合肥学院自动化专业
电力电子设计报告
课题名称：声光控制开关电路设计
姓名：李源 0805070304 李昌明 0805070300
马乐云 0805070290 专业：08自动化（3）班
指导老师：张为堂
声光控制开关电路设计
摘要;用声与光控制路灯，白天光线强，路灯不亮，只有光线暗时，通过声音触发路灯亮，并且灯点亮一定时间后，自动熄灭。
关键词声光控制
一、实物性能
1）电路稳定性和可靠性要高。
这是控制电路性能的最基本要求，否则自控能力弱，严重时会失去自动控制功能。
2）功耗要小。
控制电路一直接于交流220伏电路上，若功耗特别是静态功耗大，则不利于节能，甚至还会大大缩短控制电路的寿命。
3）灵敏度要能调节。
这是控制电路正常工作时，对声光控制信息信号的最低要求，控制信号的灵敏度应满足不同的环境要求。
4）带负载能力要强。
被控灯的功率不尽相同，因此要求控制电路的一定范围的驱动能力。
5）触发延时时间要能按要求调节。
延时时间至少在1分钟内可以调节。
二、电路设计原理
1.原理框图
图1电路原理框图
如图1所示，全波整流电路将交流220V电压变为约200V的直流电压，为后面的控制电路供电，例如桥式整流电路；受控开关受触发延时电路输出信号的控制，从而控制加于灯上的交流电压，达到控制开关灯的目的。
例如可控硅，继电器触头等；降压滤波电路将输出的直流200V电压进行降压后滤波，从而为其后的电路提供平滑直流工作电压，如电阻降压，电容滤波；声光控制元件将声光控制信息变成电信号，为放大触发延时电路提供输入控制信号，例如，驻极体话筒和蜂鸣器等声控元件，光敏二极管和光敏电阻等光控元件；放大电路将较微弱的声光控制信号进行放大，以推动触发延时电路工作，例如各种放大电路；触发延
时电路将放大电路输出的电压去推动触发延时电路工作，控制受控开关的闭合，达到控制灯亮时间长短的目的，实现声光控制功能。
电路原理如图2所示，D1-D4组成桥式整流电路，将220V交流电压变成200V 左右的直流电压后，经R1降压，C1滤波得到约5V的直流电压，供U1（CMOS）门和MU1等工作使用。
R3为MU1提供偏置电压，R４使U１A工作于放大状态，由于U1A与U1B直接相连，所以U1B也处于放大状态， C2和C3为耦合电容。
R5、R6和R9对U1B输出的信号进行分压，以触发U1C、U1D、U1E和U1F工作，D5对C4单向充电，R7、C4决定延时时间，R８和C５使U1F翻转果断。
单向可控硅受U1F输出电平的触发控制，R２为限流保护电阻。
白天，光线明亮，光敏电阻R9的阻值较小，U1C输入端的电位很低，即使MIC送来的声音电信号经过两级放大后也不足以使U1C输入端为高电平，经U1C、U1D、U1E、U1F的传输处理后，U1F的输出端为低电平，可控硅V1的栅级G得不到触发电压，关断不工作，灯不亮。
图2电原理图
晚上，光线暗淡，电阻R9的阻值较大，但R6的存在，U1C输入端对地的电阻值使其输入端的电位为低电平范围的某一固定值。
由MIC送来的声音电信号经过两级放大，与U1C输入端固定电平相迭加后，使U1C的输入端出现高电平，经过U1C、U1D、U1E、U1F的处理后，U1F的输出端为高电平，可控硅触发极G得到高电平触发电压，而导通工作，灯亮。
此时输出的高电平迅速通过D5对C４充电，达到某一高电平值，保持U1E的输入端为高电平，使U1F的输入为低电平，输出为高电平，给可控硅控制极以导通所需的高电平，期间可控硅继续导通，保持灯亮。
之后C４通过R７放电，由于R７的阻值较大，放电速度慢，以致U1E 输入端能够维持一定时间的高电平，U1F输出维持可控硅导通所需的触发电平，从而保持灯亮一定的时间，时间的长短可以由C４和R７的乘积调节。
MIC为驻极体话筒，4069为六反相器，R６用于调节灵敏度，R７用于调节延时时间的长短。
可控硅CR3AM可以用NEC2P4M和BT148代换。
三、安装工艺
1.电路元件的安装工艺
1）功率不大的电阻、二极管等两脚元件，尽量平卧插入印刷板上后焊接，空间面积不够时，才竖起插入印刷板后焊接；
2）电容尽量插到底后焊接；
3）三极管、可按硅等三脚元件也尽量插到底后焊接；
4）本电路中光敏电阻及驻极体话筒的脚插入印刷板的深度要视安装情况确定，不能任意剪短脚的长短；
5）集成块插到底后再焊接。
2.盒盖加工尺寸见下图
3.光敏电阻要尽量伸出来采光，但要和盒盖表面齐平
4.驻极体话筒与采声孔的距离要合适，使驻极体话筒感声灵敏度最高
5.电源线出孔大小要适中
四、测试与调试
1.测试与调试前的准备工作
1）电阻R６焊接在印刷板的背面，不要正面焊接，以便调试灵敏度；
2）4069集成块先不插入集成块座上；
3）准备一小块黑布；
4）焊接好其它元件。
2.有关电压测试
1）灯与控制电路一块接上220V电源，如原理图示；
2）用直流250V档测量R１两端的电压，大小应在175V左右，C１两端电压应为25V左右，否则电路不正常；
3）断电后插上4069集成块，再通电测C1两端大小应为+5V左右，否则电路不正常；
4）用小块黑布盖住R9光敏电阻，拍手发声音，使灯亮，再测C１两端电压应为1.8V左右，正常，否则不正常；
5）移开黑布，用直流+5V档在线测U1A的输出电位（即2脚对地7脚的电位）同时，对着驻极体话筒拍手发声音，此时万用表指针会有一定角度
的摆幅，否则电路有问题。
3.灵敏度的调节
1）盖住光敏电阻R９，使之不被光照射；
2）整个电路接上220V交流电源；
3）调试R６阻值的大小，使有适当的声音，就能够触发灯亮；
4）确定R６的阻值大小后，正面插入焊接好R６。
五、简单维修与注意问题
1.灯不亮时，测量C １上的+5V 左右的电压
1）若没有，则R1开路？电源没有接上？
2）若有，但是比正常的+5V 小很多，则驻极体话筒坏？4069集成块坏？C1击穿？
2.灯不亮时，话筒上应有+3V 左右的电压，若为+5V 左右，说明话筒开路，若无电压或很小，则R3开路或话筒短路？
3.注意的问题
1）R ６先焊接在背面，以方便灵敏度调试；
2）4069块测试时才插上座，调试焊接时，应及时拨下，否则4069集成块易击穿损坏；
3）光敏电阻R ９和话筒的脚长短待安装时确定后再剪取；
4）接线时注意会用黑胶，将裸露的导线包住，以免短路、触电危险；
5）单向可控硅的三个极不要搞错，见图示说明；
6）元件器焊接时不要弄错；
7）4069集成块的脚号不要搞错，不要倒插于电路中，否则会损坏4069；
8）话筒的正负极不要接反；
9）二极管的正负极不要接反；
10）R7用于调节延时时间的长短。
六、参考文献
1 周永明. 一种性能优良的路灯声光控制电路[J]. 南方冶金学院学报，2001年第二期。