毕业设计(论文)触摸式带记忆台灯调光电路设计.doc
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1、设计题目:触摸式带记忆台灯调光电路设计 姓名:张迪 焦作大学 毕业设计 中图分类号:TK414.1+8 触摸式带记忆台灯调光电路设计 专业名称:应用电子技术学生姓名:导师姓名: 职称 :副 教 授 焦作大学二八年五月 中图分类号:.TK414.1+8 密级:公开UDC: 单位代码:11522 触摸式带记忆台灯调光电路设计The touching type belt memory desk lamp adjusts the light circuit design姓 名学制三 年专 业应用电子技术研究方向逆变电源技术导 师副 教 授设计提交日期设计答辩日期 焦作大学机电工程学院摘 要 加入世贸组
2、织以后,中国会面临激烈的竞争。这种竞争将是一场科技实力、管理水平和人才素质的较量,风险和机遇共存。芯片技术是当今信息技术领域发展最快的、最活跃的技术,其发展的方向也是极其多样化,所以在人们的日常生活中,几乎随处可见其身影。NB7232触摸(按键)式无极调光(调速)/开光电路它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。本论文详细介绍了触摸式带记忆台灯调光电路的设计及工作过程。此外,还略微介绍了对触摸自熄式调光台灯电路和电风扇的触摸调速电路的设计,以增进对触摸调光芯片NB7232的认识, 本系统不仅成功的实现了要求的基本功能,发挥部分也得到完全的实现,而且有一定的创新功能,本设计目的是通过毕业设计
3、工作熟悉触摸(按键)式无极调光(调速)/开光电路基本构成与基本工作原理,并能将这些技术应用实际系统设计,提高自己对NB7232触摸(按键)式无极调光(调速)/开光电路知识的认识。 关键字:触摸 台灯 调光 调速 芯片AbstractAfter joining World Trade Organization, China will face the keen competition. This kind of competition will be a technical strength, the management level and the talented person qualit
4、y contest, the risk and the opportunity coexistence. The chip technology the information technology domain develops quickly, the most active technology now, its developments direction is also diversifies extremely, therefore in peoples daily life, finds at everywhere nearly its form. The NB7232 touc
5、hing (pressed key) the formula limitless accent light (velocity modulation)/left blank the electric circuit its usability and multi-purpose has received the general users high praise. The present paper introduced in detail the touching type belt memory desk lamp adjusts the light electric circuits d
6、esign and the work process. In addition, but also introduced slightly to touches from extinguishes the type lighting console lamp electric circuit and electric fans touching velocity modulation electric circuits design, promotes to touches adjusts light chip NB7232 the understanding, this system not
