《開關(guān)電路》PPT課件.ppt

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1、自動(dòng)烘手機(jī),,聲控開關(guān),,開關(guān)電路,開關(guān)電路的種類 聲控開關(guān)電路 光控開關(guān)電路,開關(guān)電路種類,1、三極管開關(guān)電路 （場(chǎng)效應(yīng)管開關(guān)電路 MOS管開關(guān)電路 PNP管開關(guān)電路） 2、觸摸開關(guān)電路 3、溫控開關(guān)電路 4、單鍵開關(guān)電路 5、光控開關(guān)電路 6、光電開關(guān)電路,聲控開關(guān)電路,聲控電路就是利用聲音來(lái)控制電路的工作狀態(tài)。因此，聲控電路必須有一個(gè)能夠把聲音轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的元件，這就是傳聲器。話筒是最常見(jiàn)的傳聲器，此外還有壓電陶瓷片，也可以將聲音轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)。,駐極體話筒 的實(shí)物圖,,,駐極體話筒原理圖和結(jié)構(gòu)圖,兩種不同話筒的分析,源極輸出類似晶體三極管的射極輸出。需用三根引出線。

2、漏極D接電源正極。源極S與地之間接一電阻Rs來(lái)提供源極電壓，信號(hào)由源極經(jīng)電容C輸出（如上圖左） 漏極輸出類似晶體三極管的共發(fā)射極放入。只需兩根引出線。漏極D與電源正極間接一漏極電阻RD，信號(hào)由漏極D經(jīng)電容C輸出（如上圖右） 比較：漏極輸出有電壓增益，因而話筒靈敏度比源極 輸出時(shí)要高，但電路動(dòng)態(tài)范圍略小 。源極輸出 的電路比較穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)范圍大，但輸出信號(hào)比 漏極輸出小,聲控開關(guān)電路工作原理,工作原理說(shuō)明,電路中，M是話筒，用來(lái)接收聲音信號(hào)。假設(shè)我們對(duì) 著話筒拍一下手掌，話筒就會(huì)輸出一個(gè)幾毫伏的電壓 脈沖信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)電容器Cl耦合到三極管T-的基 極。三極管T及電阻R1、R2構(gòu)

3、成一個(gè)電壓放大器，R1 是偏置電阻，調(diào)節(jié)R1既可改變T1的靜態(tài)工作點(diǎn)，同時(shí) 也能調(diào)整放大器的增益。經(jīng)過(guò)放大后的信號(hào)，在T1集 電極輸出一個(gè)幅度較大的負(fù)脈沖信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)電 容器C2耦合到電位器RP上，在P點(diǎn)可得到一個(gè)大小合 適的負(fù)脈沖信號(hào)。這個(gè)信號(hào)可作為雙穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā) 信號(hào)。,,三極管T2、T3組成雙穩(wěn)態(tài)電路，它們的基極分別通過(guò)電容C3、C4和二極管D1、D2與P點(diǎn)相連，因此觸發(fā)信號(hào)可以通過(guò)二極管送到基極。 雙穩(wěn)態(tài)電路有兩種穩(wěn)定狀態(tài)。第一種狀態(tài)是T2飽和，T3截止，這時(shí)T2集電極電壓約等于0V，T3集電極電壓為6V。當(dāng)觸發(fā)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，負(fù)脈沖加到T2的基極，使T2迅速由飽和導(dǎo)通變成截止?fàn)顟B(tài)，

4、其集電極電壓從0V上升到6V。于是T3由截止變成飽和，其集電極電壓由6V下降為0V，這就是第二種狀態(tài)。、顯然，再有一個(gè)觸發(fā)信號(hào)到來(lái)時(shí)，雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)又恢復(fù)到第一種狀態(tài)。我們可以利用這兩種狀態(tài)來(lái)控制其他裝置的“開”和“關(guān)”。,聲控開關(guān)的實(shí)際應(yīng)用,聲控延時(shí)路燈 樓梯、過(guò)道、走廊的照明燈，可由聲控開關(guān)來(lái)控制。聲控 開關(guān)接收到行人的聲音(如拍一下巴掌)即可自動(dòng)開燈，過(guò)一 分鐘或兩分鐘后自動(dòng)關(guān)燈，非常方便。 1電路及工作原理 圖6-5是聲控延時(shí)路燈的電路圖。變壓器B和二極管Dl、 D2、D3、D4構(gòu)成橋式整流電路；C1為濾波電容；穩(wěn)壓管 D5實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，穩(wěn)定電壓值為12V；R1是穩(wěn)壓管的限流電阻。

