2022年大功率LED触摸开关电路的设计方案.docx

精品学习资源课程设计 论文>题 目名称电子技术课程设计课 程 名 称大功率 LED 触摸开关电路的设计同学姓名 芮超学号 1241202177系 、专 业电气工程系、 12 电气工程及其自动化指导老师 聂俊飞2021 年 5 月 30 日欢迎下载精品学习资源邵阳学院课程设计 <论文）任务书年级专业12 电气工程及其自动化同学姓名芮超学号1241202177题目名称大功率 LED触摸开关电路的设计设计时间2021 5 192021 5 30电工电子实课程名称电子技术课程设计课程编号121202306设计地点验分室408、409 室一、课程设计 <论文）目的通过课程设计，使同学加巩固和加深对电子电路基本学问的懂得，学会查寻资料、方案设计、方案比较，以及单元电路设计运算等环节，及系统电路的构成；进一步提高同学综合运用所学学问的才能，提高分析解决实际问题的才能；锤炼分析、解决电子电路问题的实际本事，通过此综合训练 , 为以后毕业设计打下肯定的基础；二、已知技术参数和条件用中小规模集成芯片设计并制作大功率LED 触摸开关电路；1. 明白并把握电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题；2. 熟识几种常用集成数字芯片，把握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计；3. 熟识和把握 555 时基电路的引脚和功能；6. 挑选合适的电阻、电容三极管的器件；7. 完成全电路理论设计、制作、调试，并画出电路原理图；三、任务和要求1. 按学校规定的格式编写设计论文；2. 论文主要内容有：课题名称；设计任务和要求；方案挑选与论证；方案的原理框图，系统电路图，以及运行说明；单元电路设计与运算说明；元器件挑选和电路参数运算的说明 等；用 protuse或其它仿真软件对设计电路仿真调试；对调试中显现的问题进行分析，并说明解决的措施；测试、记录、整理与结果分析；收成体会、存在问题和进一步的改进看法等；注： 1此表由指导老师填写，经系、教研室审批，指导老师、同学签字后生效； 2此表 1 式 3 份，同学、指导老师、教研室各1 份；欢迎下载精品学习资源四、参考资料和现有基础条件<包括试验室、主要仪器设备等）主编张克农 . 数字电子技术 .高教出版社出版 . 第一版 .2006 年彭介华 主编 . 电子技术课程设计指导. 高教出版社出版 . 第一版 .2002 年曾建唐主编 . 电工电子基础实践教程.机械工业出版社 .2002 年康光华 主编 . 电子技术基础. 高教出版社出版 . 第四版 .1999 年电子电工试验室可以供应的主要仪器设备：示波器型号规格 VP-5220、电子学习机型号规格 WL-V、万用表MF10；以及分立元件、或中规模集成芯片；五、进度支配2021 年5 月19 日-20 日：收集和课程设计有关的资料，熟识课题任务何要求2021 年5 月21 日：总体方案设计，方案比较，选定方案；2021 年5 月22 日- 26 日：单元电路设计，参数运算，元器件挑选，电路图；2021 年5 月27 日 28 日：系统调试改进2021 年5 月29 日：整理撰写设计论文；2021 年5 月30 日：修改论文、答辩六、教研室审批看法设计目的明确，要求合理，难度适中，符合课程设计教案要求；教研室主任 <签字）： 2021 年 4 月 30 日七、主管教案主任看法符合课程设计要求主管主任 <签字）：2021 年 4 月 30 日八、备注指导老师 <签字）：同学 <签字）：欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源邵阳学院课程设计 <论文）评阅表同学姓名芮超学 号 1241202177系 电气工程系专业班级 12 电气工程及其自动化题目名称大功率 LED 触摸开关电路的设计课程名称电子技术课程设计一、同学自我总结在这一次的课程设计中，不仅学会且加深了基础的专业学问，仍锤炼了自己专业学问设计的才能；仍熟识了许多的硬件设备，更重要的是使我在学习和把握这些学问的同时，加深了自己对此方面的思维印象，巩固了专业设计的技能，培育了本身的相关技能，为以后的学习和工作做了良好的铺垫；同学签名：年 月日二、指导老师评定评分工程平常成果论文答辩综合成果权 重单项成果指导老师评语：指导老师 <签名）：年月 日注： 1、本表是同学课程设计<论文）成果评定的依据，装订在设计说明书<或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分工程”及“权重”依据各系的考核细就和评分标精确定；欢迎下载精品学习资源摘 