调光台灯电路设计

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1、调光台灯电路设计摘要为了节能和保护视力，市场上出现各种各样的调光台灯，也有很多的人研究更节能的调光方法。通过multisim10.0仿真，设计出一种调光台灯，通过控制单向晶闸管的导通角来改变灯泡的亮度。CD4017的输出接不同的电阻，高电平经过这些不同大小的电阻对电容进行充电，充电的快慢不一样，单向向晶闸管的触发脉冲移动，导通角发生变化，从而达到调光的目的。关键词：Multisim；调光；CD4017十进制计数译码器；单向晶闸管；单相桥式整流电路14调光台灯电路设计目录一设计任务41.1设计目的和意义41.1.1目的41.1.2意义41.2初始参数和要求51.2.

2、1初始参数51.2.2要求5二系统设计62.1系统工作原理62.1.1CD4017工作原理62.1.2单向晶闸管72.1.3单相桥式整流电路82.1.4调光台灯电路原理92.2器件选择102.3电路设计102.4电路仿真测试14三总结153.1结论153.2优点与不足153.3心得与体会16参考文献1614调光台灯电路设计一设计任务1.1设计目的和意义1.1.1目的1、熟悉和学会multisim的使用；2、学会进行设计电路的方法；3、通过查资料了解各种元件的功能、参数等；4、了解调光电路的工作原理并进行设计；5、以节能和保护视力为目的设计调光台灯电路。1.1.2意

3、义1、学会并熟练掌握multisim的使用；2、培养创新的能力；3、使台灯可以达到节能的目的；4、学会应用已经学过的知识。1.2初始参数和要求1.2.1初始参数CD4017的输出端所接的电阻在10Ω-100Ω之间分散取，以达到多级的调光目的；电源选择220V50Hz的交流电源；灯泡选用230V的，由于电源电压是220V，所以灯泡选择230V的可避免灯泡烧坏。触发电路的电阻阻值为100Ω，电容为47μF,起保护LED灯作用的电阻阻值为300Ω。1.2.2要求每次按动按钮开关，CD4017的10个输出就变换输出高电平“1”，并影响灯泡的亮度。14调光台灯电路设计二系统

4、设计2.1系统工作原理2.1.1CD4017工作原理CD4017是调光电路中实现调光功能的主要执行者，它控制着调光的级数和各级的亮度，其引脚图和方框图如图(1)和图（2）所示。图（1）CD4017引脚图图（2）CD4017方框图14调光台灯电路设计数字电路CD4017是十进制计数／分频器，它的内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是Q0、Q1、Q2、…、Q9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。CD4017有10个输出端（Q0～Q9）和1个进位输出端～Q5-9。每输入10个计数脉冲，～Q5-9就可得到1个进位正脉冲，

5、该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。CD4017有3个输（MR、CP0和~CP1），MR为清零端，当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出Q0为高电平，其余输出端（Q1～Q9）均为低电平。CP0和～CPl是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由CP0端输入；若要用下降沿来计数，则信号由～CPl端输入。设置2个时钟输入端，级联时比较方便，可驱动更多二极管发光。由此可见，当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依次变为高电平状态，故可直接用作顺序脉冲发生器。2.1.2单向晶闸管单向晶闸管与CD4017组成调光电路的主体部分，CD4017控制晶闸管的触发电路，

6、改变晶闸管的导通角。晶体闸流管简称晶闸管，也称为硅可控元件，是由三个PN结构成的一种大功率半导体器件，多用于可控整流、逆变、调压等电路，也作为无触点开关。图（3）晶闸管的结构14调光台灯电路设计晶闸管的内部结构示意图如图（3）（a）所示，它有四层半导体材料组成，四层材料有P型半导体和N型半导体交替组成，分别为P1、N1、P2和N2，它们的接触面形成三个PN结，分别为J1、J2和J3，故晶体管也称为四层器件或PNPN器件。P1区的引出线为阳极A，N2区的引出线为阳极C，P2区的引出线为控制极G0。为了更好的理解晶闸管的工作原理。常将其N1和P2两个区域分解成两部分，

7、使得P1-N1-P2构成一只PNP型管，N1-P2-N2构成一只NPN型管，如图（b）所示；用晶体管的符号表示，如图（c）所示；晶闸管的符号如图（d）所示。晶闸管的工作原理：当晶闸管的阳极A和阴极C之间加上正向电压且控制极和阴极之间也加上正向电压时，如图（4）所示，J3处于导通状态。若T2管的基极电流为iB2，则其集电极电流为β2iB2；T1管的基极电流iB1等于T2管的集电极电流β2iB2，，因而T1管的集电极电流iC1为β1β2iB2；该电流又作为T2管的基极电流，再一次进行上述放大过程，形成正反馈。在很短的时间内，两只管子均进入饱和状态，使晶闸管完全导通，这

8、个过程称为