調(diào)光臺燈電路設(shè)計

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1、調(diào)光臺燈電路設(shè)計摘要為了節(jié)能和保護視力，市場上出現(xiàn)各種各樣的調(diào)光臺燈，也有很多的人研究更節(jié)能的調(diào)光方法。通過multisim10.0仿真，設(shè)計出一種調(diào)光臺燈，通過控制單向晶閘管的導(dǎo)通角來改變燈泡的亮度。CD4017的輸出接不同的電阻，高電平經(jīng)過這些不同大小的電阻對電容進行充電，充電的快慢不一樣，單向向晶閘管的觸發(fā)脈沖移動，導(dǎo)通角發(fā)生變化，從而達(dá)到調(diào)光的目的。關(guān)鍵詞：Multisim；調(diào)光；CD4017十進制計數(shù)譯碼器；單向晶閘管；單相橋式整流電路14調(diào)光臺燈電路設(shè)計目錄一設(shè)計任務(wù)41.1設(shè)計目的和意義41.1.1目的41.1.2意義41.2初始參數(shù)和要求51.2.

2、1初始參數(shù)51.2.2要求5二系統(tǒng)設(shè)計62.1系統(tǒng)工作原理62.1.1CD4017工作原理62.1.2單向晶閘管72.1.3單相橋式整流電路82.1.4調(diào)光臺燈電路原理92.2器件選擇102.3電路設(shè)計102.4電路仿真測試14三總結(jié)153.1結(jié)論153.2優(yōu)點與不足153.3心得與體會16參考文獻(xiàn)1614調(diào)光臺燈電路設(shè)計一設(shè)計任務(wù)1.1設(shè)計目的和意義1.1.1目的1、熟悉和學(xué)會multisim的使用；2、學(xué)會進行設(shè)計電路的方法；3、通過查資料了解各種元件的功能、參數(shù)等；4、了解調(diào)光電路的工作原理并進行設(shè)計；5、以節(jié)能和保護視力為目的設(shè)計調(diào)光臺燈電路。1.1.2意

3、義1、學(xué)會并熟練掌握multisim的使用；2、培養(yǎng)創(chuàng)新的能力；3、使臺燈可以達(dá)到節(jié)能的目的；4、學(xué)會應(yīng)用已經(jīng)學(xué)過的知識。1.2初始參數(shù)和要求1.2.1初始參數(shù)CD4017的輸出端所接的電阻在10Ω-100Ω之間分散取，以達(dá)到多級的調(diào)光目的；電源選擇220V50Hz的交流電源；燈泡選用230V的，由于電源電壓是220V，所以燈泡選擇230V的可避免燈泡燒壞。觸發(fā)電路的電阻阻值為100Ω，電容為47μF,起保護LED燈作用的電阻阻值為300Ω。1.2.2要求每次按動按鈕開關(guān)，CD4017的10個輸出就變換輸出高電平“1”，并影響燈泡的亮度。14調(diào)光臺燈電路設(shè)計二系統(tǒng)

4、設(shè)計2.1系統(tǒng)工作原理2.1.1CD4017工作原理CD4017是調(diào)光電路中實現(xiàn)調(diào)光功能的主要執(zhí)行者，它控制著調(diào)光的級數(shù)和各級的亮度，其引腳圖和方框圖如圖(1)和圖（2）所示。圖（1）CD4017引腳圖圖（2）CD4017方框圖14調(diào)光臺燈電路設(shè)計數(shù)字電路CD4017是十進制計數(shù)／分頻器，它的內(nèi)部由計數(shù)器及譯碼器兩部分組成，由譯碼輸出實現(xiàn)對脈沖信號的分配，整個輸出時序就是Q0、Q1、Q2、…、Q9依次出現(xiàn)與時鐘同步的高電平，寬度等于時鐘周期。CD4017有10個輸出端（Q0～Q9）和1個進位輸出端～Q5-9。每輸入10個計數(shù)脈沖，～Q5-9就可得到1個進位正脈沖，

5、該進位輸出信號可作為下一級的時鐘信號。CD4017有3個輸（MR、CP0和~CP1），MR為清零端，當(dāng)在MR端上加高電平或正脈沖時其輸出Q0為高電平，其余輸出端（Q1～Q9）均為低電平。CP0和～CPl是2個時鐘輸入端，若要用上升沿來計數(shù)，則信號由CP0端輸入；若要用下降沿來計數(shù)，則信號由～CPl端輸入。設(shè)置2個時鐘輸入端，級聯(lián)時比較方便，可驅(qū)動更多二極管發(fā)光。由此可見，當(dāng)CD4017有連續(xù)脈沖輸入時，其對應(yīng)的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，故可直接用作順序脈沖發(fā)生器。2.1.2單向晶閘管單向晶閘管與CD4017組成調(diào)光電路的主體部分，CD4017控制晶閘管的觸發(fā)電路，

6、改變晶閘管的導(dǎo)通角。晶體閘流管簡稱晶閘管，也稱為硅可控元件，是由三個PN結(jié)構(gòu)成的一種大功率半導(dǎo)體器件，多用于可控整流、逆變、調(diào)壓等電路，也作為無觸點開關(guān)。圖（3）晶閘管的結(jié)構(gòu)14調(diào)光臺燈電路設(shè)計晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖（3）（a）所示，它有四層半導(dǎo)體材料組成，四層材料有P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體交替組成，分別為P1、N1、P2和N2，它們的接觸面形成三個PN結(jié)，分別為J1、J2和J3，故晶體管也稱為四層器件或PNPN器件。P1區(qū)的引出線為陽極A，N2區(qū)的引出線為陽極C，P2區(qū)的引出線為控制極G0。為了更好的理解晶閘管的工作原理。常將其N1和P2兩個區(qū)域分解成兩部分，

7、使得P1-N1-P2構(gòu)成一只PNP型管，N1-P2-N2構(gòu)成一只NPN型管，如圖（b）所示；用晶體管的符號表示，如圖（c）所示；晶閘管的符號如圖（d）所示。晶閘管的工作原理：當(dāng)晶閘管的陽極A和陰極C之間加上正向電壓且控制極和陰極之間也加上正向電壓時，如圖（4）所示，J3處于導(dǎo)通狀態(tài)。若T2管的基極電流為iB2，則其集電極電流為β2iB2；T1管的基極電流iB1等于T2管的集電極電流β2iB2，，因而T1管的集電極電流iC1為β1β2iB2；該電流又作為T2管的基極電流，再一次進行上述放大過程，形成正反饋。在很短的時間內(nèi)，兩只管子均進入飽和狀態(tài)，使晶閘管完全導(dǎo)通，這

8、個過程稱為