要近年来, 大功率白光 LED 因其高效、节能、环保、寿命长、高牢靠性等优点逐步在照明领域获得广泛应用；在提倡“建立节约型社会”的今日, 大功率白光LED 已经开头替代白炽灯、荧光灯等传统照明光源, 成为 21 世纪的新一代照明光源；大功率白光 LED 产业的蓬勃进展有力地推动了LED 驱动集成电路产业的前进, 使 LED 驱动集成电路已成为电源治理市场的重要组成部分, 孕育着庞大的商机；目前在国内 , LED 驱动集成电路的进展仍处于起步阶段 , 为了抓住机遇, 紧跟潮流 , 本次课题的选题就是设计一款大功率LED 触摸开关电路；介绍了 LED 驱动集成电路的进展 , 指出恒流驱动是照明 LED 驱动的进展方向；通过对各种恒流调制原理的分析 , 指出滞环电流掌握是一种具有自稳固性、系统结构简洁的恒流调制方式 , 适合于对比明 LED 进行恒流驱动；用中小规模集成芯片设计并制作大功率 LED 触摸开关电路；明白并把握电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题；使用NE555 实现大功率 LED 的亮灭；用protuse 仿真软件对设计电路仿真调试，验证了结果的正确性；对调试中显现的问题进行分析，并说明解决的措施；测试、记录、整理与结果分析；关键词：NE555；7400；proteus欢迎下载精品学习资源目录摘要 .I1、设计目的及任务要求 12、硬件电路的设计 22.1555 集成电路 22.2555 集成电路管脚 32.3 电容的概述 32.4 74LS00 的概述 52.5 大功率 LED的概述 52.6 确定元器件及元件参数 7 3、总体电路图及仿真结果 83.1 总体电路图 83.2 仿真结果 8 4、分析与心得 9 致谢 10参考文献 11欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源1、设计目的及要求<1>明白并把握电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题；2）熟识几种常用集成数字芯片，把握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计；3>熟识和把握 555 时基电路的引脚和功能；4>挑选合适的电阻、电容三极管的器件；5>完成全电路理论设计、制作、调试，并画出电路原理图；6>、用 protuse或其它仿真软件对设计电路仿真调试；对调试中显现的问题进行分析，并说明解决的措施；测试、记录、整理与结果分析；7>、收成体会、存在问题和进一步的改进看法；8>、完成课程设计，学习更多学问与体会；欢迎下载精品学习资源2、单元电路的设计2.1555 集成电路<a）图 2.1 555集成电路内部图图 2.1 a>所示，这个特别的触发器有两个输入端：阈值端 TH>可看成是置零端 R，要求高电平，触发端 TR>可看成是置位端 S，要求低电平，有一个输出端Vo， Vo 可等效成触发器的Q 端，放电端 DIS>可看成是由内部放电开关掌握的一个接点，由触发器的 Q 端掌握： Q=1 时 DIS 端接地， Q=0 时 DIS 端悬空；另外仍有复位端 MR ，掌握电压端 Vc，电源端 VDD 和地端 GND；这个特别的触发器有两个特点： 1>两个输入端的触发电平要求一高一低，置零端R 即阈值端 TH >要求高电平，而置位端 s 即触发端 TR>就要求低电乎； 2>两个输入端的触发电平使输动身生翻转的阈值电压值也不同，当V c 端不接掌握电压时，对 TH R>端来讲， >2/3VDD 是高电平 1,<2/3VDD 是低电平 0：而对 TRS>端来讲， >1/3VDD 是高电平 1， <1/3VDD 是低电平 0；假如在掌握端 Vc>上掌握电压 Vc 时，这时上触发电平就变成 Vc 值，下触发电平就变成 1/2Vc 值，可见转变掌握端的掌握电压值就可以转变上下触发电平值；它的功能表见图 2.1 b>所示；我们也可以把 555 集成电路成一个带放电开关的R-S 触发器； 555 集成电路开欢迎下载精品学习资源始是作定时器应用的，所以叫做555 时基电路；但后来经过开发，它除了作定时延时掌握外，仍可用于调光、调温、调压、调速等多种掌握及计量检测；此外，仍可 以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于沟通信号源、电源变换、频率 变换、脉冲调制等；由于它工作牢靠、使用便利、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中， 555 