模拟电路课题五.ppt

四川航天职业技术学院 电子工程系—电子实训教研组 课题五、触摸延时开关电路 1 仪器仪表的认识和使用 2 电路的组成及工作原理 3 电路的组装与调试 主要内容 一、实训目的 熟悉RC电路中电容C在充放电过程中所起的延时作用； 1 熟悉三极管直接耦合形式的放大和开关电路； 2 了解NPN管和PNP 管的互补连接方式。 3 Company Logo 二、仪器仪表 双路直流稳压电源法 数字万用表 三、电路组成及工作原理 现代建筑中，过道楼梯照明开关采用触摸延时开关。其功能为：当人用手触摸开关时，照明灯点亮并持续一段时间后自动熄灭。这种开关既节电，又使用方便。 实现延时的电路和器件形式很多，但其基本原理都依据了RC电路中电容C两端电压不能突变的特性。本课题介绍的是由三极管和RC电路组成的触摸延时电路，只要经适当改装，就可以构成一个触摸延时开关。 人体本身带有一定电荷，当人的手接触导体时，这些电荷就经人手移到导体上，形式瞬间的微弱的电流。这一微弱电流经过三极管放大后，就可以控制较大的负载开关动作。图5-1是由金属片、三极管放大、RC延时以及三极管开关电路构成的触摸延时电路。 和 成直接耦合的两级放大电路， 构成开关电路。金属片和限流电阻 在 基极，当基极悬空时，由于基极开路， 、 处于截止状态，因此 也 截止，LED中无电流流过而不发光，当人手接触金属片时，人体电荷经 入 基极， 迅速导通将此瞬间电流放大后驱动 饱和导通，使 集电极电位降为 低电平，并使 随之导通，LED中有电流流过而发光。 在 瞬间饱和导通的同时，集电极电流对电容C快速充电接近12V，但瞬间电流消 失后， 、 截止，由于C分别与 和 发射结，以及 构成放电回路的时间常数 较大，使C所储存的电荷放电比较慢， 在一段时间内保持导通，LED继续发光， 直到 的集电极电流减小到不足以使LED发光。 导通的延迟时间主要由 、 和 C的大小决定。表5-1中提供了一组实验数据供参考。如要进一步增大延迟时间， 可加大 容量。除上述主要因素外， 的β值大小、空气的湿度对延迟时间也有 影响，为保证触摸时 迅速饱和， 管选择β值大的9013和9014。 135s 5.1 220 100μF 90s 5.1 150 100μF 60s s 100 100μF 30s 2.2 100 100μF 延迟时间 表5-1 延时参考 在实际应用中,用继电器、可控硅等执行元件取代 、 和LED，就可控制较大的负载。 如果把原理图5-1的电路改为驱动一只型号为JRX-13F-12的继电器，请改画电路，并查阅继电器的参数，判断9012型PNP管能否驱动该继电器。 图5-2为一种实际的触摸延时照明电路，该电路采用可控硅作为照明灯的控制开关。可以把可控硅看作是一种有控制端的二极管，当它的控制极接高电位时，可控硅触发导通（即二极管导通），只有在控制极变为低电平且流过二极管的电流为零时，二极管才重新截止。220V交流电过0点时，如果控制极为低电平，则将可控硅关断（即二极管截止）。 （电路中，由二极管整流桥、可控硅VS组成触摸开关的主回路，由 、LED与稳压管 成次回路。既可控硅导通时，照明灯L亮由 、LED与稳压管 构成的次回路只能给照明灯L提供很小的电流，故照明灯L不亮，但发光二极管LED亮，用以指示触摸开关的位置。当触摸金属片时，一系列过程使 通，从而给可控硅的控制极提供触发压，使VS导通，照明灯L亮；而随着的 电流减小，控制极电平低，最后使VS关断，照明灯L变暗LED变亮。该电路触摸延时部分的工作原理请自行分析。 四、组装与调试 a.根据图5-1所示的电路原理图设计与制作印制电路板。 b.检测元器件。 c.按无线电装接工艺要求安装、焊接元器件。 d.通电检测与调试： 自动检测技术 ⑴先将 、 、 、 、 在印制电路板上安装好，在 的悬空端连接一段导线代替金属片（如果焊导线的金属片则更好）。接上12V电源，用电压表测量 集电极电位在手触摸前后的变化，看是不是从高电平（12V）跳变到低平。 如果没有触摸金属片时，发光二极管就已经亮了，说明 的穿透电流 太大，可按原理图虚线连接3 或阻值合适的电阻 ，加以分流。 ⑵当VT2的集电极电位变化正常后，断开电源，再接插和接 、 、 、 、LED等。通电后，用手触摸，观察LED是否发光。 ⑶LED发光正常后，将C接入电路。通电后触摸，用手表计时，观察LED发光持续时间并与上表所列时间相比较。 五、