电路板设计论文

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1、电路板设计论文电路板设计论文本文由 penzhaoxia19 贡献doc 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。标题： 标题：触摸式步进调光台灯计作者： 作者：彭朝霞 2010 年 4 月 16桂林电子科技大学信息科学院1目录摘要 3 关键字 3 一、设计目的3 设计目的 二、设计要求3 设计要求 三、原理框图3 原理框图 四、元器件5 元器件 五、各功能块电路 各功能块电路6 块电路 六、总接线元件布局简图6 总接线元件布局简图 七、设计体会7 设计体会 八、参考文献7 参考文献2摘要本设计采用 BEC 公司生产的 BA2101 调光专用集成电路

2、制作的触摸式步进调光台灯专 用集成电路，具有触摸灵敏度高等特性，适用于金属感应面板控制。该芯片可适用于 50Hz/60Hz 两种交流市电频率，控制方式为三段式步进亮度及开关控制，即每触摸一次台 灯上的调光专用集成电路制作的触摸式步进调光台灯专金属感应电极，台灯亮度按“弱光、 中光、强光、关、弱光”步进顺序循环式选择。与 BA2181 等，它们与 BA2181 外形及 电气性能完全相同，可以直接互换使用。关键字触摸式步进调光台灯；BA2101 集成电路；信号；一、 设计目的本设计是对现有台灯的改进， 是一种日常照明装置。 这种台灯具有拾取人体感应信号的 感应式通断电路及调光电路， 无任何机械活动

3、部件， 只要人体的任何部分接触灯体的任何 部位，根据触摸时间的短长，从而执行通断指令的调光指令，因此使用十分方便。由于触 摸极板与电路之间串接有两个高阻值电阻，再加以灯体绝缘，所以可保使用者无触电危险。 这种台灯的主要优点是没有开关，使用时通过人体触摸，完成开启、调光、关闭动作，给使 用带来方便。二、 设计要求当人手触摸电极 M 时，人体感应的交流杂波信号经 C3、R8、R7 送到集成电路第脚， 经集成电路 BA2101 内部电路处理后，第脚输出触发信号经 C1、Rl 加至晶闸管的门极， 使 VTH 导通，电灯 E 点亮；第二次触摸 M 时，可改变第脚输出脉冲前沿到达时间，因 而可使灯光的亮度

4、发生变化。反复触摸 M，灯的亮度就按“弱光、中光、强光、关、弱光” 循环变化。三、 原理框图1、 单相交流变换电路的基本工作原理 交流-交流变换电路是将一种形式的交流电变成另一种形式交流电的电路，可以改变相 关的电压、电流、频率和相数等参数。其中只改变电压、电流或控制电路的通断，不改变频 率的电路称为交流电力控制电路，交流电力电路可以分为交流调压电路（相位控制）和交流 调功电路及交流无触点开关（通断控制）两种。 交流调压电路是通过控制晶闸管的开通相位， 来达到调节输出电压有效值的目的， 主要 应用在灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制） 、异步电动机软起动、异步电动机调速等场3合。相位控制交流调

5、压又称相控调压，是交流调压中的最基本的控制方式，应用最为广泛。附图 单相交流调压电路原理图 单相交流调压电路的基本工作原理是：在 u1 的正半周和负半周，分别对 VT1 和 VT2 的 开通角 进行控制就可以调节输出电压，正、负半周 起始时刻（ =0）均为电压过零时 刻。稳态时，正、负半周的 相等，负载电压波形是电源电压波形的一部分，带电阻性负 载时负载电流（也即电源电流）和负载电压的波形相同。 2、调光台灯的基本工作原理 目前市场上出售的电子调光台灯， 多用调节双向晶闸管导通角的方法， 控制灯泡两端的 电压，从而改变灯泡的亮度，满足不同环境的照明需要。 调光台灯常通常采用图 22 所示的电路

6、。在图 22电路中，灯泡用交流电压供电，使用 双向晶闸管调光，主要由积分移相电路与双向晶闸管主回路组成，负载可以是灯泡、电机、 发热体(如电热毯)等。调节电位器 w 时可连续地调光、调速、调温。该电路中主要是双向晶 闸管选择，可根据流过的最大电流有效值、承受的最高电压峰值等要素选择，比较简单，在 此不再详述。 在调光电路中，关闭开关 K，220V 交流电源经灯泡、电感 L、w 、R 对电图 2-2 调光台灯的原理接线图 容 C2 充电。当 C2 两端电压上升到触发二极管 VD 的阻断电压时，VD 开始导通，C2 通过 VD 向双向晶闸管的 G 极放电，触发双向晶闸管导通。双向晶闸管导通后，将市

