500-1500Ｗ软开关型舞台调光灯交流调压系统的设计毕业论文(设计).doc

毕 业 论 文 课题名称：500-1500Ｗ软开关型舞台调光灯交流调压系统的设计 2014届毕业设计任务书 一、课题名称：500-1500W软开关型舞台调光灯交流调压系统 二、指导老师: 刘志成 三、设计内容与要求 1、课题概述 毕业设计是实践教学的重要组成部分之一，是大学生在校理论学习过渡到即将走向社会从事本专业工作不可缺少的一个重要环节。通过设计可以培养学生综合运用所学理论知识和生产实践的知识去分析问题、解决实际问题的能力，熟悉工程设计的一般步骤和方法。 目前，我国文化演艺行业得到了巨大的发展，文化演艺行业离不开大功率舞台调光灯，舞台灯光系统中大量使用了500—1500W卤素灯及弧光灯作为舞台背景光源，根据舞台布景不同，需要利用交流调压器选择舞台灯光的照度，以达到提高舞台演艺氛围、延长大型舞台照明灯具寿命的目的。目前虽然国产的舞台调光灯控制系统能够满足大功率调光灯调光的要求，但其可靠性一直不高，且几乎所有舞台调光系统的控制方式为晶闸管前角切波方式交流调压，这种调压方式最大的缺陷在于其功率因数随着移相角的增大而变得很低，多个舞台灯同时使用时，线路损耗会急剧增加，导致舞台灯供电线路过热甚至烧毁，而软开关型调光灯交流调压系统可以克服前角切波型调光灯交流调压系统的主要缺点，属于后切角交流调压系统 。现利用数量尽可能少、市场上易于采购的元器件搭建出可靠性较高的软开关型大功率舞台调光灯控制系统，研究解决大功率软开关型舞台调光灯交流调压系统制作的问题。 2、设计内容与要求 本设计要求学生能够通过互联网、图书馆及现场咨询查询相关资料，并设计软开关型舞台灯交流调压电路，通过设计： 1）掌握利用555时基电路和大功率VMOS管搭建后切角型软开关舞台灯交流调光电路，掌握如何合理选用电子元器件组建电路，了解选用的各种元器件价格。 2）了解500—1500W软开关型舞台灯交流调压电路的基本工作原理，并结合系统要求给出详细参数指标。 3）掌握电力电子技术与模拟电子技术相结合的控制方式和掌握计算各元器件选取值。 3．主要性能指标及参数 1）用于对500—1500W软开关型舞台灯交流调压电路，手动设定舞台灯照度参数值； 2）常温下调压比为1:30，温度漂移为5%/0—40℃； 3）控制核心为555时基电路，可采用任意公司的555时基电路构成，主电路要求 为VMOS管软开关型单相交流调压电路。 4）元器件数量不得多于50个。 6）外部电位器进行电压给定，电位器使用单圈电位器，并带有照度刻度指示。 四、设计参考书 1、教材《模拟电子技术》、《电力电子技术》 2、《555时基电路应用800例》 3、ST公司的应用笔记AN-524.pdf 4、ST公司的应用笔记AN-518.pdf 五、设计说明书内容 封面 目录 内容摘要（200字左右，中英文） 引言 正文（设计课题、内容与要求，设计方案，原理分析、设计过程及特点） 设计图纸 结束语 附录（图表、材料清单、参考资料） 摘 要 随着文化演艺行业的发展，现代舞台对舞台调光灯的要求越来越严格，以500—1500W卤素灯及弧光灯构成的交流调压系统得到了广泛的使用。 目前控制系统采用的是晶闸管前角切波方式交流调压，多个舞台灯同时使用时线路损耗增加，导致供电线路过热烧毁。本文设计的软开关型舞台调光灯交流调压系统，克服了前角切波的缺点，实现了以后沿相控方式调压的功能化产品。 实现方法主要是利用二极管桥堆来控制交流电源的开关，555时基单元构成的单稳态电路发生电流震荡，大功率VMOS管控制导通，短路保护等搭建单向交流调压电路。其中555时基电路部分和VMOS管部分是整个系统的关键。 经过试验调试，系统硬件设计正确，功能符合要求，性能良好，完全满足舞台调光需求。 关键词： 单向交流调光灯；单稳态电路；VMOS管；555时基电路；后沿相控 目 录 摘 要 I 目 录 III 第一章 引言 1 1.1 课题研究背景 1 1.2 软开关技术 3 第二章 系统框架设计 5 2.1 整体设计方框图 5 2.2 主要性能及指标 5 第三章 主要元件 6 3.1 TS555 6 3.1.1 TS555芯片的介绍 6 3.1.2 TS555与NE555的区别及选择 7 3.1.3 TS555的原理 8 3.2 VMOS 9 3.2.1 VMOS的概述 9 3.2.2 VMOS的选择 9 第四章 电路原理分析 11 4.1 整流电路及原理 11 4.1.1 单向桥式整流电路 11 4.1.2 电路工作原理 11 4.1.3 整流二极管的选择 12 4.2 微分电路 13 4.3 555单稳态电路及脉冲展宽原理 13 4.3.1 555单稳态模式工作原理 13 4.3.2 单稳态电路参数的选择 15 4.4 VMOS驱动电路