电力电子技术课程设计

专 业： 自动化

设计题目： 晶闸管构成声控延时灯电路

班级： 学生姓名： 学号：

指导教师：

分院院长：

教研室主任：

电气工程学院

一、课程设计任务书

1.课程设计项目

1) 升压DC-DC变换电路设计

2) 晶闸管光控电子开关电路设计

3) 晶闸管声控延时控灯电路设计

4) 晶闸管线性调光电路设计

5) 双向晶闸管楼道照明灯控制电路设计

2.设计内容

1) 撰写方案设计

2) 硬件电路制作

3) 硬件电路调试

4) 撰写课程设计报告

5) 完成课程设计答辩

3.设计要求

1) 课程设计项目中的五个题目由学生自选其中一个完成；

2) 课程设计项目的硬件电路设计、制作与调试由学生自行完成；

3) 设计结束学生应撰写课程设计报告一份，完成课程设计答辩；

4) 课程设计报告内容包括：课程设计题目；设计计划与方案论证；设计方案实现及硬件调试；课程设计总结。

5） 课程设计报告的撰写格式应符合电力电子技术课程设计报告格式要求。

4、参考资料

[1] 何希才、毛德柱编著. 新型半导体器件及其应用实例. 北京:电子工业出版社

[2] 杨帮文编. 新型集成器件实用电路. 北京:电子工业出版社

[3] 黄继昌主编. 电子元器件应用手册. 北京:人民邮电出版社

[4] 曲学基，王增福，曲敬铠编著. 稳定电源电路设计手册. 北京:电子工业出版社

5.设计进度（20##年6月27日至20##年7月8日）

6.设计地点

新实验楼 315-检测实验室

二、评语及成绩

成绩：

指导教师：

电力电子技术

课程设计报告

班 级： 自动化0843

姓 名： 黄思佳

学 号： 01号

指导教师： 叶天迟

撰写日期： 2011.7.8

目录

第一章 绪论 1

第二章 课程设计内容与要求分析 2

2.1 课程设计内容 2

2.2课程设计要求 2

2.3 课程设计目的 2

第三章 设计方案论证 3

3.1 晶闸管构成的声控延时灯电路原理 图（见附录） 3

3.2晶闸管构成的声控延时灯的工作原理 3

3.3晶闸管构成的声控延时灯的设计方案论证 4

第四章 电路的安装与调试 5

4.1元器件的选择 5

4.2 设计电路的安装 5

4.3 设计中出现的问题及解决方法 5

课程设计总结 6

参考文献 7

附录（原理图--大图） 8

第一章 绪论

随着人们现代化生活水平的不断提高，国民经济的快速发展，电力的供需矛盾日益加剧，生产更多的电即意味着要消耗更多的煤，石油，天然气等不可再生资源，还会带来许多相应的环境问题。为此，我们应该从身边做起，珍惜并节约每一度电。所以，现在很多住宅楼道都安装了自动控制楼道灯。

电子信息技术发展的主要目标是实现高度智能化，在减少以至于不需要人为干涉下使机器能独立处理各种工作。智能化照明电路也是如此，如我们所熟知的楼道照明电路其智能化实现方法是利用了声学·光学·电子学·原理的综合：而马路上路灯是应用了光学的原理：另一个我们所知的交通系统红绿灯则是采用了电子学中计数器的原理。可见原理不同,电路所实现的功能也不尽相同。而我这次所设计得正是由晶闸管构成的声控延时灯电路。

本次设计的晶闸管构成的声控制延时灯具有声控以及延时功能。的计 控制灵敏的声控电路，可方便及时地打开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能。照明灯的“开”和“关”是靠晶闸管的导通和阻断来实现的，而晶闸管的导通和阻断又是受NE555单稳态触发电路所控制的。该装置适合作为街道、宿舍走廊或其它公共场所的照明灯，起到声响灯亮的控制作用，以节约用电。