7、 only succeeded realizes the request basic function, the display part also obtained complete realization, moreover had certain innovation function, this design goal was (pressed key) the formula limitless accent light (velocity modulation)/leaves blank the electric circuit basic constitution and the
8、 key job principle through graduation project work familiar touching, and could these technical application reality system design, enhance oneself to the NB7232 touching (pressed key) the formula limitless accent light (velocity modulation)/the leaving blank electric circuit knowledgeUnderstanding.K
9、ey words: Touching Desk lamp Adjusts the light Velocity modulation Chip目 录前言.11、芯片NB7232概述.21.1工作原理.21.2引脚功能.31.3芯片参数.42、课题设计开发.52.1课题设计.52.2电路原理.52.3电路工作流程.62.4元器件选择及细表.73、课题扩展 .93.1自熄式调光电路的设计.93.1.1电路原理.93.1.2工作流程.103.1.3元器件选择.103.2触摸式调速电路的设计103.2.1电路原理.103.2.2工作流程.113.2.3元器件选择.12参考文献.13结束语.14致谢.1
10、5 前 言随着社会生活水平的提高,人们对住宅装饰审美愈来愈讲究,新潮家具配上豪华灯具,不但给人以富丽堂皇的感觉,而且可以给家庭成员提供一个舒适的生活环境。由于豪华灯具采用了电子技术,因此它不局限于款式和造型上的变化,而且在功能上也有所突破。近年来具有调光,触摸,闪烁自控等多种功能的电子灯具已层出不穷,极大地美化了家庭居室环境及其他场所。特别是最近几年,由于微电子技术的迅猛发展,不少灯光控制专用集成电路想继问世,使电子灯光控制器产生了质的飞跃无论在控制方式,控制功能,还是工作可靠性上,都有了极大的提高。在此背景下,本论文详细介绍了触摸式带记忆台灯调光电路的设计及工作过程。此外,还略微介绍了对触摸
11、自熄式调光台灯电路和电风扇的触摸调速电路的设计,以增进对触摸调光芯片NB7232的认识。1、芯片NB7232概述NB7232触摸(按键)式无极调光(调速)/开光电路,是宁波市科技园区甬晶微电子有限公司经过优化设计和工艺改进后,推出的新一代多功能产品,完全兼容于早期的LS7232,CS7232,M7232,SM7232等,也是标准的8脚DIP塑料封装,其引脚排列如图1所示。由于NB7232采用了CMOS工艺制作,工作电压5v,较早期采用PMOS工艺的LS7232(工作电压15v)的性能和稳定性要好的多。NB7232广泛应用于生活中白炽灯(台灯,吊灯等)和小型交流电动机速度(台扇,吊扇,吸尘器等)
12、的控制。它与一个主要由双向可控硅组成的外围电路一起,采用触摸金属片,或轻触按钮开关等方式控制光源(或电机)进行连续调光(或调速)及开关,并具有对调光(或调速)位置的记忆功能,而且还能够通过脉冲发生电路对白炽灯进行延迟熄灭控制。具有低功耗,多功能,高灵敏度等特点,摆脱了传统的有触点型机械开关或电位器的形式,是开发,生产各种新颖灯具的理想专用集成电路。图11.1 工作原理芯片电路由输入缓冲器,锁相环,控制逻辑,亮度记忆,相角指针,数字比较器和输出驱动器等组成,其结构框图见图2所示。电路的基本工作原理为(触摸调光为例):人体带电与市电同频,当人体(以手指为例) 触摸摸片时, 触摸信号从手指经输入缓冲
13、级的削图2波,放大,整形成为标准的MOS电压。当手指触摸时间大于32毫秒,小于332毫秒时, 控制逻辑控制芯片电路呈开关工作状态。当触摸时间大于332毫秒时, 控制逻辑控制芯片电路呈调光工作状态, 输出触发(可控硅)脉冲相位角在,之间连续周期变化(根据人眼的感受力,分为快,慢和暂停三个过程)。当停止触摸时, 亮度记忆电路对该时刻相位角进行记忆,若再施与大于32毫秒,小于332毫秒的触摸, 电路即呈关状态,相位角仍由该部分进行记忆保证电路在下一次呈开状态时, 保持上次选定相位角, 光源保持原亮度。该芯片要求输出触发(可控硅)脉冲与市电同步,这由锁相环电路保证, 电路的工作时间也由它产生。同时,该
