题目：电子节能灯
专业：电气工程及其自动化班级：
组别：
指导教师：
2010年7月1日
电子节能灯设计报告
一、引言
1、选题意义
在全国大力倡导节能减排的今天，节能产品越来越多的应用在我们的日常生活中，像日常我们生活工作所用的节能空调、节能冰箱等等，这些节能产品给我们提供极大方便的同时也为我们节约了很多的能源。

如今，日常生活也越来越走向节能化。

我们这里设计的三基色节能灯，它就是光源在达到同样光能输出的前提下，只需耗费普通白炽灯用电量的1/5至1/4，从而可以节约大量的照明电能和费用，因此被称为节能灯。

2、设计目标
（1）巩固课堂所学的知识提高把理论知识应用于实际中的能力，加强对实际工作的调研——设计——实施的过程认识。

为提高自主能力打下基础，并为延伸校内实验室的实验、实习及设计创造了更好的方法和条件，同时通过实习活动，要求同学们自己收集并设计题目及有关的设计资料，做到有的放矢；又注重对大家的品德教育，加强纪律性，加强科技意识及责任感，培养敬业精神。

（1）通过电子系统的制作，能够进一步熟悉电子系统的结构、工作原理和使用方法。

了解电路理论的实际应用，掌握电子系统的装配和调试工艺，提高同学们的实际操作技能。

3、小组成员及分工
表1 小组构成及分工
二、基本原理
1.电子节能灯的电路原理图
电子节能灯电路如图1所示。

图1 电路原理图
2.电子节能灯的电路原理
（1）电子节能灯的电路的工作原理
电路图中，工频220V电源经过桥式有D1-D4和C1组成的全波整流电路，经R1和C2组成的稳压电路后在C2端获得35V的直流电源。

通过高频自激振荡电路，经过高频变压器，输出20K-100KHZ的高频交流电源，加到与灯连接的由C5、C6和T3组成的LC串联谐振电路加热灯丝，同时在电容器上产生谐振高压，加在三基色灯管两端，但使灯管"放电"变成"导通"状态，再进入发光状态，此时高频电感起限制电流增大的作用，保证灯管获得正常工作所需的灯电压和灯电流，为了提高可靠性，常增设各种保护电路，如异常保护，浪涌电压和电流保护，温度保护等等。

（2）桥式整流部分电路原理
整流稳压电路是有VD1-VD4和C1组成电容降压桥式整流稳压电路。

该部分的电路的主要作用是整流，采用电解电容作为滤波器，将全桥整流电路输出的脉动直流电压变成纹波较小的平滑直流电压，通过整流稳压电路把实际外电网中的220V交流电整流成本次设计所用的直流电，整流后得到的电压约为35V的直流电。

电路图中最左端为220V交流电输入端，电容C1起降压的的作用，有四个二极管VD1-VD4组成的电桥是整流稳压的主题电路，它有把常用交流电转换成本实验直流电的作用。

C2的作用是电容滤波，形成电容滤波电路，可以获得平滑的直流电压。

而稳压二极管VD5稳定输出电压的的作用，把直流电稳定成某一固定值。

（3）高频振荡电路部分原理
该电路主要由晶体管V1和V2、电阻R1～R6、电容C2、C3、C5和二极管VD5、触发管DB3、振荡线圈T（L1～L3）谐振电感L4、灯管EL等组成。

其工作过程和原理是C1两端的电压经R1对C3充电到触发管的转折电压（约30V±2V）之后，触发管雪崩击穿，使V2产生基极电流Ib2，从而产生放大的集电极电流IC2 (βIb2)该电流由电源经灯管EL及L1、L4、V2、R3对C2、C4进行充电，由于L1、L2、L3为同一个磁环上所绕的高频电压器，L1有变化的电流流过时，会使L3感应出上正下负的电势，此电势经R5及R3加到V2基极，使Ib2增加，这样形成正反馈，使V2很快进入饱和导通，使C2、C4继续充电，在此同时C3的充电电压经VD5和V2很快放电。

另一方面由于L2的感应电势为上负下正，使得V1工作在截止状态。

（4）高频变压器电路部分原理
高频电源变压器完成功能有三个：功率传送、电压变换和绝缘隔离。

高频变压器只是开关电源的一部分,优点是体积小,效率高,宽电压(110V-220V).工作原理是交流电先通过电感.电容.滤除电网中的杂波,再进行全波整流滤波后得到的直流电压.通过PWM可控脉宽调制芯片,在高频变压器初级产生脉冲,根具电磁感应在次级输出脉冲电压。

（5）串联谐振电路部分原理
该电路主要由扼流圈L及振荡变压器B和谐振电容C6构成。

三、主要元器件介绍
1、元件清单
表2 元器件清单表
四、元件的市场调研与选择
五、电路装置、调试及其故障分析
1.元器件检测
检测元器件所用的工具：万用表
按照元器件的检测方法用万用表检测无源停电报警器电路中所用到的元器件电阻、电解电容、元片电容、二极管、发光二极管、扬声器。