第二章 课程设计内容与要求分析

2.1 课程设计内容

1．撰写方案设计

2．硬件电路制作

3．硬件电路调试

4．撰写课程设计报告

5．完成课程设计答辩

2.2课程设计要求

1．课程设计项目中的五个题目由学生自选其中一个完成；

2．课程设计项目的硬件电路设计、制作与调试由学生自行完成；

3. 设计结束学生应撰写课程设计报告一份，完成课程设计答辩；

4．课程设计报告内容包括：课程设计题目；设计计划与方案论证；设计方案实现及硬件调试；课程设计总结；

5．课程设计报告的撰写格式应符合电力电子技术课程设计报告格式要求。

2.3 课程设计目的

1．了解晶闸管构成的声控制延时灯工作原理。

2．能够利用仿真软件对所设计声光控制照明灯进行仿真。

3．掌握基本元器件的使用，其中包括光敏二极管、稳压二极管、整流二极管、驻极体话筒、BT151型晶闸管以及NE555构成的单稳态触发电路。

第三章 设计方案论证

3.1晶闸管构成的声控延时灯电路原理图（见附录）

3.2晶闸管构成的声控延时灯的工作原理

1.声控部分的电路原理图

该实验用的是三极管9013接成的声音放大电路，放大倍数约为60倍。

2. NE555构成的单稳态触发电路原理图

NE555的作用有两个：

①延时。延时时间约为60S。

②给晶闸管送触发脉冲。

3. 其他电路组成说明

和并联构成降压电路；4个二极管构成桥式整流电路，将交流整流成直流；C起到滤波的作用；稳压二极管起到稳压电路的作用。

3.3晶闸管构成的声控延时灯的设计方案论证

总的电路设计是将降压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路、NE555构成的单稳态触发电路以及声音放大电路组合起来，这样可以实现声控、延时的功能。

220V的交流电通过电灯及整流桥后，变成直流电压后，最为正向偏压加在晶闸管及其他支路上。当驻极体声筒没有接到声音信号时，NE555构成的单稳态触发电路由于2脚没有触发信号，使其保持在稳定状态，即3脚输出低电平，使晶闸管由于没有触发电流而关断，电灯不亮，此时发光二极管由于阳极电压大于阴极电压而导通点亮；当驻极体声筒接到声音信号时，经过放大，使NE555构成的单稳态触发电路的2脚有触发信号，使其翻转置位，工作在暂稳定状态，即3脚输出高电平，使晶闸管由于有触发电流而导通，电灯点亮，延时时间约为60秒，此时发光二极管由于阳极电压小于阴极电压而关断熄灭。

第四章 电路的安装与调试

4.1元器件的选择

发光二极管LED 一个 电容 五个

驻极传声筒 一个 电阻 六个

三极管9013 一个 NE555 一个

普通二极管 四个 稳压二极管 一个

晶闸管BT151 一个

4.2 设计电路的安装

首先按照原理图重新画一个以NE555为中心的连线图，然后选择相应的器件在焊板上布局，尽量做得美观，因为有工艺要求，大概估算一下各个部件的基本位置，开始组装电路。焊接时，检查好器件的各个引脚的正确连接方式，插入焊板时不能用力过猛，以免把元件弄坏。焊好后，检查焊接板的接触是否良好，有无焊接问题。把万用表跳到“二极管”档，依次检查各个接触点，测出哪些接触点是通路，哪些接触点是开路。

电路安装完成后，接通电源，观察在有声音和无声音的情况下，看灯和发光二极管是否点亮。若一切正常，灯亮的时间约为60秒。

4.3 设计中出现的问题及解决方法

接好220V电源后，发光二极管一直没有亮，检查电路，发现NE555的4脚和8脚未连接。仔细焊接后，再次接电源，符合条件，即无声时发光二极管点亮电灯灭，有声时发光二极管熄灭电灯亮，延时时间约为90秒，比理论的时间长，老师解释说，所选用的元件的实际值比理论值大。

课程设计总结

在本学期的期末，我们自动化专业在新实验楼315进行了为期两周的电力电子技术的课程设计。老师给出五个题目，我和小组成员光明选择了晶闸管构成的声控延时灯电路。

短短几天的课程设计结束了！再这几天里，让我学到了许多课本上学不到的知识。这么简单的一个电路都要花这么长的时间，那工人们要花费多少时间才能做好一件成品！我们有欢喜也有悲伤，有愁眉不展也有豁然开朗。通过这次课程设计也让我真正知道了什么是理论联系实际。

这次的课程设计也让我看到了团队的力量，我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。刚开始的时候，我们就分配好了各自的任务，并且经常聚在一起讨论实验方案的可行性。在课程设计中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作的失败。团结协作是我们成功的一项非常重要的保证，而这次设计也正好锻炼了我们这一点，这也是非常宝贵的。

在这个过程中，我们也曾因为实践经验的缺乏而失落过，也曾因实验成功而热情高涨。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。虽然这只是一次极简单的课程制作，可是评心而论，也耗费了我们不少的心血，这就让我不得不佩服专门搞设计开发的技术前辈，才意识到老一辈为了人们的生活更美好，付出多少心血啊！