14、芯片电路还具有遥控(即远端触发)功能和渐睡(即由亮到暗,最后关闭熄灭)功能,其延续时间可由外电路设置。1.2 引脚功能NB7232各引脚的功能如下:第1脚VDD为电源正极,接5v电压;第2脚Doze为延迟熄灭时钟脉冲信号输入端,每引入一个负脉冲信号,灯光将会变暗一点, 灯光从最亮(可控硅的导通角159度)变到最暗(可控硅的导通角变至41度)最后截止(不输出触发可控硅的脉冲),此过程共需833个负脉冲信号, 第3脚Cap为内部锁相环电路的外接电容器端(参考值0.0uF47); 第4脚Syn为交流电源同步频率信号输出端,由内部锁相环锁定后作为移相电路及亮度记忆电路产生输出触发脉冲的零相位基准; 第
15、5脚Sen为触摸控制信号输入端,低电平触发,外接金属触摸板; 第6脚Slave为按键控制信号输入端,内部设有特殊逻辑电路, 高电平触发有效,在长线远距离控制时不易受干扰而造成芯片误动作,用于较远距离的按键式调光控制; 第7脚Vss为电源负极端: 第8脚Out为触发双向晶闸管导通角控制脉冲信号输出端,它能输出83+3级不同的负脉冲调光控制信号和高电平关灯信号。1.3 芯片参数:NB7232因采用先进的CMOS工艺制作,能在312V直流电压下工作,典型工作电压为5V。NB7232的直流电特性如表3所示。NB7232的主要参数指标:开关灯时间不超过332ms(约1/3s),调光时间大于332ms,
16、调光周期为4.2s, 调光移相范围为41度至159度,可控制50Hz及60Hz的交流电。目前,各厂家推出的CS7232,SM7232,BA2103型多功能调光控制集成电路,其内部结构,功能和外形与NB7232完全一致,可以直接互换使用。参数名称符号测试条件最小值典型值最大值单位工作电压VDD3512V工作电流IDDVDD=+5V400600uA无输出输入高电平VIH238V输入低电平VIL125V输出电流IIVDD=+5V10mA输出高电平VoH5V输出低电平VoL1.5V图32、 课题设计开发NB7232不仅能够设计,生产出各种新颖的电子灯具控制器,而且还能够开发出诸如电风扇调速开关等电子控
17、制产品。下面介绍几种电路简洁,性价比高,体积小,能耗低的实际应用电路。2.1 触摸式调光台灯开关设计该调光台灯开关摆脱了传统的机械式拨动开关调光,电位器调等形式,通过人手触摸电极片(金属片)来实现对灯光的开,关及连续调光控制。2.2 电路原理触摸式调光台灯开关的电路图如图4虚线右边所示。左边是为了便于说明电路原理而绘出的被控台灯电路。在该电路图中,H为不大于100W的白炽灯,可用1A/400V的双向晶闸管VS来控制。若白炽灯功率大于100W,则应该相应加大双向晶闸管VS的额定电流(最大可达10A)。芯片A(NB7232)使用的5V直流电源直接由VD1,VD2,R1与C1组成电阻降压半波整流稳压
18、电路从220V交流市电中获取。同时,市电经C2虑出尖脉冲干扰,由R2将截取捕获的过零同步信号送入芯片NB7232的同步输入端,使内部锁相环电路与市电保持同步相角。VD3作为放电二极管,用于保护C2不被击穿。C3是芯片内部锁相环电路的外接虑波电容器。电容器C4用于降低8脚输出的控制脉冲电压,R3为双向晶闸管VS控制极的限流,隔离电阻器,它可以防止因晶闸管VS控制极出现故障高压而导致芯片NB7232的损坏。M1为手触电极片,用铁片或黄铜片等材料加工而成,形状和大小均无严格要求。R5, R6为两只串连的高阻电阻器,阻值之和应大于6 M,而且不能用一个电阻器来代替。这样,使用中万一有一个电阻器受潮或碰
19、触短路,也能确保使用者的安全。人体触摸信号(与市电同频率的微弱交流电泄漏信号)经过保安电阻器R5,图4 触摸式调光台灯电路图R6,输入到A的第5脚,因第5脚低电平有效,故对噪声电压较敏感, R4, C5即用于虑除噪声和干扰杂波,以满足5脚的输入灵敏度。但C5的容量大小会影响触摸灵敏度的高低。若C5取值小,触摸灵敏度就高,但易受干扰;若C5取值大,触摸灵敏度就低,但工作稳定。设计应根据情况进行适当调整。R4一般可在220680k之间选取。芯片NB7232的第2,6引脚功能暂未利用,故在这个电路里应分别接VDD和VSS端,以免悬空产生干扰信号。此外,电路中还设计了消干扰网络和弱光指示灯。在电路中,
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