节能台灯电路设计

1、题 目：节能台灯电路设计院 系：班 级：学 号：姓 名： 指导老师： 引言电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。 现已成为现代电气 工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。 电力电子学（Power Electronics）这一名称是在上世纪60年代出现的。1974年，美国的W.Newell用一个倒三角形（如图）对电力电子学进行了描述，认为它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。这一观点被全世界普遍接受。“电力电子学”和“电力电子技术”是分别从学术和工程技术2个不同的角度来称呼的。 一般认为，电力电

2、子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出的第一个晶闸管为标志的，电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管和晶闸管变流技术的发展而确立的。此前就已经有用于电力变换的电子技术，所以晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前或黎明时期。70年代后期以门极可关断晶闸管（GTO），电力双极型晶体管（BJT），电力场效应管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件全速发展（全控型器件的特点是通过对门极既栅极或基极的控制既可以使其开通又可以使其关断），使电力电子技术的面貌焕然一新进入了新的发展阶段。80年代后期，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT 可看作MOSFET和BJT的复合）为代表的复合型器件

3、集驱动功率小，开关速度快，通态压降小，在流能力大于一身，性能优越使之成为现代电力电子技术的主导器件。为了使电力电子装置的结构紧凑，体积减小，常常把若干个电力电子器件及必要的辅助器件做成模块的形式，后来又把驱动，控制，保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC）。目前PIC的功率都还较小但这代表了电力电子技术发展的一个重要方向 。随着高科技的发展，节能灯也不断的更新，它不但具有体积小、光效高、寿命长、耗电少、造型美观、使用方便等特点；而且适用于各种使用要求的灯具应运而生，学生灯、书写灯、应急灯、日光灯、霞光灯、晚餐灯、不同高度的落地灯等新品迭出。从而能够很好的满足人们方方面面的需要，

4、受到人们的欢迎。 指导思想 原理图亮度稳定的调光台灯电路键控调光台灯电路 光照控制自动自动调光台灯电路原理分析关键词：节能灯；电子线路设计；调光；充电；台灯电路  普通调光台灯电路该调光台灯不但亮度可调，而且调整后的亮度不会因电网电压波动而变化。*G3P7b!QQes0工作原理电子爱好者社区 k*V Iv'BQ电子爱好者社区q2Ll Xk!c+F电路如图（1）。由R2、RP1和C1组成的阻容移相电路决定可控硅的导通角。当C1两端电压经R2、RP1充电上升到双向触发管的导通电压时，双向可控硅VS被触发导通，当交流电过零时，双向可控硅自行判断，调节RP1可改变C1的充电时间，从而

5、改变双向可控硅在交流电正、负半周时的导通角，以便得到需要的亮度。ty q)p0图中R3、RP2及光敏电阻R4串联后和C1并联。在R3、RP2固定的情况下，分流的大小由光敏电阻R4的阻值来决定。当电网电压上升，灯光亮度增加，光敏电阻R4受到的照度增大，阻值减小，分流增大。C1两端电压上升变慢，可控硅导通角增大，输出电压增加，灯光的亮度也相应增加，这样就自动地将输出电压稳定在需要的数值，保证了灯光亮度的稳定。y?o.a"PQGYq0元器件选择与制作,$Qz V&D.w0元器件清单见下表。电子爱好者社区-g1LAHuXSR  编号名称型号数量R1电阻5.1K1R2电阻6.

6、8K1R3电阻47K1R4光敏电阻1RP1可调电阻47K（带开关）1RP2微调电阻200K1C1涤纶电容0.010.047u1KS双向触发管DB31VS双向可控硅3A/400V1电子爱好者社区1nDqP4!O0p 电子爱好者社区 &s6m4s双向可控硅VS可选3A/400V的。RP1为47K带开关的电位器。双向触发管可用日光灯启辉器氖泡代用。电子爱好者社区!K7k;Ehn!_nS;sh光敏电阻R4可安装在台灯的装饰品上，要求能受到台灯的光照。调试时，先将RP2调到最小值，并用纸挡住光线，使光敏电阻不受灯光照射，接通电源，调节RP1使灯光处于最亮。然后将纸拿开，如灯光稍有变化，说明此时R

7、P2不需调节。如在R4受照后亮度不变则应调节RP2使灯光稍有下降即可。如R4受照后，亮度变化很大，则应增加R3的阻值；RP2经一次调整后不需再调。电子爱好者社区D1R&|/0B9M&B1.3 光照控制自动调光台灯电路电路原理见图1（原理图），VD1、VD2、C2、C3组成电容降压式直流电源，由MOS场效应管、C1等组成双向可控硅VS的触发电路。DW为保护二极管，防止场效应管栅极击穿。当按下S1时，由R1向C1充电，使栅极电压上升，可可控硅的触发电流上升，导通角变大，光线增加，当按下S2时，C1沿R2放电，栅极电压下降，可控硅的导通角变小，光线变暗。当S1、S2都放开时，由于MO