对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！

在以后的学习生活中，我会从实际出发，加强练习！做到学有所获！

真的是很怀念课设的那段时间，让我学到了很多！

总结人：***

2011.7.8

参考文献

[1] 何希才、毛德柱编著. 新型半导体器件及其应用实例. 北京:电子工业出版社

[2] 杨帮文编. 新型集成器件实用电路. 北京:电子工业出版社

[3] 黄继昌主编. 电子元器件应用手册. 北京:人民邮电出版社

[4] 曲学基，王增福，曲敬铠编著. 稳定电源电路设计手册. 北京:电子工业出版社

[2] 阎石著 主编：《数字电子技术基础》 高等教育出版社，1998

附录（原理图--大图）

第二篇：电力电子技术课程设计报告样例

电力电子技术课程设计报告

一、 课程设计目的、意义

本设计是学生在学习过《电力电子技术》、《微机原理与接口技术》、《电机与拖动》、《过程检测与仪表》、《自动控制原理》、《计算机控制系统》等先修课程后进行的。主要目的是要学生在系统学习过上述课程，尤其是《电力电子技术》之后，通过两周的时间，设计与调试出一套电力电子装置。通过本次课程设计过程，使同学能将所学的课程融汇贯通；同时也希望能让同学们在系统设计和调试过程中，学习一些工作方式和方法，为毕业设计作好充分的准备，也为今后从事与本专业有关的工程技术和科学研究等工作打下一定的基础。

二、设计要求分析

设计一个通用的三相交流变频调速装置，实现对电机的VVVF控制。主电路结构要求采用三相交直交电压型，采用手动开环控制，SPWM调制方式。

装置设计的具体性能指标要求如下表所示：

三、方案论证、比较

根据设计要求，能过查阅资料，初步确认设计方案如下，主电路采用交直交电压源型结构，前面整流部分采用三相不控整流，电解电容滤波，采用六个IGBT构成三相桥式逆变电路。该变频器的设计框图如下：

四、系统总体设计

1、主电路设计：

主电路如下图

计算输入电流、直流电压、输出电流；

选择主要功率器件，选PS12034;

简要介绍PS12034的特性及参数。

2、设计中间直流回路电容、分压电路、充电旁路控制电路

3、控制电源设计：

控制电源主要原理，所采用的主要器件；

4、根据控制要求，选择主要控制芯片SA866 ,

SA866 介绍。

5、确认外接存储器型号、晶振

五、电气原理图

（附两张原理图）

六、参数计算

要完成整个系统的控制，要在存储器中存储初始化参数，根据设计要求，本系统的初始化参数计算可下：

1 载波频率(CFS):

fCARR=fCLK/512x2n+1=

CFS的二进制取值为 。

2 输出电源频率范围(FRS)

fRANGE=fCARRx2n+1/384

FRS的二进制取值为

3 脉冲延迟时间

tpdy=63-PDY/fCARRx512

PDY的二进制取值为

4、

5、

最终该变频器的一组初始化参数二进制取值为：

七、系统调试步骤、过程及结果（描述调试过程、存在的问题、如何解决，实现过程中的数据、波形、装置图片等）

调试步骤：

1） 静态测试，测量电路板是否有错焊、漏焊、虚焊。检查相关的接线是否正确。

2） 电源模块测试，将电源模块供电，测量变压器的交流输出、电源模块的三路输出是否全部正确无误并记录。

3） 晶振工作是否正常并记录和绘制波形。

4） 三个电位器的输出范围是否符合设计要求，记录数值。

5） 串行EEPROM数据设计和写入。

6） MCB板综合测试，主要进行SA866芯片的性能测试，输出是否正确，相应信号的电平、时序、逻辑是否正确，模拟相关的输入输出条件，测试片子的保护功能是否正常上述数据均作相应记录。

7） 光耦工作测试，主要研究信号经过光耦后的延时以及电平是否符合要求并记录和绘制波形。

8） 整波部分测试，在外部接触器不合的情况下，分析和研究整流部分的电流电压波形、幅值是否正确，研究每个二极管的工作情况，两个滤波电容的工作情况等。上述情况均需记录数据并绘制波形。

9） 设定充电时间和延时继电器的延时时间。

10） 低压空载测试，用三相交流调压器向主电路供电20V，分析研究主电路各部分的工作是否正常；两块板子连接，调节相关参数研究逆变桥的工作状态，并记录相关参数，绘制相应波形。

11） 高压空载测试，三相直接供电，两板连接，调节相关参数研究逆变桥的工作状态，并记录相关参数，绘制相应波形。

12） 带电机试运行。

13）、系统运行，测试系统的稳定性，升降速等性能指标，并记录。

八、总结与体会