5、控制電路由集成電路JEC-2來(lái)完成。,,,集成電路JEC-2接成單穩(wěn)態(tài)電路形式，R2、 Rp和C2可控制其暫態(tài)時(shí)間，即路燈亮的時(shí) 間。輸出端接繼電器，用以控制路燈的開或 關(guān)。二極管D6起泄放電流的作用，在繼電器 關(guān)閉時(shí)保護(hù)繼電器安全工作。集成電路的第8 腳是觸發(fā)端，接入一個(gè)靈敏度高的傳聲器Y。 當(dāng)傳聲器接收到聲音時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電信 號(hào)，該信號(hào)就是觸發(fā)信號(hào)。照明燈泡L的供電 回路中接入僂電開關(guān)J1，它受繼電器的控制。,,電路的控制原理如下：正常情況下，由集成電路構(gòu) 成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器處于穩(wěn)態(tài)，輸出端2為高電平 (12V)，所以沒(méi)有電流流過(guò)繼電器，繼電器處于“釋 放”狀態(tài)，燈不亮。當(dāng)傳聲器接收到拍手

6、掌發(fā)出的短 暫聲音時(shí)，輸出一個(gè)電壓脈沖，觸發(fā)電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn) 為暫態(tài)，輸出端2為低電平(約為0V)。因此電流通過(guò) 繼電器，繼電器“吸合”，接通了燈泡的開關(guān)，燈發(fā) 亮。暫態(tài)的維持時(shí)間有限，其長(zhǎng)短可通過(guò)改變電阻 R2和電容C2的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。所以經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后 (約12分鐘)，電路恢復(fù)成原來(lái)的穩(wěn)態(tài)，集成電路 第2腳電壓又升為高電平，繼電器釋放，燈泡熄滅。,2、內(nèi)容及制作步驟,備好元件材料，按照?qǐng)D6-5將元器件焊接好。焊接中請(qǐng)注意二極管的極性和電解電容器的極性。 集成電路JEC-2外形是雙向14腳，如圖6-6所示。引出腳的順序是：從最短腳開始，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)樾颍来巫x。 對(duì)照?qǐng)D6-5檢查各個(gè)元件焊接位置是

7、否正確，焊點(diǎn)是否牢固。,集成芯片的引腳讀法,原則：不管封裝的形狀，引腳讀的順序總是按照逆時(shí)針?lè)较?，且從有缺口或有圓點(diǎn)或封裝角一個(gè)被切一塊等的一端開始讀。 例如：,,,3、調(diào)整方法,1、將控制電路安裝于路燈附近的高處， 調(diào)整電位器Rp，使繼電器處于臨界“釋放” 狀態(tài)(這時(shí)集成電路第7腳電壓約2.1V)。 2、站在離路燈23米處拍掌，或者咳嗽 一聲，路燈應(yīng)點(diǎn)亮。若燈泡不亮，應(yīng)該調(diào) 節(jié)電位器Rp。,3、調(diào)整方法,3、燈泡亮后12分鐘應(yīng)能自動(dòng)熄滅。若 燈亮?xí)r間太短，可以把電阻R2的值改大一 些，或?qū)㈦娙軨2的容量改大一些。 4、繼電器控制電燈的主電路接市電，連 接調(diào)整時(shí)不可帶電操作。,光控開關(guān)電路,定

8、義：光控電路，就是能夠利用光線的變化 對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行控制的電路。其核心是光敏 元件，再加入放大電路與控制電路，就成了 光控電路。 應(yīng)用：光控電路的應(yīng)用非常廣泛，通常用于 大型設(shè)備的自動(dòng)控制和安全報(bào)警等。,2.1 光敏器件,光控電路的核心是光敏元件，它們對(duì)光 線強(qiáng)弱的反應(yīng)非常敏感，利用這一特性可實(shí) 現(xiàn)光控。常用的光敏元件有三種：光敏電 阻、光敏二極管和光敏三極管。因?yàn)槎O 管、三極管屬于電子器件，所以也常常把光 敏元件稱作光敏器件。,2.1.1 光敏電阻,光敏電阻是利用半導(dǎo)體的光敏特性制成的。在 沒(méi)有光線照射時(shí)呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，電阻值可達(dá) 15M以上，這個(gè)阻值稱為“暗阻”；在有光線照 射時(shí)呈現(xiàn)低阻狀