检测结果：一切良好。

2.元器件安装
对于本单元的元器件安装就是依照电路图将所选元件连接到规划好的电路板上，连接模块时注意元器件要按照电路图所示逐个的进行连接，要分类进行。

连接电阻时要分清电阻的阻值和类别。

集成块的安装要对应好了方可安装。

装配时注意：不要扭动固定爪、拆卸；不要随意修改PCB板、装配孔、电路。

印制板尺寸为60mm×35mm。

除压电陶瓷片B外，其它电子元器件都装焊在此印制板上。

压电陶瓷片B可用硅胶粘贴在塑料机盒的内壁上，使机盒兼起共鸣控作用。

3.手工焊接
对插装在电路板上的元器件进行手工焊接
焊接工具：电烙铁
（1）电烙铁是最常用的焊接工具。

我们使用50W内热式电烙铁使用前，应用细砂纸将烙铁头打光亮，通电烧热，蘸上松香后用烙铁头刃面接触焊锡丝，使烙铁头上均匀地镀上一层锡。

这样做，可以便于焊接和防止烙铁头表面氧化。

旧的烙铁头如严重氧化而发黑，可用钢挫挫去表层氧化物，使其露出金属光泽后，重新镀锡，才能使用。

（2）一个牢固的焊接点要求使用一个上锡良好的、保持良好的烙铁头，温度在焊锡的液化温度之上大约 100°F。

烙铁头上的焊锡改善来从烙铁的快速热传导，预热工件。

最好的方法是在少于5秒的时间内完成焊接点，最好是大约3秒钟。

快速地把加热和上锡的烙铁头接触带芯锡线，然后接触焊接点区域，用熔化的焊锡帮助从烙铁到工件的最初的热传导。

然后把锡线移开将要接触焊接表面的烙铁头。

焊接注意：温度小于280℃焊接时间要少于3秒；使用恒温焊锡；重复焊接少于3次，间隔大于5分钟。

4.电路的调试、故障分析及其结果
电路装接完毕，我们对元器件仔细的检查一遍，特别是三极管极管、稳压二极管、发光二极管和电解电容的极性。

通220V电压时，万用表测量电解电容C1的正极电压，在+35V左右。

在调试过程中我们也遇到了许多困难：
①电容C1的问题，由于我们选用的电容是2.2μF／400V，要求这个电容的耐
压值必须高于340V，而我们买回来的电容由于生产技术问题，没有达到这个要求，电路接好后该电容器就被击穿，我们重新选购了该电容，严格测试安装后解决了该问题。

②在调试过程中我们多次遇到电路无反应、达不到预期效果的问题，经组内人员反复研究，多次排查电路最终找到了问题的所在，这是由于稳压二极管的工作点并不合适以及振荡电路灵敏度问题导致的，最终我们通过调整，解决了以上问题。

六、实物图
本次设计的电子节能灯实物如图2所示。

图2 电子节能灯实物图
七、设计总结
1、设计小结
(1)设计实习是一次理论联系实际的活动，它不但要求我们懂得理论知识，而且要求我们有变通能力，在一种方法走不同的情况下，能有冷静的头脑找出其他的方法，然后通过合理的路线达到我们的目标。

(2)设计实习能很好的把我们平时学到的书本知识与实际相结合，做到学以
致用。

(3)设计实习能很好的巩固和发展我们平时学习的知识和具备的能力，加深对理论知识的理解，并留下很深的印象。

(4)设计实习很好的锻炼了我们的动手能力和交流能力，使我们的综合能力得到了提高。

2、设计体会
这次小学期的电子系统制作使我们获益匪浅，不仅使我们巩固了所学的知识，加深对所学知识的理解，而且使我们对所学知识有了一定的感性认识，另外，这次实习还增进了同学之间的感情，使我们更加了解，锻炼了我们的沟通能力。

首先，在设计电路的过程中，我们对以前不懂或是不太了解的知识点进行了重新认识，对所学知识有了进一步理解。

其次，在对原理的理解上，我们相互讨论，消除疑惑，锻炼了大家的沟通能力。

再次，在元件的布置和焊接过程中，我们充分利用电路板的空间，合理布局，使我们的作品更加美观，在这个过程中，组员们都积极参与，最终确定了元件的布局。

另外，我们的作品经过了“实验，检查，排错”的过程，在这其中，大家既有失望又有希望。

失望的是，在经过了大量的努力后我们的作品竟然没有达到预期的目的，希望的是，在经过“检查，排错”后，我们的作品终于达到了我们的要求。

最后，通过这次实习，同学之间的关系有了一个大的发展，大家彼此更加了解。

参考文献
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[2] 杨志忠数字电子技术[M] 高等教育出版社1997年10月.
[3] 王浩全Protel电路设计与制版实用教程[M] 人民邮电出版社2005年6月.
[4]David comer 电子电路设计[M] 电子工业出版社2003年8月.
[5] 周慧潮常用电子原件及应用[M] 电子工业出版社2004年5月.。