楼道触摸延时开关的设计报告

楼道触摸延时开关的设计报告

一．设计要求

设计一满足要求的OCL音频功率放大器，具体要求如下：

（1）电路控制对象为220V的15W节能灯；

（2）开关接收到触摸时，灯亮并延时1-2分钟后自动熄灭；

（3）控制电路采用220V供电；

二.设计的作用、目的

（1）掌握延时开关的设计方法

（2）学会安装与调试由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统

三.设计的具体实现

1.系统概述

触摸延时电路框图结构

（1）直流稳压电源通过整流、滤波、稳压为NE555提供工作电源。

（2）完成有NE555定时器组成的单稳态电路实现对触摸开关的延时。（3）由继电器组成的控制电路通过继电器的通、断来实现节能灯的控制。

（4）从应用的安全因素考虑，用隔离变压器对220V交流电进行降压，得到

一个13V的交流电压，经整流、滤波得到一个13V的直流电压，在经

过L7805稳压得到稳定的5V直流电压，为NE555提供工作电压。当

需要开灯时，用手触碰一下感应区，触发信号电压加至555的触发端，

使555的输出由低变成高电平，继电器KS吸合，220V交流电形成回

路，电灯点亮。同时，电源通过定时电阻给定时电容充电，这就是定

时的开始。延时一段时间后555的输出端由高电平变回到低电平，继

电器释放，220V交流电形成的回路断开，电灯熄灭。

2.单元电路设计、仿真与分析

（1）电源电路的设计

电子系统的正常运行离不开稳定的电源，除了在某些特定场合下采用太阳能电池或化学电池作电源外，多数电路的直流电源是由电网的交流电转换来的。常用小功率直流稳压电源系统由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四部分组成如图2所示

图·2小功率直流稳压电源系统结构

①电源变压器：将电网交流电压（220V或380V）变换成符合需要的交流电压，此交流电压经过整流后可获得电子设备所需的直流电压。因为大多数电子电路使用的电压都不高，这个变压器是降压变压器。

②整流电路：利用具有单向导电性能的整流元件，把方向和大小都变化的50Hz交流电变换为方向不变但大小仍有的脉动直流电压。

③滤波电路：利用储能元件电容器 C 两端的电压不能突变的性质，把电容C 与整流电路的负载RL 并联（或串联），就可以将整流电路输出中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电。

④稳压电路：当电网电压或负载电流发生变化时，滤波电路输出的直流电压的幅值也将随之变化。因此，稳压电路的作用是使整流滤波后的直流电压基本上不随交流电网电压和负载的变化而变化。

直流稳压电路

(2).稳压电路的设计

稳压电路设计

由于集成电路工艺迅速发展，集成稳压电路的制成，也具有集成电路的共同特点：体积小、外围元件少、性能可靠、使用调整方便和优廉等优点，因此广泛使用。目前，集成稳压器的类型很多，按结构形式可分为串联型、并联型和开关型；按输出电压类型可分为固定式和可调式。作为小功率的稳压电源以三端式串联型稳压器的应用最为普通。三端式是指稳压电路仅有输入、输出、接地三个接线端子。有固定式和可调式二种类型，此外又分为正或负电压输出类型。W7800 系列为三端固定正电压输出集成稳压器；W7900 系列为三端固定负电压输出集成稳压器。型号中最后两位数表示输出电压的稳定值，有 5V、6V、9V、12V、15V、

18V 和 24V。在本设计中采用的是 L7805 稳压，为 NE555 提供工作电源。

三端式固定输出集成稳压器外型

使用时要求输入电压值至少大 2V 以上。即| U1 |-| U0| ≥ 2V，但不宜过

大。另外还有接地端流过的静态电流 I Q =8A。 1 确定稳压器型号、输入电压和输出电流根据要求 U 0 =+5V，故选用 W7805 型号；稳压器压差为| U 1 |-| U 0 | ≥ 2V，现取 3V。故输入电压 U 1 =5+3=8V；直流稳压电源工作时最大电流 I O(max) =300mA,稳压器的输入电流即为整流滤波电路的负载电流 I 'O = IO

(max) + I Q =300+8=308A。为确定整流二极管和滤波电容参数需要，先确定电

源变压器的副变电压有效值

(3).桥式整流电路

整流电路是利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器副边电压的极性分别导通，将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单向的脉动电压。

单相桥式整流电路

①由上图可看出，电路中采用四个二极管，互相接成桥式结构。利用二极管的电流导向作用，在交流输入电压 U 2 的正半周内，二极管 D1 、 D 3 导通， D 2 、 D 4 截止，在负载 RL 上得到上正下负的输出电压；在负半周内，正好相反， D1 、 D 3 截止，D 2 、 D 4 导通，流过负载 RL 的电流方向与正半周一致。因此，利用变压器的一个副边绕组和四个二极管，使得在交流电源的正、负半周内，整流电路的负载上都有方向不变的脉动直流电压和电流。

②整流二极管参数计算正向平均电流：

I F≥ I D = 1 I ' O = 2A

最大反向电压：

1 308 mA = 154 mA 2