9、態(tài)，電阻值迅速降低到幾K，甚 至降到1k以下，這個(gè)阻值稱為“亮阻”。亮阻與暗 阻的差距越大，說(shuō)明這個(gè)光敏電阻對(duì)光線的反應(yīng) 越靈敏。一般光敏電阻的暗阻都比亮阻大1000倍 以上。,光敏電阻的外形和電路符號(hào),,光敏電阻應(yīng)用實(shí)例,,2.1.2 光敏二極管,光敏二極管從結(jié)構(gòu)上看，也是一個(gè)PN結(jié)，它利 用PN結(jié)反向偏置時(shí)，在光線照射下反向電流將由 小變大的原理制作而成。根據(jù)半導(dǎo)體知識(shí)，PN結(jié) 加反向電壓時(shí)，反向電流是極小的，表現(xiàn)出極大 的電阻值，這是因?yàn)閮?nèi)部載流子的數(shù)目太少。光 線照射時(shí)，在光激發(fā)下，半導(dǎo)體內(nèi)部載流子的數(shù) 量將大大增加，反向電流也隨之增大，表現(xiàn)出電 阻值大大下降。這就是光敏二極管的工作原

10、理。 我們把未受到光照時(shí)流過(guò)二極管的反向電流稱為 暗電流，而把受到光照后流過(guò)二極管的反向電流 稱為亮電流。兩者的差值越大越好。,光敏二極管選擇,應(yīng)注意，光敏二極管對(duì)照射光線的頻率 (或波長(zhǎng))是有選擇的。也就是說(shuō)，它對(duì)于某 一種光線特別敏感，對(duì)其他光線則不那么敏 感。在選用光敏二極管時(shí)要注意這一點(diǎn),光敏二極管的外形及電氣符號(hào),,2.1.4 光電耦合器,光電耦合器是利用光線變化來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞的一種特殊器件，由發(fā)光器和受光器組成，外部有管殼封裝，,,光電耦合器的應(yīng)用實(shí)例一,光電耦合器的應(yīng)用實(shí)例二,,2.2 光控電路工作原理,利用光敏器件的特性對(duì)電路工作狀態(tài)進(jìn)行控制，就是光控電路。最常用的光控開關(guān)，就

11、是利用光來(lái)控制電路開始工作或停止工作。 下圖所示是最簡(jiǎn)單的光控開關(guān)。該電路是普通的放大電路，不過(guò)其偏置電阻R1使用的是光敏電阻。,,圖中所示電路在暗環(huán)境中，R1的阻值很大， 不能提供基極電流，所以三極管基本處于截 止?fàn)顟B(tài)，沒(méi)有集電極電流流過(guò)R2，集電極電 壓Vc約等于供電電源的電壓Vcc。,,在亮環(huán)境中，Ri的值變得很小，這時(shí)集電極 電流很大，三極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，集電 極電壓Vc約等于0V。,簡(jiǎn)單應(yīng)用,應(yīng)用電路,,若用小燈泡來(lái)代替電阻R2，成為圖6-12(a) 所示電路。那么在暗環(huán)境中小燈不會(huì)亮，因 為這時(shí)三極管是截止的，沒(méi)有電流通過(guò)小 燈，相當(dāng)于開關(guān)關(guān)閉。在亮環(huán)境中小燈發(fā) 亮，因?yàn)檫@時(shí)三