8、S场效应管的栅源电阻很大，C1两端的电压将基本不变，所以可控硅的导通角也将不变，光线稳定下来。元器件选择与制作元器件清单见下表。编  号名  称型  号数  量R1电阻39K1R2电阻24K1R3、R4、R5电阻1K3C1、C2电解电容100/16V2C3金属化纸介电容0.47/400V1VD1、VD2整流二极管IN40072VDW1、VDW2稳压二极管2CW12VDW3稳压二极管2CW211VS双向可控硅1A/400V 如3CTS1A1JFMOS场效应管IDSS5A，BVDS15V1S1、S2轻触开关2场效应管JF的IDSS5A，BVDS15V，可控硅

9、VS选用1A/400V即可，如3CTS1A等。其它元件无特殊要求，具体数值已标在图（表）中。电阻R1、R2的数值决定了电容C1的充放电时间。在制作时，若光线变化太快时，应适当增大R1、R2的数值，反之应减小。光照控制自动调光电路这个自动调光台灯能根据周围环境照度强弱自动调整台灯发光量。当环境照度弱，它发光亮度就增大；环境照度强，发光亮度就减暗。当开关S拨向位置2时，它是一个普通调光台灯。RP、C和氖泡N组成张弛振荡器，用来产生脉冲触发可控硅VS。一般氖泡辉光导通电压为6080V，当C充电到辉光电压时，N辉光导通，VS被触发导通。调节RP能改变C充电速率，从而能改变VS导通角，达到调光的目的。R

10、2、R3构成分压器通过VD5也向C充电，改变R2、R3分压也能改变VS导通角，使灯的亮度发生变化。当S拨向位置1时，光敏电阻RG取代R3，当周围光线较弱时，RG呈现高电阻，VD5右端电位升高，电容C充电速率加快，振荡频率变高，VS导通角增大，电灯两端电压升高、高度增大。当周围光线增强时，RG电阻变小，与上述相反，电灯两端电压变低，高度减小。元器件选择与制作 元器件清单见下表。编号名称型号 数量 R1电阻100K  1/8W1R2电阻47K   1/8W1R3电阻10K   1/8W1RP可调电阻200K1RG光敏电阻MG45

11、1C涤纶电容器0.022uF  CL11400V1VD1-VD5整流二极管IN40075N氖泡导通电压为6080V，如NH4161VS单向可控硅1A/400V任何型号1S单刀双掷开关1调试时，将RP调到阻值为零位置，S置于位置2，用万用表测电灯两端交流电应在200V以上，如低于200V可略减小R1或增大R3阻值，使之达到要求。光敏电阻RG应安装在台灯底座侧面台灯光线不能直接照射的地方，用来感受周围环境照度。调光台灯的灯泡宜用40W的白炽灯。调整好的电路即可投入使用；S拨向2为普通调光台灯，调RP可选择适当的高密度；S拨向1为自动台灯，先调RP选择好适当亮度，如环境照度变暗时，台灯亮度

12、会逐渐变亮，增大照度。 电路原理如下： （1）调光。 接通开关S，电网供电时，交流电压经电容C1降压限流，再经VD1-VD4全桥整流后提供直流电压使继电器J1励磁吸合，其常开触点J1-1断开切断灯炮HL1的电流，HL1不会点亮；常闭触点J1-3断开，常开触点J1-2闭合，灯泡HL2点亮。同时，电网电压经VD10全桥整流、R1降压限流后给调光控制电路供电，调光控制电路中，三极管V1、V2和R4、KP，C等构成张弛震荡器，其输出信号从V2的发射极取出作为晶闸管VT的移相触发脉冲。调整KP即可改变张弛震荡器的震荡频率，从而改变VT的导通角，也就改变了HL2的亮度，实现了调光功能。 （2）充电。 在H

13、L2点亮的同时，电路对电池E充电、在电网电压正半周时，VD5导通，VD6截止，E获得充电电流；在电网电压负半周时，VD5截止，VD6导通，电路停止对E充电。即E以脉动电流充电，且充电电流通过HL2，故调整HL2的亮度就可以改变充电电流的大小。 （3）应急。 在电网突然停止供电时，继电器J1因失电而释放，其常开触点J1-2断开，切断调光及HL2电路，常闭触点J1-1、J1-3闭合，电池E给HL1供电，实现应急照明。心得体会通过课程设计，发现自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。让我知道

14、了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。此次课程设计的过程中我遇到了许多挫折,如晶闸管使用中的很多问题,但我认为挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆。从拿到题目到具体设计，从理论到实践，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。我希望学校能多