555风速控制文档格式.docx
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关键词:
整流电路、多级循环定时电路、移相控制电路、可控硅控制电路
1设计任务与要求
(1)
结合所学的理论知识,独立设计方案,培养独立分析与解决问题的能力;
(2)
学会查阅相关手册和资料,通过查阅手册和资料,进一步熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用的原则;
(3)
学会使用常用电子元器件(包括中规模芯片、专用芯片。
)
(4)学会使用protel99绘制原理图并制作PCB板
(5)
认真撰写总结报告,培养严谨的作风和科学的态度;
2方案设计
图1总原理方框图
3单元电路
3.1启动电路
图2启动电路图
在通电瞬间C2上的电压不能突变,VT1被R1、R2偏置而饱和导通。
随着C2充电时间加长,输出电压逐渐上升,按图中元件参数、达到额定输出电压的时间为3s,D4的作用是关断电源后使C2上电荷很快释放保证下次开机的正常启动。
3.2多级循环定时电路
多级循环定时电路由以555为核心组成的4个单稳定时电路组成。
刚接通电源时,使由RP1、R3、C3组成的延时电路发生置位,输出高电平。
对应的延迟时间为td1=1.1(RP1+R3)C3,图示参数对应的时间约为0.6~10秒。
图3部分多级循环定时电路
3.3移向控制
图4移向控制电路
移相控制电路由RP5~RP8组成。
循环定时器中IC2、IC3、IC4的输出通过RP5、RP7、RP8加至该控制电路,调节RP5、RP7、RP8,则可相应改变t2、t3、t4时间段内加在VT2上的各电压值。
3.4可控硅
等效图
图5可控硅电路
可控硅是硅可控整流元件的简称,亦称为晶闸管。
具有体积小、结构相对简单、功能强等特点,是比较常用的半导体器件之一。
晶闸管的工作原理分析:
晶闸管可用两个不同极性(P-N-P和N-P-N)晶体管来模拟。
如图5所示。
当晶闸管的栅极悬空时,BG1和BG2都处于截止状态,此时电路基本上没有电流流过负载电阻RL,当栅极输入一个正脉冲电压时BG2导通,使BG1的基极电位下降,BG1因此开始导通,BG1的导通使得BG2的基极电位进一步升高,BG1的基极电位进一步下降,经过这一个正反馈过程使BG1和BG2进入饱和导通状态。
电路很快从截止状态进入导通状态,这时栅极就算没有触发脉冲电路由于正反馈的作用将保持导通状态不变。
如果此时在阳极和阴极加上反向电压,由于BG1和BG2均处于反向偏置状态所以电路很快截止,另外如果加大负载电阻RL的阻值使电路电流减少,BG1和BG2的基电流也将减少,当减少到某一个值时由于电路的正反馈作用,电路将很快从导通状态翻转为截止状态,我们称这个电流为维持电流。
。
3.5整流电路设计
整流电路有单相桥式整流电路,单相半波整流电路,单相全波整流电路等。
本系统选用单相桥式整流电路。
单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路。
图6整流桥
4总电路图及原理
如图的所示为555风速程控电路。
该电路由启动电路、多级循环定时电路、移相控制电路、可控硅控制电路等组成。
刚接通电源时,由R1、C1和VT1组成的启动电路产生一个负脉冲,加至IC1(555)的触发端(2脚),使稳态电路IC1翻转,3脚呈高电平。
对应的延迟时间td1=1.1(RP1+R3)C3,图示参数对应的时间约为0.6~10秒。
在此期间,C3进行充电,当C3上电压充到使IC1(6脚)达到2/3VDD时,IC1发生复位,3脚输出的低电平。
经C4、R5微分后,加至IC2(2脚),使IC2对应的定时电路因(2脚)为低电平而发生置位,输出高电平。
IC3、IC4的状态变化雷同。
当IC43脚输出由高电平变成低电平(延时结束)时,它又反馈至IC1的触发端2脚,重复上述过程,从而实现多级循环定时。
当循环定时电路工作后,LED1、LED2、LED3、LED4顺次点亮,且任一时刻只有一个灯亮。
当电位器的阻值最小时,即加在VT2上的输入电压最大,此时电机两端有近220V的电压,电扇有最大风速;
当各电位器的阻值最大时,则对应电扇有最小风速。
当各电位器RP5~RP8调在不同位置时,因各时段的电平不一致,使电机变速运转,达到类似自然风的效果。
调节RP1~RP4,可对不同时段的长短进行控制,以实现对风速变化的快慢节奏进行调整。
总原理图、PCB板及3D预览如图7、图8、图9所示。
图7总原理图
图8PCB板
图93D预览
5材料清单
表1材料清单
元件序号
型号
主要参数
封装
备注
C2C4C6C8
CAP
0.01u
RAD0.1
无电极电容(4个)
C1C11C12
0.1u
无电极电容(3个)
C3C5C9C7
CAP2
22u
RB.2/.4
电解电容(4个)
表1材料清单续表
C10
220u
电解电容(1个)
R19R20R21
RES2
91Ω
AXIAL0.3
电阻(3个)
R17
1k
电阻(1个)
R4R7R10R13
1.2k
电阻(4个)
R18
2.7k
R15
10k
R2R5R8R11R16
18k
电阻(5个)
R14
36k
R3R6R9R12
39k
R1
47k
RP5RP6RP7RP8
POT2
VR1
可变电阻(4个)
RP1RP2RP3RP4
390k
D1D2D3
D4D5D6
DIODE
2CP
DIODE0.4
二极管(6个)
D7
1BQ20
2CP×
4
D-37R
整流桥
DW
ZENER3
DIODE0.4
二极管
VT1VT2
3DG6
TO-52
NPNBJT(2个)
VT3
3CG21
PNPBJT(1个)
VT4
BT33
JFET(1个)
LED1LED2
LED3LED4
LED
SPADE
发光二极管(4个)
红橙绿黄
U1U2U3U4
555
DIP8
555(4个)
TRIAC
KE
双向可控硅(1个)
6心得体会
通过一周的CAD课程设计使我更加熟悉protel的运用。
通过用555定时器设计控制,让我真正的把所学的知识运用到实际中。
知道了在做这样的一个课程设计的时候,应该从什么地方着手,应该怎样构造自己的思路,怎样利用已学知识来实现自己的设计方案,并通过不断地查找资料来实现它的功能。
在此过程中,不但让我体会到设计的繁琐与艰辛,同时也让我更好地巩固了以前所学的知识。
以前我一直认为,我们只要学好课本的专业知识就行,但我们并不一定要知道如何利用利用课本知识来完成某些设计,并实现它的功能。
而通过这次的课程设计让我大大改变了自己以前错误的想法。
当通过3D预览看到自己的成品时,我知道自己这一周的努力没有白费。
通过这次课程设计我相信这对于我在以后的发展中具有深远的影响。
7结论
8参考文献
[1]刘坤、高征红、晁阳Protel99电路设计实例教程清华大学出版社.2008
[2]康华光;
《电子技术基础》数字部分(第四版)北京,高等教育出版社出版,2006
[3]张肃文.高频电子线路第四版.北京.高教出版社.2004
[4]康华光;
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- 关 键 词:
- 555 风速 控制