停电报警器

目录

1 课程设计的目的

2 课程设计的任务与要求

3 设计方案与论证

4设计原理及功能说明

5 硬件的制作与调试

6 总结

参考文献

附录1：总体电路原理图

附录2：元器件清单

课程设计的目的：

1在电子科学设计高速发展的今天，电子产品越来越多的应用在我们的日常生活中，像日常我们工作所用的电脑、手机等等，这些高科技产品给我们带来了极大的方便。如今，日常生活越来越走向电子化。

本停电报警器，它就是不需要备用电池，当220V交流电网停电时，它就会发出长约1min急促的“嘟嘟”报警声。

2 （1）巩固课堂所学的知识，提高把理论知识应用于实际中的能力，加强对实际工作的调研–设计–实施的过程认识。为提高自主能力打下基础，并为延伸校内实验室的实验–实习及设计创造了更好的方法和条件，同时通过该活动，要求同学们自己收集并设计课题及有关资料，做到有的放矢；又注重对大家的品德教育，加强纪律性，加强科技意识及责任感，培养敬业精神。

（2）通过电子系统的制作，能够进一步熟悉电子系统的结构、工作原理和使用方法。了解电路理论的实际应用，掌握电子系统的装配和调试工艺，提高同学们的实际操作技能。

课程设计的任务与要求：

任务：设计课题，和小组成员讨论，并在仿真软件中仿真成功后，定下题目，熟悉所设计停电报警器的原理及电路图，进一步搜集相关资料，弄清电路中所用的元器件，熟悉它们的特性及功能，计算出各个元器件的参数。最后购买所用元器件，焊锡丝，电路板，然后在实验室中实际操作。

要求：认真准备，积极参与，按照所设计的题目要求去准备各方面的知识，并通过各种学习渠道去保证电路原理的清晰，及对各个元器件的认知与熟练掌握

设计方案与论证：

设计方案：

电源电路由整流二极管VD1——VD4，电阻R1——R3,滤波电容器C1和稳压二j 级管VS组成。LED指示电路由电阻R4，R5和发光二极管VL组成。报警电路由二极管VD5，VD6，电阻R6——R8，电容C2，C3，晶体管V和蜂鸣器HA组成。在市电正常时，交流220V电压经VD1——VD4整流，R1——R3降压分压，C1滤波及V稳压后，产生+15V电压。该+15V电压分为3路：一路经R4加至VL的正极，将VL点亮；一路经VD5,R6对C3充电；另一路经VD6，R7加至V的基级，使其截止。此时HA不响。当市电停电时，C1两端的+15V电压消失（经R3快速泄放），VL熄灭，C3经V放电，使V饱和导通，HA发出报警声。约1分钟左右，C放电完毕，V截止，HA停止报警。

论证:已经在仿真软件中仿真，感觉此方案有可行性，下一步就是在实验室中具体实际操作了。

设计原理及功能说明：

电源电路由整流二极管VD1——VD4，电阻R1——R3,滤波电容器C1和稳压二j 级管VS组成。LED指示电路由电阻R4，R5和发光二极管VL组成。报警电路由二极管VD5，VD6，电阻R6——R8，电容C2，C3，晶体管V和蜂鸣器HA组成。在市电正常时，交流220V电压经VD1——VD4整流，R1——R3降压分压，C1滤波及V稳压后，产生+15V电压。该+15V电压分为3路：一路经R4加至VL的正极，将VL点亮；一路经VD5,R6对C3充电；另一路经VD6，R7加至V的基级，使其截止。此时HA不响。当市电停电时，C1两端的+15V电压消失（经R3快速泄放），VL熄灭，C3经V放电，使V饱和导通，HA发出报警声。约1分钟左右，C放电完毕，V截止，HA停止报警。

功能说明：

采用大容量存储的电荷来供电，不使用电池。当市电停电时，该报警器将会发出1min蜂鸣报警声

硬件的制作与调试：

普通二极管：

晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载扩散流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流 I0。当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击

1N4007型二极管，属于普通整流二极管，正向电压1.1V，正向电流1A，反向电压1000V。

稳压二极管VS：

工作原理：利用二极管的反向击穿特性，管子击穿后，电流从大往小变，电压只有很小的下降，一直降到某个电流值后电压才随电流的下降急剧下降。正是利用了这个特性人们才造出了稳压二极管。使用稳压二极管的关键是设计好它的电流值。

发光二极管：

工作原理：通过将电压加在LED的PN结两端，使PN结本身形成一个能级，然后电子在这个能级上跃变并产生光子来发光的。

三极管的工作原理（电流放大作用）

三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β（β=ΔIC/ΔIB, Δ表示变化量。），三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。放大电路的组成原理（应具备的条件）（1）：放大器件工作在放大区（三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置）（2）：输入信号能输送至放大器件的输入端（三极管的发射结）

（3）：有信号电压输出。穿电流，称为二极管的击穿现象。

蜂鸣器的工作原理：