12、極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，有 很大的電流流過(guò)它，相當(dāng)于開關(guān)打開。這就 是最基本的光控開關(guān)，實(shí)現(xiàn)“亮開暗關(guān)”。,,假設(shè)如圖6-12(b)那樣，把小燈通過(guò)三極管 T2并接在T1集電極上，那么情況正好相反。 在暗環(huán)境中，因?yàn)槿龢O管T1是截止的，集電 極電壓約等于供電電壓，所以T2導(dǎo)通，小燈 亮，相當(dāng)于開關(guān)打開。而在亮環(huán)境中，三極 管T1是飽和的，集電極電壓約等于0，所以小 燈不亮，相當(dāng)于開關(guān)關(guān)閉。以這種形式輸 出，司以實(shí)現(xiàn)“暗開亮關(guān)”。,,從上面的分析可以知道不論哪種情況，光 敏電阻在這里都起著控制開關(guān)的作用這就 是光控電路的基本工作原理。 實(shí)際的光控電路當(dāng)然要比上述電路復(fù)雜， 因?yàn)檫€需考慮被控電路或

13、機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)。但 是，不管電路多么復(fù)雜，它的基本原理總是 相同的。,2.3 具體實(shí)例--報(bào)曉公雞,這是利用光敏二極管控制電路工作的例 子，雖然簡(jiǎn)單，卻很實(shí)用。晚上睡覺(jué)前將“報(bào)曉 公雞”置于窗臺(tái)上，第二天天亮?xí)r它就會(huì)發(fā)出叫 聲，提醒你趕快起床。,,該電路就是一個(gè)簡(jiǎn)單的振蕩器，能夠產(chǎn)生某一頻率的振蕩信號(hào)。頻率高低決定于輸出變壓器初級(jí)線圈的電感量和并聯(lián)電容C2的容量。輸出變壓器將振蕩信號(hào)傳遞給揚(yáng)聲器，同時(shí)還起阻抗匹配的作用。,調(diào)光燈開關(guān)電路,實(shí)例電路一,工作原理分析,調(diào)光燈電路如圖6-14所示，采用了雙向晶閘管BCR 和雙向二極管VD等元件，使得電路非常簡(jiǎn)單實(shí)用。當(dāng) 閉合開關(guān)后，220V交流電經(jīng)電位器

14、RP、R1向C2充 電，充電的速率由RP、R1的阻值和C2的容量大小決 定，當(dāng)C2兩端電壓上升到一定數(shù)值時(shí)，VD導(dǎo)通，燈 泡H發(fā)光；當(dāng)加在晶閘管T1、T2之間的電壓過(guò)零時(shí)， BCR關(guān)斷，燈泡熄滅。,觸摸開關(guān),工作原理分析,M1是“開”觸摸片，當(dāng)人手觸碰時(shí)，人體感應(yīng)的雜波 信號(hào)加到時(shí)基電路的低電平觸發(fā)端IC的第2腳，電路 置位，第3腳輸出高電平，繼電器K得電吸合，其動(dòng)合 觸點(diǎn)閉合，被控電器通電工作。M2為“關(guān)”觸摸片，一 旦觸碰，人體感應(yīng)的雜波信號(hào)加到555的閾值端6，電 路復(fù)位，第3腳輸出低電平，繼電器失電跳閘，被控 電器停止工作。,熱釋電,,應(yīng)用電路,,光控音樂(lè)門鈴,工作原理,光控音樂(lè)門鈴電

15、原理圖，它由光控電路和音樂(lè)門鈴兩部分組成。當(dāng)接通 電源時(shí)，用手擋住V1光敏三極管的光線，其內(nèi)阻增大，使V2集電極為高電 位；這樣使V3、V4復(fù)合管飽和導(dǎo)通，VD2發(fā)光二極管發(fā)光變亮。同時(shí)電流 流過(guò)繼電器K線圈，產(chǎn)生磁場(chǎng)，使SA常開觸點(diǎn)吸合接通，電流經(jīng)VD3、 VD4、R4、R5分壓，C1濾波，通過(guò)R7限流電阻給IC音樂(lè)集成塊提供3V左 右的電壓，此時(shí)IC工作，音樂(lè)信號(hào)經(jīng)IC的腳輸出，通過(guò)V5放大，使揚(yáng)聲 器發(fā)出悅耳的音樂(lè)門鈴聲。反之，若不用手擋住V1，光敏三極管內(nèi)阻較 小，V2基極為高電位，這樣V3、V4復(fù)合管截止，發(fā)光二極管VD2不亮，繼 電器線圈中也沒(méi)有電流通過(guò)，繼電器不工作，常開觸點(diǎn)斷開，音樂(lè)集成塊 沒(méi)有電源，揚(yáng)聲器不發(fā)聲。,