600 Q

15、只13分压电阻R4、R5500 Q只24基极限流电阻R63k Q只15电阻R7430K Q只16电阻R82.7K Q只17电阻R910K Q只18分压电阻R10300 Q只19电阻R11、 R1210K Q只210电阻R131.6M Q只111电阻R1410K Q只112电阻R153K Q只113电阻R1613K Q只114电阻R17300 Q只115电容C、C2、C30.1uF/25V只316电容C12000pF/35V只1电压不能跃变17电容C4、C5、C6800pF/15V只318电容C71000pF/18V只119电容C& C90.01uF/20V只220电容C10C13200

16、0uF/35V只421发光二极管LED只3红色22二极管VD1只1配套23二极管VD2、VD4、VD6VD12只924二极管VD3只1保护作用25光敏二极管VD5只126555定时器IC555IC555片427滑动变阻器Rp20M Q只128直流电源E15V块129开关S个330三极管T1T5只631三端稳压器W7812W7812片132声控集成电路BH-SK-2BH-SK-2块1工作于双稳态模式33继电器KA1+12V只234继电器KA+15V只135变压器Tr210:3000块2第21页黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计六、结束语通过为期一周的实习，我深刻体会到了自己知识的匮乏。 我深深的感觉到自 己知识的不足，自己原来所学的东西只是一个表面性的， 理论性的，而且是理想 化的。根本不知道在现实中还存在有很多问题。 设计一个很简单的电路，所要考 虑的