触摸式延时开关电路

河南科技学院新科学院

电子课程设计

触摸式延时开关电路

学生姓名：王中起

学号： 2013040103

班级：电子131

指导老师：何俊峰

时间： 2015.5.18-5.31

目录

绪论 (3)

1 触摸式延时开关各单元电路设计 (4)

1.1 触摸式延时开关工作原理 (4)

1.2 电源电路设计 (4)

1.3 桥式整流电路 (5)

1.3.1桥式整流电路的工作原理 (5)

1.3.2 整流二极管参数计算 (5)

1.4 滤波电路 (6)

1.5稳压电路设计 (6)

1.5.1 稳压器简介 (7)

1.6 延时电路设计 (8)

1.6.1设计原理 (8)

1.6.2参数计算 (8)

1.6.3 Q1-2N222A三极管的作用 (9)

1.6.4 NE555定时器简介 (9)

1.7 控制电路 (10)

1.7.1控制电路工作原理 (10)

1.7.2 继电器介绍 (11)

1.8 光控电路 (11)

1.9触摸式延时开关电路图 (12)

2 仿真测试 (12)

2.1系统电路仿真 (12)

2.2直流稳压电路各功能电路仿真测试 (13)

2.3 触摸延时、光控电路仿真 (15)

2.4检查调试 (16)

3 PCB版电路制作 (16)

4.实习心得体会 (19)

附录 (20)

绪论

市场经济的发展，人们对开关的要求越来越高，开关的种类也因此越来越齐全。声控开关、机械开关、光控开关等品种逐步进入生活中。但由于机械开关属于有触点开关元件,它有接触不良、故障率高、使用不便等缺点，且摩擦较大容易损坏；声控开关严重浪费了电力资源，干扰了环境安宁；光控开关是采用光线的强弱来实现对用电器电源自动控制的电子开关，它对光线强弱的要求苛刻。针对以上开关的各种缺点，促使我们寻求更为理想的开关电器设备替代元件，方便人们生活。触摸延时开关是一种新型电子节能开关，可广范应用于多层住宅和办公楼室外的走廊，门厅，楼梯间，电梯间，过道等公共场所，也可以在家庭安装。需要开灯时，手指轻轻触摸开关的感应区，电灯自动开启点亮，延时五分钟，电灯自动关闭熄灭。该操作简单，实用节能，又没有声控开关有声音就亮的弊端。主要由NE555 定时器，直流稳压电路和继电器控制电路组成。具备以下功能特点：节约电能，无触点，无污染，安全可靠。

触摸式延时开关只需轻触一下开关就可控制灯的关和开，还具有延时功能，在一段时间内无人触摸的情况下灯会自动熄灭，这样可以起到节能的作用，所以在室内触摸式延时开关使用比较普遍，使灯光的控制更加方便，得以广泛的应用。

课题要求：

1.通过触摸可以实现100W一下的电灯开关；

2.打开后，延时5min自动关闭；

3.白天实现全天关闭。

1 触摸式延时开关各单元电路设计

1.1 触摸式延时开关工作原理

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。当光线较暗需要开灯时，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，光线达到一定要求，光敏电阻分压大导致三极管导通，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。另外白天光线较强时，三极管达不到导通电压而截止，电路不工作，电灯不亮。

1.2 电源电路设计

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1-1 所示。

1-1小功率直流稳压电源系统结构

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。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。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。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。

1-2直流稳压电路

1.3 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。

图1-3 单相桥式整流电路

1.3.1桥式整流电路的工作原理

由图1-3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，在交流输入电压正半周内，二极管 D1 、 D 2 导通， D 3 、 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 2 截止，D 3、 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。

1.3.2 整流二极管参数计算

正向平均电流：