集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S 触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体；2.2555 集成电路管脚555 集成电路是 8 脚封装，双列直插型，如图2.2a>所示，按输入输出的排列可看成如图 2.2b>所示；其中 6 脚称阈值端 TH>，是上比较器的输入； 2 脚称触发端 TR>，是下比较器的输入； 3 脚是输出端 Vo>，它有 0 和 1 两种状态，由输入端所加的电平打算 ； 7 脚是放电端 DIS >，它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态打算；4 脚是复位端 MR>，加上低电平常可使输出为低电平； 5 脚是掌握电压端 Vc>, 可用它转变上下触发电平值； 8 脚是电源端， 1 脚是地端 ；a> b>图 2.2 NE555 管脚图2.3 电容的概述 1>、电容器的正确挑选应依据电路要求挑选电容器的类型；对于要求不高的低频电路和直流电路，一般可选用纸介电容器，也可选用低频瓷介电容器；在高频电路中，当电气性能要求较高时，可选用云母电容器、高频瓷介电容器或穿心瓷介电容器；在要求较高的中频欢迎下载精品学习资源及低频电路中，可选用塑料薄膜电容器；在电源滤波、去耦电路中，一般可选用铝电解电容器；对于要求牢靠性高、稳固性高的电路中，应选用云母电容器、漆膜电容器或钽电解电容器；对于高压电路，应选用高压瓷介电容器或其他类型的高压电容器；对于调谐电路，应选用可变电容器及微调电容器；合理确定电容器的电容量及答应偏差；在低频的耦合及去耦电路中，一般对电容器的电容量要求不太严格，只要按运算值选取稍大一些的电容量便可以了；在定时电路、振荡回路及音调掌握等电路中，对电容器的电容量要求较为严格，因此选取电容量的标称值应尽量与运算的电容值相一样或尽量接近，应尽量选精度高的电容器；在一些特别的电路中，往往对电容器的电容量要求特别精确，此时应选用答应偏差在 ±0.1 ±0.5范畴内的高精度电容器；选用电容器的工作电压应符合电路要求；一般情形下，选用电容器的额定电压应是实际工作电压的1.2 至 1.3 倍；对于工作环境温度较高或稳固性较差的电路，选用电容器的额定电压应考虑降额使用，留有更大的余量才好；如电容器所在电路中的工作电压高于电容器的额定电压，往往电容器极易发生击穿现象，使整个电路无法正常工作；电容器的额定电压一般是指直流电压，如要用于沟通电路，应依据电容器的特性及规格选用；如要用于脉动电路，就应按交、直流重量总和不得超过电容器的额定电压来选用；优先选用绝缘电阻大、介质损耗小、漏电流小的电容器；应依据电容器工作环境挑选电容器；电容器的性能参数与使用环境的条件亲密相关，因此在选用电容器时应留意：2>、电容器的使用方法及留意事项在电容器使用之前，应对电容器的质量进行检查，以防不符合要求的电容器装入电路；在设计元件安装时，应使电容器远离热源，否就会使电容器温度过高而过早老化；在安装小容量电容器及高频回路的电容器时，应采纳支架将电容器托起，以削减分布电容对电路的影响；将电解电容器装入电路时，肯定要留意它的极性不行接反，否就会造成漏电流大幅度的上升，使电容器很快发热而损坏；欢迎下载精品学习资源焊接电容器的时间不易太长，由于过长时间的焊接温度会通过电极引脚传到电容器的内部介质上，从而使介质的性能发生变化；电解电容器经长期储存后需要使用时，不行直接加上额定电压，否就会有爆炸的危急；正确的使用方法是：先加较小的工作电压，再逐步上升电压直到额定电压并在此电压下保持一个不太长的时间，然后再投入使用；2.4 74LS00 的概述00为四组 2输入端与非门 <正规律），共有 54/7400、54/74H00、54/74S00、54/74LS00；如图2.4<a）为74LS00的内部结构图， <b） 为实物图；图2.41<a ） 74LS00的内部结构图 图2.41<b）74LS00实物图可知其规律表达式 ：设计中之所以用到 74LS00 就是应用其功能表，掌握电路的输出；功能表如表 2.42 所示；74LS00 的表 2.4274LS00 的功能表2.5 大功率 LED 的概述大功率 LED 作为第四代电光源，赋有“绿色照明光源”之称，具有体积小、安全低电压、寿命长、电光转换效率高、响应速度快、节能、环保等优良特性，必将取代传统的白炽灯、卤钨灯和荧光灯而成为21 世纪的新一代光源；欢迎下载精品学习资源大功率和标准功率 LED 产品的对比1>、简化设计过程由于需要考虑极大简化热治理，因此相对于大功率技术所需的设计过程，标准 LED 阵列所需的设计过程要简洁得多；在我们的理论例子中，驱动1WLED 