课程设计（论文）电子灭蚊器电路的设计.doc

课 程 设 计电子灭蚊器电路的设计班级 / 学号 6407203-096 学 生 姓 名 指 导 教 师 目 录1. 概述12. 方案论证13. 电路工作原理及说明23.1占空比可调电路23.2 占空比仿真输出33.3倍压电源电压34. 电路性能指标的测试34.1 占空比可调电路的测试34.2 仿真结果44.3 高压电源44.4 整体连接55. 结论66. 性价比67课设体会及合理化建议7附录 元器件清单8附录 整体电路原理图9附录 示波器显示控制输出10参考文献11电子灭蚊器电路摘要： 随着现代社会的高速发展，人们的生活水平日益提高，与此同时，对生活质量提出了较高的要求。很久以来，人们都习惯于传统的生活方式，喜欢在房间点蚊香熏蚊子，但是，蚊香内含农药，点燃时容易灼伤人，并且还带有毒性，与此同时，蚊香的市场价格不菲，因此，我们利用现代技术来解决这一问题，经过不断探索与研究，电子灭蚊器终在社会上诞生。该产品现代、环保、便宜，是理想的绿色产品。关键词：控制；高压发生器； 占空比1. 概述本电路主要设计高压打蚊子电路。主要技术指标：电源电压220V 频率50Hz，通断电时间比为1：5，高压发生器产生1000V以上电压。电路板图及电源理图分别见附图、。电路没有采用变压器，而是利用电容和二极管特殊性质升压，D5D9及C2C5构成倍压电路，把电压升高到1000V以上输出，高压电网可以用两根平行并绕的金属裸线构成，其终端呈开放状态，两线间距约4mm，当蚊子触及电网时，电流就会从蚊体急速流过，使蚊子瞬间被烧焦。用运放741和电容、电阻和直流电源组成占空比可调电路，再用继电器与之结合对高压电源进行控制。该电路设计比较简单，所用材料来源市场，可以根据市场需求成批量生产。结合电路图可知，产品使用时不宜让小孩触接。本文提供的电路仅供维修参考，为确保安全，非专业人员请勿制作。2. 方案论证经过理论计算，进行分析比较并逐步模拟，确立以下比较合理的方案。电子灭蚊器电路组成如图1所示。图1 电子灭蚊器电路原理框图电源振荡器控制电路高压发生器设计一个电子灭蚊器电路，该电路由振荡器、控制电路、高压发生器和电源电路组成。3. 电路工作原理及说明3.1 占空比可调电路 占空比可调电路如图2所示，其原理是：利用二极管的单项导电性，使电容正向和反向的时间常数不同，即两个充电路的参数不同，改变电位器的滑动端就可以改变电容充、放电比例但周期不变。 图2 占空比可调电路周期T= T1+T2（R5+2R4）×C1ln(1+2R3/R2) （1）占空比q=T1/T（R5×14%+R4）/(R5×86%+2R3) （2）3.2 占空比仿真输出由上页公式（2）可以计算占空比 q（R5×14%+R4）/(R5×86%+2R3)代入数据可得q0.82实际仿真结果如图4所示：3.3倍压电源电路用二极管单向导电性和电容的储能特性对市电压进行升压，电路如图3所示。图3 高压电源上图为高压型电子灭蚊器电路。220V交流电经过C2C6及二极管D5D9组成的5倍整流电路升压，理论计算会输出1400V高压，接至电网上进行灭蚊，电容用0.47uF，使用时应特别注意人身安全，通过计算，每日耗电小于0.005度，是比较合理的节能产品。4. 电路性能指标的测试4.1占空比可调电路的测试占空比可调电路主要运用运放741加+15V直流电源使其工作。稳压管有两个02BZ2.2二极管反相相接而成，另外两个二极管都是1N4007，电容大小为3F，电阻大小见下表。表1占空比电路电阻电阻R1R2R3R4R5大小（k） 5 30 26.5 2 1504.2 仿真结果图4 占空比输出波形从波形看，周期550ms，T1为108.5ms，T2为421.5ms，基本满足占空比。4.3 高压电源上页已给出其电路图，主要用到220V50Hz交流电压源，一只120V100W指示灯，5只1N4007二极管和5个0.47F电容。输出结果如下：表2 测试数据表二极管C值(F)电压（V）周期（s）频率（Hz）1N40070.4710960.19484.4 整体连接电路图见附图2总体连接后万用表输出：图5 仿真输出此输出与理论计算值相比偏小，这与电压源所接负载有关系，电容两端在一定程度上电压，再者，仿真时软件存在不稳定性，可能对输出的影响巨大。造成仿真输出比理论值小。总体连接后示波器输出（具体输出见附录）：图6 总体连接输出5 结论将占空比可调电路、高压电压与一个继电器连接起来，就可以得到一个可控的高压电子灭蚊器电路，从万用表和示波器看，此电路基本满足性能指标，符合要求，高压电路工作与不工作的时间比为1：5，电压接市电压，输出大于1000V。只要在接示波器的地方接上电网，电路便可以工作。6 性价比本电路需要运用许多二极管和电容，需要一个特殊的运放741，在执行过程中便不顺利，此运放比普通的昂贵，如果能想办法换成普通的就好，并且还不需要直流电源，这可大大节约资源，至于高压电源哪里的灯管，可以不要，但是，本着安全第一的原则，还是安上的比较好。总的来说，此电路是一个合理的电路，能用于实际生活中。7 课设体会及合理化建议本次课程设计，遇到不少麻烦，特别是在进行模拟仿真时候出现许许多多的问题，很多还是自己不能解决的问题，像在设计占空比可调电路的时候，模拟软件中的理想运放根本就运行不了，还好，在老师的指导下，通过同学之间的互相合作，把运放换成741加电源，这样一来，通过改变其他电阻和电容，模拟仿真得以完成。总的来说，在整个设计过程中收获颇丰，对基本电路有更深层次的理解，能独立解决简单的实际电路。设计电路基本符合要求，但真正要考虑各种因素的话，此电路还有待改建，比方说那 高压电网本来就不好，如果绝缘，那蚊子怎么也不会灭掉，要是不绝缘的话，人的安全存在隐患。再说了，对其他元器件的选择考虑，运放741应换成理想运算放大器。附录 元器件清单序号编号名称大小数量001741运放1002V1直流电源+15V1003V2直流电源-15V1004V4交流电源220V1005K1继电器1006R1电阻5k1007R2电阻3 k1008R3电阻26.5 k1009R4电阻2 k1010R5电位器150 k1011D1、D2二极管2012D3、D4二极管2013D5D9二极管5014C1电容3F1015C2C6二极管0.47F5016J1开关1017XMM1万用表1018X1灯管100W1019XSC1示波器1附录 整体电路原理图 附录 示波器显示控制输出参考文献1童诗白、华成英主编者 . 模拟电子技术基础. M北京：高等教育出版社，2006年2谭博学主编. 集成电路原理与应用. M北京：电子工业出版社，2003年3谢自美主编. 电子线路设计、实验、测试.M武昌：华中科技大学出版社，1992年4戴伏生主编.基础电子电路设计与实践，M北京：国防工业出版社，2002年5.张庆双 主编.全新实用电路集粹 上、下册，M北京：机械工业出版社，2006年6.陈佳新、林淑华 主编.新编实用电工线路500，M福建：福建科学技术出版社，2004年