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1、 本科毕业设计说明书电视视力保护灯电路设计学 院：机电工程学院专 业：农业电气化与自动化姓 名：XX学 号：XXXXXXX指导教师：李奋荣职 称：副教授设计完成日期：二一三年六月设计概况 本文主要研究了一个简易的电视机视力保护灯的设计，主要有交流信号拾取电路、信号放大电路、整流倍压电路、光控电路、可控硅开关电路和12v电源等组成。在电视机打开时，背景照明灯自动点亮；关闭电视后，灯又能自动熄灭；而在白天看电视时，灯能自动封锁不会点亮，到了夜晚时又能自动打开。本系统简单实用，成本低廉，具有较高的实用价值。关键词：信号拾取电路 信号放大电路 可控硅开关 光控电路 电源 AbstractThis pa
2、per studies the design of a simple TV eye protection lamp, AC signal pickup circuit ,thesignal amplification circuit , rectifier voltage doubler circuit , light control circuit thyristorswitch circuit and 12v power . The TV is turned on , the background lights turn on automatically ; after the TV is
3、 turned off , the lights can automatically extinguished ; watching TV during the day, the lights can automatically block does not light up , while automatically open to the night . The system is simple and practical, low cost, and has a high practical value .Keywords: Signal pickup circuit Signal am
4、plification circuit Triac Light control circuit Power 目 录1 引言12 设计构思13 电视机视力保护灯的设计33.1 单元电路的设计33.1.1 电源电路53.1.2 信号拾取电路53.1.3 信号放大电路63.1.4 信号整流电路73.1.5 可控硅开关电路83.1.6 光控电路93.1.7 总的电路图114 电视机视力保护灯的所用元器件简介114.1 光敏电阻114.1.1 原理结构114.2 电容器124.2.1 电容器的作用124.2.2 电容器主要特性参数134.3 二极管144.3.1 二极管的工作原理144.3.3 二极管的
5、主要参数144.3.3 二极管的主要参数144.3.4 发光二极管154.4 三极管164.4.1 三极管的结构164.5晶闸管及其工作原理184.6 电容滤波及滤波电路194.7 桥式整流电路22致 谢24参考文献251 引言随着文化生活水平的提高，近视眼有逐渐增多的趋势。在普通人群中，近视眼已成为第三、四位致盲原因，而在中高级知识分子中，高度近视眼是最常见的眼病，致盲率居第一位。看电视既是一种文娱活动，又可以开发智力，增长知识，为人们的学习和生活带来欢乐和愉快。但是，过于入迷或不注意收看卫生，它也会有损健康，给人们带来一定的危害，其中最直接的影响是视力。人在较长时间收看电视之后，会产生眼球
6、发酸、胀痛、视力模糊、流泪、结膜轻度出血、眼内发痒等不适症状。有时还会感到全身不适、头痛、倦怠、注意力不集中。但是，这种现象经过适当的休息后，会很快减轻。长期习惯于在昏暗的地方看电视是对视力不好的，但不注意休息，眼球的肌肉和晶体持续处于不断收缩和调节紧张状态，就会难以治愈，造成视力永久性下降。在看电视时，背景保持一定的亮度，不容易引起人眼睛的疲劳，也感觉比较舒适。为此，我本次做的设计即实现了这一功能。在电视开机时自动点亮，关闭电视机时自动熄灭，而在白天不会点亮，夜晚自动打开。2 设计构思收看电视时，要求有一定的亮度，否则长时间看电视易使眼晴疲劳，不利于保护我们的视力。所以可考虑在电视机打开时，
7、背景照明灯自动点亮，关闭电视后，灯又能自动熄灭，而在白天看电视时，灯能自动封锁不会点亮。根据这些要求，先后查阅了相关的资料把电路分成了几个部分来进行分析解决，以下是设计方法。具体设计思路与方向：第一部分是总体框图；第二部分是各部分电路的组成、功能及元器件的选择；第三部分是及其对主要元件功能以及相关电路的介绍；第四部分是电路的调试 。总体框图如下：12V电源信号拾取电路放大电路倍压整流电路可控硅开关电路光控电路图1 电视机视力保护灯的总框图2.1 电源电路系统采用12V直流电供电。220V交流电经变压器降压至15V，再经线性稳压器得到一个12V的直流电压。2.2 信号拾取电路由这个电路进行对电视
8、机信号进行拾取，从而产生相应的电信号，才能进行与电视机同步的工作。2.3 信号放大电路由于拾取的电视机电信号比较弱，所以想通过放大电路对其进行信号放大。电压并联负反馈电路具有稳定输出电压的作用，适用于信号源内阻较大的场合。三极管最基本的应用就是将微弱信号进行放大。2.4 倍压整流电路整流，就是把交流电变为直流电的过程。电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电。利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电变换流为直流电。2.5 可控硅开关电路可控硅的导通条件：由阻断到导通必须同时具备两个条件：可控硅的阳极与阴极之间加正向电压，控制极与阴极之间加正向触发电压，而可控硅从截至到
9、导通后，触发电压失去了作用。关断条件，从导通到关断，可减少阳极与阴极之间的阴极电流，使之小于维持电流或使阳极电压反向或断开主电路，控制灯泡的自动关断和开启的电路。 2.6 光控电路电路主要由光敏电阻等其它组成，光敏电阻是一种半导体光电器件。当光照射到光电导体上时，如果这个光电导体是本征半导体材料，且光照辐射能量足够强，光导材料价带上的电子将被激发到导带上去，使导带的电子和价带的空穴增加，光电导体的导电率变大，即光敏阻电阻的值将减少。白天光敏电阻呈现低电阻，使电压衰减很大，从而使三极管截至，电灯不会亮。晚上光敏电阻呈高电阻，使三极管导通，电路就正常工作，电灯被点亮。3 电视机视力保护灯的设计3.
