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来源: 南方日报网络版     时间:2019-11-23 03:59:26

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不知道三极管的楼道声控开关是怎么回事?那就来戳进来看看吧

任务基本要求:1. 技术侧重点:多级放大电路和可控硅控制;2. 功能:设计常用楼道声控灯光开关,直接220V工作,白天声控功能失效,灯光常关

3. 简要指标:工作电压220VAC,开关功率小于200W;4. 主要器件:驻极体话筒、光敏电阻、三极管、可控硅、整流二极管、电解电容、电阻、12V稳压二极管;某同学的设计文档 ——基本元件模块及原理 1. 整流电路+滤波电路(交流---动脉直流---直流电源)2. 单晶硅(灯泡的控制开关)3. 语音电路(检测语音)4. 光敏电阻(检测光照—紫外线)5. 延时电路(灯光的延时)6. 逻辑门电路(条件控制及其判断) 1. 桥式整流电路V1为正半周时,对D1、D7加正向电压,D1、D7导通;对D5、D6加反向电压,D5、D6截止

电路中构成V1、D1、R1 、D7通电回路,在R1 上形成上正下负的半波整流电压,V1为负半周时,对D5、D6加正向电压,D5、D6导通;对D1、D7加反向电压,D1、D7截止

电路中构成V1、D5、R1 、D6通电回路,同样在R1 上形成上正下负的另外半波的整流电压

如此重复下去,结果在R1 上便得到全波整流电压

其波形图和全波整流波形图是一样的

从图中还不难看出,桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值,比全波整流电路小一半

C1作为整流电路出来后的滤波作用,因为电容具有充放电功能,所以将它与负载并联,当在sin波的半个周期的上升阶段,电容充电,电路导通,当到达峰值后下降时,电容开始放电,这时,电容的放电电压与外电源电压下降速度相同,一段时间后,由于电容放电是成指数变化,电容放电速度小于外电源下降速度,由于二极管的存在,外电源与负载之间截止了,完全有电容供电,直到,外界电源再次升高至和当时的电容放电的电压等大,那么这种现象重复后,其波形可看成直流

2. 单晶硅晶闸管的工作原理分析:晶闸管可用两个不同极性( P-N-P 和 N-P-N)晶体管来模拟,如图 4-7 所示

当晶闸管的栅极悬空时, BG1和 BG2都处于截止状态,此时电路基本上没有电流流过负载电阻 RL,当栅极输入一个正脉冲电压时 BG2道通,使 BG1的基极电位下降, BG1因此开始道通, BG1的道通使得 BG2的基极电位进一步升高, BG1的基极电位进一步下降,经过这一个正反馈过程使 BG1和 BG2进入饱和道通状态

电路很快从截止状态进入道通状态, 这时栅极就算没有触发脉冲电路由于正反馈的作用将保持道通状态不变

如果此时在阳极和阴极加上反向电压,由于 BG1和 BG2均处于反向偏置状态所以电路很快截止,另外如果加大负载电阻 RL的阻值使电路电流减少 BG1和BG2的基电流也将减少,当减少到某一个值时由于电路的正反馈作用,电路将很快从道通状态翻转为截止状态,我们称这个电流为维持电流

在实际应用中,我们可通过一个开关来短路晶闸管的阳极和阴极从而达到晶闸管的关断

等效图如图 3. 语音电路语音实际就是一个信号放大器,通过一个喇叭,将外界的声音转化为一个微小的电信号,用电容隔离直流道统交流,然后通过一个三极管进行放大,使得三极管的C点电压作为输出,与集成芯片链接,(高低电平输出)4. 光敏电阻(紫外光敏电阻器、)光敏电阻原理是基于内光电效应

光照愈强,阻值就愈低,随着光照强度的升高,电阻值迅速降低,亮电阻值可小至1KΩ以下

光敏电阻对光线十分敏感,其在无光照时,呈高阻状态,暗电阻一般可达1.5MΩ

将光敏电阻和一个普通电阻串在整流后的电源和地之间,并且在两个电租之间拉出一点接到集成芯片上,如果黑暗时,那么光敏电阻电阻值无穷大,导致此路断开,导致拉出点电压为高电平,当为天亮时,光敏电阻阻值为微小,拉出点共地

5. 延时电路如下图所示,箭头指向的线为集成芯片的莫个引脚输入线,当4号口输出高电平时,D5管导通,和R3(负载)形成通路,于此同时,C3电容开始充电,检测口为高电平,当4好口输出低电平时,D5管截止,C3和R3形成一个短暂的导通回路,C3作为电源放电,检测口在一段时间内为高电平,然后自动变成低电平

可以看做一个延时的功能

6. 逻辑门电路(集成芯片)(CD4011)由下表得,和图得只有当语音输入,并且无光是,Y4(单晶硅的控制极为高电平),否则Y4均为低电平语音光照Y4000010100111语音光照控制硅000010101110 吴振谦老师点评:声控开关主要利用驻极体话筒和光敏电阻作为传感器件,驻极体话筒是一个电容元件构成的,所以要给它通电才能工作,话筒的鼓膜是电容的一极,当振膜振动,振膜和固定的后极板间的距离跟着变化,就产生了可变电容量,那么在其输出端就产生了波形,也就是电信号,从而在通过放大电路,就可进行信号的放大

该同学经过借鉴而设计的声控开关电路能正常工作,但是作为侧重三极管应用的电子训练题,为了提高稳压管、三极管等分立器件的应用能力,希望大家用稳压管做12V主供电电路,用三极管做信号放大、声光信号耦合和可控硅开关控制电路

该同学设计的基于CD4011的声控开关电路有以下几个特点

1. 成本还有压缩空间:CD4011芯片的价格在1块钱左右,CD4011在此做一个逻辑控制功能,可以用三级管来实现电子开关、光敏电阻的输出控制等功能,用三极管实现该部分功能只需几分钱

2. 该电路的应用灯泡类型有限制该电路的工作原理决定,在可控硅不导通时,灯泡不亮

但是此时声光感应电路仍旧需要供电,需要一个几个mA大小的电流,该电流需要流经灯泡实现电流回路

如果是白炽灯,不出现问题,如果是节能灯、LED灯,就会发生严重的闪烁现象

因为LED灯是恒流源,节能灯是电子整流器,一旦有微电流流过,经过一段时间,恒流源和电子整流器就会工作,使灯泡闪烁

这与单火线电路是一样的道理

当然,市面上出售的声光控开关都具有这样的特点,因为都是在电路的火线一侧安装而不加入零线

3. 电路易损且不稳定把整流过后的后端电路可以看成一个R1电阻和一个可变电阻负载串联,当电路在正常工作时,可变电阻负载的电压肯定是在不断变化,导致声光控电路的工作电压波动变换较大,CD4011易损,并且电路声光控的感应点漂浮不定,工作状态不稳定,产生的现象就是有事声音很轻就会动作,有时声音很响也不动作

本文作者:娄鹏 校对:欧丽莎




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