楼道触摸延时开关设计说明书.doc

. PAGE . . 西北工业大学明德学院 课 程 设 计 课 程 课 程 电子线路课程设计 题 目 楼道触摸式延时照明灯 院 系 班 级 组 员 指导教师 2010年 3 月 12 日 目 录 设计要求……………………………………… 2 设计目的……………………………………… 2 1.熟悉晶闸管的开关作用………………………… 2 2.掌握桥式整流电路原理………………………… 6 3.掌握三极管的开关作用 …………………… 8 4.掌握稳压管的作用 ………………………… 9 设计的具体实现……………………………… 10 1.系统概述 …………………………………… 10 2.单元电路设计 ……………………………… 11 3.仿真测试 …………………………………… 13 结论与展望…………………………………… 16 心得体会及建议……………………………… 16 附录…………………………………………… 17 参考文献……………………………………… 18 楼道触摸延时开关设计报告 设计要求 设计一楼道触摸延时开关，其功能是当人用手触摸开关时，照明灯点亮，并延续一段时间后自动熄灭。 2.开关的延时时间约1分钟左右。 设计目的 1.熟悉晶闸管的开关作用 (1).晶闸管的开关作用 晶闸管是一种开关组件，广泛的应用在各种电路，以及电子设备中。典型的小电流控制大电流的组件，通过一个电流很小的脉冲触发，当晶闸管处于导通状态时它的电阻变得很小相当于一跟导线。 (2).晶闸管的结构和工作原理 晶闸管是四层三端器件，它有J1、J2、J3三个PN结,可以把它中间的NP分成两部分，构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管。如图图2-1.1所示： 图2-1.1等效图 图2-1.2 器件符号 当晶闸管承受正向阳极电压时，为使晶闸管导通，必须使承受反向电压的PN结J2失去阻挡作用。每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流。因此是两个互相复合的晶体管电路，当有足够的门极电流Ig流入时，就会形成强烈的正反馈，造成两晶体管饱和导通。 设PNP管和NPN管的集电极电流分别为IC1和IC2，发射极电流相应为Ia和Ik，电流放大系数相应为α1=IC1/Ia和α2=IC2/Ik，设流过J2结的反相漏电流为ICO，晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和： (1) 若门极电流为Ig，则晶闸管阴极电流为： 得出晶闸管阳极电流为： (2) 硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数α1和α2随其发射极电流的改变而急剧变化。当晶闸管承受正向阳极电压，而门极未接受电压的情况下，式(2)中Ig=0，(α1+α2)很小，故晶闸管的阳极电流Ia≈ICO，晶闸管处于正向阻断状态；当晶闸管在正向门极电压下，从门极G流入电流Ig，由于足够大的Ig流经NPN管的发射结，从而提高放大系数α2，产生足够大的集电极电流IC2流过PNP管的发射结，并提高了PNP管的电流放大系数α1，产生更大的集电极电流IC1流经NPN管的发射结，这样强烈的正反馈过程迅速进行。 当α1和α2随发射极电流增加而使得(α1+α2)≈1时，式(2)中的分母1-(α1+α2)≈0，因此提高了晶闸管的阳极电流Ia。这时，流过晶闸管的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定，晶闸管已处于正向导通状态。晶闸管导通后，式(2)中1-(α1+α2)≈0，即使此时门极电流Ig=0，晶闸管仍能保持原来的阳极电流Ia而继续导通，门极已失去作用。在晶闸管导通后，如果不断地减小电源电压或增大回路电阻，使阳极电流Ia减小到维持电流IH以下时，由于α1和α2迅速下降，晶闸管恢复到阻断状态。 .晶闸管的工作条件 ●晶闸管承受反向阳极电压时，无论门极承受何种电压,晶闸管都处于关断状态。 ●晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。 ●晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压,无论门极电压如何，晶闸管保持导通,即晶闸管导通后，门极失去作用。 ●晶闸管在导通情况下，当主回路电压或电流减小到接近于零时，晶闸管关断。 .晶闸管