模电课程设计路灯的仿真设计.docVIP

模拟电路课程设计 -————路灯的仿真设计 学校： 江苏大学 学院： 电气信息工程 学号： 专业班级： 学生姓名： 指导老师： 同组同学： 13年1月 目录 1.摘要及概述————————————3 2.设计思路—————————————4 3.电路原理—————————————5 3.1电源变换模块的设计——————————————5 3.2开关控制模块—————————————————7 3.3开关模块———————————————————10 分析设计—————————————12 5.结论与心得———————————————14 6.参考文献—————————————15 摘要 本文主要展现了光控路灯原理图的设计过程。并用Multisim v11.0进行了仿真。通过把整个任务进行分块设计的方式，把设计分成电源变换模块，开关控制模块，开关模块。分别介绍了各个模块的原理以及相关调试。然后，把各个模块组装在一起进行了性能分析。最后，组装真实电路，并展示成品。 关键词：光控路灯 Multisim v10.0 仿真 1概述 如今，光电产业的结合已经是未来光机电一体化趋势的代表。这一结合最与我们息息相关的就是街道上光控路灯的使用。我们经常可以看到，每天傍晚，当天色较暗，路边的路灯便自动点亮；每到清晨，当太阳照亮整个街道时，一排路灯就自动熄灭。其实，实现这些功能的并不是哪位辛勤的街道管理者，而是光电器件的杰作。其中，其主要作用的，就是光敏电阻的使用。 本文所要做的，便是用软件模拟整个光控路灯的实现过程，仿真成功后制作真实电路。仿真所用的软件是Multisim v11.0。它是一款基于Windows 操作环境下的电路设计工具。利用Multisim v11.0能够实现绘制电路原理图提供连续性的仿真信息。Multisim v10.0软件模拟此电路，分析各参数。 7）按照仿真成功的原理图制作实验电路并进行调试。 2设计思路 根据课题要求，我们可以将设计分成三个模块：电源变换模块，开关控制模块，开关模块。 路灯一般使用交流市电作为供电电源。而我们电路中的各种控制电路则需要使用直流电，所以，必须进行电源变换。常用的方法是整流滤波后进行稳压。 若要满足路灯在室外光强强时关闭，弱时开启，也就是要一个回差控制。显然，要实现这个功能需要使用具有回差特性的原件。一般是用施密特触发器或迟滞型电压比较器。我们可以专门用基本原件来设计施密特触发器，但是目前已有专用的集成原件，如555定时器，使用这些集成芯片不但方便，而且性能稳定。 最后，要实现对灯开关的控制，必须使用具有模拟开关特性的器件，如三极管，场效应管等。这里，我们使用一种叫做双向晶闸管的器件，用它作为开关原件可以有更好的效果。 最后把三个部分连接起来，便构成了整个控制系统：它的工作方式可以定性的解释为：当光照在光敏电阻上时，其阻值发生改变，从而其两端的电压也会相应变化，用这个电压去控制光路控制模块，使之有不同的输出，这个输出又去控制开关进行相应的改变。而由于开关控制模块在输入上升和下降是有不同的控制电压，故整个系统在正反向的控制光强也不同。（如下图） 下面，我们根据以上思路进行各部分的设计。 3电路原理 3.1电源变换模块的设计 一般地，电源变换采用整流滤波后稳压的方法。具体电路如下： 示波器结果如下： 首先，市电经过变压器耦合进行降压，然后通过一个由二极管组成的整流桥进行整流。二极管整流的原理是：如上图，当变压器副边输出在正半周时，电流分别经过D1，R1，D4回到变压器；当变压器副边输出在负半周时，电流分别经过D3，R1，D2回到变压器。这样，不管是在正半周还是负半周，始终有电流流过R2，而且方向不变。这叫做全波整流。我们可以单独看看全波整流的效果，测试图如下： 测试结果见下图： 由图可见，经过整流后输出只有正半周。 电容C1（见图1）起着滤波的作用。即滤去交流分量。一般地，电容越大，滤波效果愈好。 最后一部分是集成的三段稳压器。只要提供的输入电压满足其要求，它的输出端就能输出一个稳定的电压。波形： 通过如上处理，交流输入可以相当于一个稳定的直流输出，这给后面的控制部分提供了稳定的直流电压。 3.2开关控制模块 开关控制模块主要用555定时器搭成的施特触发器构成。下面介绍一下此模块的原理： 555定时器是一个多功能的集成芯片，利用它可以极其方便的构成多谐振荡器，单稳态触发器，施特触发器。而本文正是使用555定