2022年臭氧发生器课程设计数电 .pdf
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1、黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计第页1 一、设计电路的结构和框图由于臭氧比空气重, 在正常使用时一般将发生器放置在比较高的位置,为方便使用,需要增加遥控切换电路。其设计框图如下:输入控制电路震荡及功率放大电路“清新”控制电路“消毒”控制电路名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 18 页 - - - - - - - - - 黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计第页2 二、臭氧发生器主电路设计1主电路由三部分组成:震荡电路,要求震荡频率f 为 2030KHz
2、。 功率放大电路。升压变压器,将输出电压变到3000V,供给放电器件。这里规定采用电压比为 10:3000的高频变压器。采用高电压下尖端放电或陶瓷沿面放电技术产生臭氧,可以提高效率。 本设计实例规定采用200mg/h 的陶瓷放电器件,型号为N-20。采用小型风机将产生的臭氧从机器内排出。2.控制电路设计“清新”方式:控制震荡器工作5min,停止 30min,如此交替。“消毒”方式:控制震荡器连续工作1h 后,停止工作。两挡的切换用遥控器控制操作(或用开关手动操作)。3 遥控电路设计a控制“清新”、 “消毒”两挡遥控切换。b 简单的切换状态显示。4 电源电路设计本设计供电电源的电压为交流220V
3、,功率不超过 20W。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 18 页 - - - - - - - - - 黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计第页3 三、单元电路设计1. 震荡及功率放大电路?=1.44/(R1+2R2+C1) 2. “清新”控制电路“清新”控制电路根据要求采用占空比1:7 的多谐振荡器, 即 5min 输出高电平,30min 输出低电平,交替循环。可以采用多种方法实现,这里采用555 定时器和电阻 R1 、R2及二极管 D1 、D2组成震荡电
4、路,如图1.32 所示。刚通电时,由于 C1上的电压不能跃变, 即 2 脚起始为低电平, 555 定时器置位, 3 脚呈高电平。晶体管 T 饱和导通,继电器KA线圈通电,其动合触点闭合,可以接通高频震荡器和功放电源,电路工作,生成臭氧。此后通过R1、D1对 C1充电,通电时间为 t 充。当 C1上的电压充到电平2/3Vcc 时,555 定时器复位, 3 脚转呈低电平,三极管 T 截止, KA线圈失电,动合触点复位断开,停止发出臭氧。在3 脚为低电平后, C1通过 D2 、R1及 555定时器内部的放电管放电,放电时间为:t 放。另外,R3为基极限流, D3并联在 KA线圈两端,可以在三极管T关
5、断时,形成续流通路,避免晶体管上出现高电压造成击穿,起到保护作用。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 18 页 - - - - - - - - - 黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计第页4 3 “消毒”控制电路“消毒”控制电路为单稳延时电路, 采用 555 定时器组成单稳态电路是比较方便的,如图 1.33 所示。单稳态电路的暂态过程为1h,555 定时器的 2 脚要求低电平触发,因此加了一级晶体管反相器。T1 基极通过微分电路加入高电平时刻 555 定时器
6、触发, 3 脚输出高电平(暂态),1h后则翻转为低电平(稳态) 。单稳态的暂态时间为t 。4控制电路名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 18 页 - - - - - - - - - 黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计第页5 图 1.34 遥控电路控制电路多设计要求不高,即可=借用现有的电路和环节稍加改造即可,如图 1.34 所示。其中上图所示的为发射器,以555 定时器为核心,组成多谐振荡器,按下按钮 S,从 IC1 的 3 脚输出的脉冲电平驱动红外发射器
7、LED发出红外脉冲信号。下图所示的是接收器,红外接收管D1是与红外发射管LED配套的, D1将接收到的红外光脉冲变成电信号,经T1 放大触发 IC2。IC2 是声控集成电路,型号为 BH-SK-2 。它工作于双稳态模式,受触发后12 脚输出高电平,使 T2饱和导通,继电器 KA线圈通电。再按一下发射器按钮S,则 IC2 内的触发器翻转,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 18 页 - - - - - - - - - 黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计第页6
8、 输出低电平,使 T2截止,KA线圈失电。这样,就可以通过KA控制“清新” 、 “消毒”的切换。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 18 页 - - - - - - - - - 黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计第页7 四、元件的选择本设计中震荡、功放、升压和放电部分选用IC555 组成多谐振荡器。1. 电路组成由图 12.4 可以看出, 555 定时器电路可分成电阻分压器、电压比较器、基本 RS触发器、放电管和缓冲器。电阻分压器由 3 个 5K的电阻组成
9、,为电压比较器C1和 C2提供基准电压。电压比较器图 3-1 中 C1和 C2为电压比较器。 当 U+U- 时,Ucc输出高电平, 反之则输出低电平。 CO为控制电压输入端。当 CO悬空时, UR1=2/3Ucc , UR2=1/3Ucc 。 当 CO=Uco时,UR1=Uco ,UR2=1/2Uco ,TH称为低触发端。基本 RS触发器、由 G1和 G2构成基本 RS触发器。R是低电平有效的复位输入端。 正常工作时,必须使 R处于高电平。放大管 V 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - -
10、- - - 第 7 页,共 18 页 - - - - - - - - - 黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计第页8 V是集电极开路的三极管。相当于一个受控电子开关。输出为0 时,V导通,输出为 1 时,V截止。缓冲器缓冲器由 G3和 G4构成,用于提高电路的负载能力。2工作原理TH接至反相输入端,当UTHUR2 时,Uc1输出低电平,使触发器置0,故称为高触发端(有效时置0) ;TR接至同相输入端,当UTRUR2 时,UC2输出低电平,使触发器置1,故称为低触发端(有效时置1) 。555 逻辑真值表如表 12.3 所示。3555 定时器的应用举例 555定时器是一种用途很广的集成电路,除了
11、能构成施密特触发器 (555定时器构成的施密特触发器的电路及工作波形如图12.5 所示) 、 单稳态触发器和多谐振荡器以外, 还可以接成这种应用电路。 读者可参阅有关书籍或自行设计出所需的电路。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 18 页 - - - - - - - - - 黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计第页9 图 12.5 555定时器构成的施密特触发器的电路及工作波形构成施密特触发器施密特触发器具有回差特性: 上升过程和下降过程有不同的转换电平UT
12、+ 和UT-。如何与555 定时器发生联系?内部比较器有两个不同的基准电压UR1和UR2 。如果在 UIC加上控制电压,则可以改变电路的UT+ 和 UT-。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 18 页 - - - - - - - - - 黑龙江工商职业技术学院电子技术课程设计第页10 构成单稳态触发器555 构成单稳态触发器的电路及工作波形如图12.6 所示。构成单稳态触发器思路:外触发自动返回。得到负脉冲。外触发:使高触发置0 端 TH有效暂稳态 0。自动返
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