10、1 单元电路的设计电路主要由电视机通断信号拾取器、信号放大器、信号整流器、可控硅开关、光控电路与电源电路等几大部分组成。3.1.1 电源电路电源电路主要由变压器、整流桥和三端稳压器以及滤波电路组成。 变压器变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。本设计中变压器的作用是降压。电源输入为220V交流电，这里采用15V变压器，则输出峰峰值为15V的交流电。见图2： 图2 变压器电路图 整流桥整流桥是四个二极管（1N4007）组成的全桥电路，主要作用就是通过二极管的单向导通的特性
11、将电平在零点上下浮动的交流电转换为单向脉动的直流电。见图3：图3 整流桥如图3，电路中采用四个二极管，互相接成桥式结构。利用二极管的电流导向作用，在交流输入电压U2的正半周内，二极管VD2、VD4导通，VD1、VD3截止，在负载R上得到上正下负的输出电压；在负半周内，正好相反，VD2、VD4截止，VD1、VD3导通，流过负载R的电流方向与正半周一致。因此，利用变压 器的一个副边绕组和四个二极管，使得在交流电源的正、负半周内，整流电路的负载上都有方向不变的脉动直流电压和电流。 三端稳压器LM7812LM7812是一种常见的线性稳压器，具有输出稳定性好、使用方便、输出过流、过热自动保护的特点。最大
12、输出电流500mA，最小输出电压11.5V，最大12.5V。电路图如下：图4 LM7812电路图C5、C6、C7和C8为滤波电容，C5和C7滤除高频噪音，C6和C8滤除低频。3.1.2 信号拾取电路电视机通断信号拾取电路由电磁线圈L1、电容C1组成。 工作原理当电视机打开时，电视机电源线因通电会在周围产生50Hz的电磁场，电磁线圈L1就拾取这50Hz的交变磁场，从而产生相应的电信号由C1输出。电路图如下图5所示：图5 通断信号拾取电路 元器件的选择电磁线圈L1需要自制，找一个旧收音机里的输入或输出变压器铁芯，尺寸为3718。先将铁芯的一边剪去，使铁芯成“U”型，利用线圈原有的骨架，在上面用0.
13、1mm漆包线绕约200匝即可。3.1.3 信号放大电路 信号放大器信号放大器：由T1、R1、R3、C2、R2、T2、C3、R4等组成。由信号拾取电路拾取的信号，经T1和T2组成的两级三极管放大电路放大后，由C3输出，电路图如下图6所示：图6 信号放大电路 元器件的选择T1和T2可用9013型等硅NPN三极管，值宜在100150间。9013是一种最常用的普通三极管，它是一种低电压,大电流,小信号的NPN型硅三极管，其特性如下：结构：NPN工作温度：-55 +150集电极-发射极电压: 25V 集电极-基电压: 45V 射极-基极电压: 5V 集电极电流: 0.5A 耗散功率: 0.625W 特怔
14、频率: 最小 150MHz 放大倍数：D64-91 E78-112 F96-135 G122-166 H144-220 I190-3003.1.4 信号整流电路由D1、D2、C3和C4组成信号整流倍压电路。如下图7所示：图7 信号整流电路 元器件的选择VD5和VD5为1N4148型等硅开关二极管。1N4148是一种小型的高速开关二极管，开关比较迅速，100V反向耐压和150mA平均正向电流，非常适合一般场合做普通整流用，4pF的结电容和4nS的反向恢复时间足够满足多数场合使用，非常易于获得，以及价格低廉，通用性极广的一个小信号高频二极管。广泛用于信号频率较高的电路进行单向导通隔离，通讯电脑板，电视机电路及工业控制电路中常用它。其特性如下：正常正向电If: 150mA 最大正向电流Imax: 500mA 最大重复峰值电流Ifs: 450mA最大重复峰值电压Umax: 100V 最大连续反向电压Urrm: 75V 最大正向电压Uf: 1V工作温度：-65 200 二倍压整流电路其工作原理当Ui正半周时节，电压极性如图所