7、电与灯泡接 通，灯泡点亮。双向晶闸管的导通角由 w、R 和 C2组成的移相网络的充电时间常数决定，调4节 w 的阻值即可改变可控硅的导通角，改变灯泡两端交流电压，从而起到调光的作用。电路 中的 L 和 C1 组成低通滤波器，防止台灯工作时产生的高次谐波辐射对其他电器的干扰。 3、BA2101 芯片在调光台灯控制电路中的应用 芯片在调光台灯控制电路中的应用 BA2101 是 BEC 公司生产的调光台灯专用集成电路，具有高触摸灵敏度控制特性，适用 于金属感应面板控制，该芯片可适用于50Hz60Hz 两种交流市电频率，控制方式为三段式 步进亮度及开关控制，即每触摸一次台灯上的金属感应电极，台灯亮度按

8、“弱光、中光、强 光、关、弱光”变化。 BA2101 集成电路采用 CMOS 工艺制造，标 准 DIP-8 封装，如图 23 所示是其引脚排列示意 图。第脚 OSC 为内部时钟外接振荡电阻端；第 脚 SYN 为交流信号同步输入端；第脚 VDD 为电源正端；第脚 SP 为触摸信号输入端；第 脚 CI 为外接放电阻容端； 第脚 TGO 为控制信 号输出端； 第脚 VSS 为电源负端； 第脚 50Hz 60Hz 为交流电频率选择端，当交流电频率为 50Hz 时，该端接 VDD,当交流电频率为 60Hz 时，该端悬空。 BA210l 典型应用电路如图 24 所示。直流电源由VD1、VTH、R3 和 C

9、4 组成，通电后在 C4 的两端可获得 9V 左右的直流电压供集成电路用电，R4 为集成电路提供交流同步信号，R5 是集成电路外接振荡电阻器，C3 是隔离安全电容，M 为触摸电极。 当人手触摸电极 M 时，人体感应的交流杂波信号经 C3、R8、R7 送到集成电路第脚， 经集成电路 BA2101 内部电路处理后，第脚输出触发信号经 C1、Rl 加至晶闸管的门极，使 VTH 导通，电灯 E 点亮；第二次触摸 M 时，可改变第脚输出脉冲前沿到达时间，因而可使 灯光的亮度发生变化。反复触摸 M，灯的亮度就按“弱光、中光、强光、关、弱光”循环变 化。改变放电电阻 R6 的大小和放电电容C2 的数值就可以

10、改变各档亮度的差异。该电路非常 适用于台灯、壁灯和电风扇的调速控制。 图 24 BA2101 芯片管脚图四、 元器件VTH 采用 MAC94A4 型触发电流较小的小型塑封双向晶闸管; VD1采用 IN4004、VD2、VD3 采用 1N4148 型开关二极管; VS 采用2CW57、R3 采用 RJ2W 型金属膜电阻器;5电阻用 RTX-l/8W 型碳膜电阻器; 各电阻的阻值分别为 R1 为150 、R2 为 10k 、R3 为 39K 、R4 为 2M 、R5 为 620K 、R6 为 2M 、R7 为 470 、R8 为 1k ； C1 用涤纶电容器、C2、C4 用 CD11-16V型电解

11、电客器、C3 采用耐高压的 CBB1000V 型聚 丙稀电容器； 电容量分别为 C1 为 0.033F 、C2 为 l0F,、C3 为 560pF、C4 为 47F。五、各功能块电路1、降压稳压电路 、 由 R3、VDl、VD4、C4 组成。输出 9V 直流电，供给 BA2101，由脚引入。 2、触发电路 、 由触发电极 M将人体的感应信号，经 c3、R8、R7 送至脚的 sP 端，经处理后，由脚 输出触发信号，经 C1、R1 加至可控硅 VTH 的 G 极，VTH 导通，电灯 H 点亮。第二次触摸， 可改变触发脉冲前沿的到达时间，而使电灯亮度改变。反复触摸，可按弱光、中光、强光和 关闭四个动

12、作状态循环，达到调节亮度的目的。可控硅 VTH 在动作中其导通角分别为 120 度、86 度、17 度。 3、辅助电路 、 VD2 和 vD3 为保护集成电路而设。防止触摸信号过大而遭破坏。C3 为隔离安全电容。R4 为取得同步交流信号而设。R5 为外接振荡电阻。六、总接线元件布局简图6七、设计体会通过这次对触摸是式步进调光台灯计的设计， 让我受益非浅。 首先深入的了解了设计电 路的程序。当我们接手一个课题或项目的时候，不是马上就动手搞。而是应该先进行可行性 论证。首先提出几套方案，然后对各个方案进行对比。即要在性能上面比较，又要在是否经 济合算上面对比。 假如我们设计了一个性能很好的产品。但是其中的某个元器件却很难买到， 或者价格很高。那么，我们就应该要考虑是否采用这个设计的方案。最后找出最适合的设计 方案。写触摸是式步进调光台灯计论文，加深了对芯片的了解及其应用。对于芯片的使用， 我们应该在了解它的各项功能的前提条件下，灵活巧妙地运用。 具体的芯片资料和图片我们 通过查阅相关的书籍，在网上能够很方便的查找。八、参考文献1 张宪 何宇斌 电子电路制作指导 ； 2 傅劲松 电子制作实例集锦 ；71