光控节能路灯的设计

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1、.光控节能路灯电路设计组员：陶鹏鹏1886120122刘兵1886120114李晓光1886120113江宏南1886120111第一章概述1.1光电检测技术前景光电检测技术是一种非直接接触测量的高新技术。它主要利用电子技术对光学信号进行检测，并进一步传递、储存、控制、计算和显示。光电检测技术通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息，然后用光电检测器件将光学信息量变换成电量，并进一步经过电路放大、处理，以达到电信号输出的目的。光敏二极管作为一种光电器件在光电检测技术中有着非常重要的作用。在光电检测电路中，光电转

2、换元件一般采用光敏二极管，通过对它的微弱电流的检测，来获取光信息或其它信息，其原理是把调制到光载波上的有用信号解调出来，实现光信号到电信号的转换。1.2课题作用、实用价值所谓光控节能路灯，就是能够在黄昏时自动接通路灯的电源，在黎明时自动关闭路灯，实现对路灯的自动控制，而且更重要的是要求节能。关于对路灯的自动控制的电路，基本原理是相同的，即利用自动控制理论如何实现自动控制。实现方式可谓各式各样，五花八门，这也是由于具体的实用要求和环境的差异所决定的。常见的控制方式有声控，光控及声光结合的控制，当然还可以利用单片机，DSP等微控制器

3、来实现。在保证足够可靠性的基础上，为了尽量节约成本。利用简易的分立元件来实现，显得既经济又实用，在提倡节约型社会的今无疑值得推广。1.3关于对该作品的发展前景的看法...无论大小城市都一定会有路灯，有路灯就一定要用电，而现在各个城市经济都飞速发展，许多城市都会出现用电紧张的情况。除去一些家庭的不合理造成的浪费，城市里许许多多的路灯所耗的电能也不是个小数目。每个城市的路灯都不计其数，如果平均每一盏灯耗电250瓦每小时，那么一天的耗电量会很大。再过几十年将会多么可怕！而如果我们使用光控太阳能电路，这一切将会大大改变。因为每一天都有阳

4、光，那么假如每盏灯都安上三块太阳能电池板，并且每块的供电量为100瓦每小时，那么每天就产生3600瓦的电能，足够让一盏灯工作14.4个小时。并且光控太阳能路灯的造价也不贵，这样，节约下来的电能就很可观了。除此之外，我们还可以进一步改造，将路灯改小变成各个家庭所必需的日光灯，那么，我们很有必要利用太阳能。光控太阳能路灯很有必要代替传统的路灯。第二章主要器件基本原理2.1光电二极管的基本原理光电二极管是将光信息变成电信号的半导体器件，它的核心部分是一个PN结，和普通二极管相比，在结构上不同的是，为了便于接受入射光照，PN的结面积尽量

5、的大一点，电极面积尽量小一点，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米，它们在反向电压作用下工作，没有光照时，反向电流很小（一般小于0、1微安），称为暗电流。当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子——空穴对，称为光生载流子。它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流变大，这种特性称为“光电导”。光电二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接个负载，负载上就获得电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应的变化。...光电二极管作为一种光伏探测器可

6、以在光伏型（即物外加偏压）和光电导（即物外加反向电压）两种工作模式下工作。在光导模式下，施加反向偏压后，可以增加光电二极管PN结的耗尽层宽度和结电场，在耗尽层中产生的电子空穴对由于复合较少，在结区强电场的作用下，不必经过引起复合的扩散过程，就可以对电流做出贡献，显然提高了光电二极管的光电灵敏度，但在这种模式下，由于给光电二极管施加了反向偏置电压，必然存在较大的暗电流，由此会产生较大的噪声电流，通常在光通信等快速应用中应该使用该模式；儿童在光伏模式下，光电二极管处于零偏状态，不存在等效二极管的反偏电流，有较低的噪声，线性好，适合于

7、比较精确的测量。2.2光电三极管的基本原理光电三极管的原理分为两个部分：一是光电转换；二是光电流放大。光电转换过程与一般光电二极管相同，在集—基区进行。光激发产生电子空穴对，在反向偏置的PN结内电场的作用下，电子流向集电极被集电极所收集，而空穴流向基区与正向偏置的发射结发射的电子复合，形成基极电流，基极电流将被集电极放大，这与一般半导体三极管的放大原理相同。不同的是一般三极管的是由基极向发射结注入空穴载流子，控制发射极的扩散电流，而光电三极管的是由注入到发射结的光生电流控制的。第三章光控节能路灯的设计3.1主要内容研究光敏二极管

8、、光电三极管、与门、非门和继电器等，设计一个光控节能电路，实现节能路灯的控制。3.2基本要求1研究光敏二极管、光电三极管、与门、非门和继电器等器件的功能特性，实现节能的目的。2设计光控节能路灯的功能框图。3、设计光控节能路灯电路的实际电路图，要求功能仿真成功。4