需要350mA 电流，而六个标准 LED阵列仅需 120mA 电流；大功率技术需要使用散热片，以确保防止结点温度过高而造成的效率缺失、使用寿命降低或者褪色；由于标准的 LED 不需要使用散热片、金属芯印刷电路板 MCPCB >、电容器或电阻器，所以这些 LED 更易于设计、测试和制造；这种简化的过程不仅为生产过程节约了时间和金钱，而且仍可以加快产品的上市时间；2>、节约成本大功率 LED 需要进行热治理，这极大地增加了LED 的成本；在设计过程中， 最昂贵的附加物就是散热片；散热片可以由各种金属材料制作，这些材料既包括相对廉价的铝，也包括导电性能更好但却更昂贵的材料 如铜和银 >；这些昂贵的材料可能导致大功率产品的成本增加110 美元，而标准 LED 器件就可以防止这种成本的增加；同样，大功率 LED 也需要使用 MCPCB 作为另一种被动冷却技术来掌握结点温度；由于 MCPCB 的材料具有更好的导热性，所以相比于标准LED 使用的更廉价的 FR4 PCB，这些电路板的散热效率更高；然而，其成本却可能高达FR4 PCB 成本的 5 倍；使用更廉价的 FR4 PCB，根除对昂贵散热片的需求，以及简化设计的考虑事项，可以节约高达 60%的成本；3>、节约空间当设备的内部空间限制特别大时，标准LED通常是正确的挑选；如上所述，大功率 LED需要额外使用散热片以及总体来说较占空间的冷却技术；其首要任务是制造更多的表面积，以通过对流和辐射冷却；表面积较大可以更有效地帮忙削减热量，但是同时也增加了大功率 LED 的体积；这对于较小空间和较小产品而言，增加了设计障碍；标准 LED 阵列通常不需要占用空间的驱动器、电容器和电阻器这些均为大功率 LED 所需>，从而节约了高达 50%的空间；针对有限空间的应用，标准LED 阵列可以供应与大功率 LED 相等的亮度，而同时又能极大地节约空间；欢迎下载精品学习资源2.6 确定元器件及元件参数符号名称规格7400与非门3 个C1电容器0.1 F瓷片C2电容器0.1 F瓷片VD1发光二极管LED-BIBYVD2二极管1N4148VD3二极管1N4148表 2.6 元器件及元件参数3、总体电路图及仿真结果3.1 总体电路图欢迎下载精品学习资源如图 3.1 电路中， D3 将 NE555 的 2 脚钳位于高电平， D2 将 6 脚位于低电平；当用手触摸 S 端子时，通过电容 C1 会使原先处于高电平的 2 脚跳变为低电平的 D2 变亮, 当手触摸 R 端时使 6 脚变为高电平的 D2 灭；图 3.1 总体电路图3.2 仿真结果由于在 proteus 中不能是先用手触摸的成效所以开关代替仿真；当按下3.2<a>中右端端开关实现 LED灭的成效，当按下 3.2<b）左端开关实现 LED 亮的成效；图 3.2a> 仿真结果 1图 3.2<b ）仿真结果 24、分析与心得课程设计终止了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的学问，也培育了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情；在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督；学会了合作，学会了运欢迎下载精品学习资源筹 帷 幄 ， 学 会 了 宽 容 ， 学 会 了 理 解 ， 也 学 会 了 做 人 与 处 世 ；课程设计是我们专业课程学问综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今日仔细的进行课程设计，学会脚踏实地迈开 这 一 步 ， 就 是 为 明 天 能 稳 健 地 在 社 会 大 潮 中 奔 跑 打 下 坚 实 的 基 础 在这次设计过程中，表达出自己单独设计的才能以及综合运用学问的才能，体会了学以致用、突出自己劳动成果的欢乐心情，从中发觉自己平常学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补；同时感谢对我帮忙过的同学们，感谢你们对我的帮忙和支持，让我感受到同学的友谊；由于本人的设计才能有限，在设计过程中难免显现错误，恳请老师多多指教, 我特别愿意接受您的批判与指正，本人将万分感谢；致 谢本论文是在聂老师的尽心指导和不倦教导下完成的；老师一丝不苟的工作作风，严谨求实的治学态度，渊博的学问，丰富的科研体会，不仅传授我学问，而且教会我为人处事，让我受益匪浅；从查找论文相关方面的资料、学习新的软件、电8 / 19欢迎下载精品学习资源路设计与制作，到完成本论文，这过程让我深深地懂得了“不积跬步，无以至千里 ” 的道理；在此感谢我们的老师，老师严谨细致、一丝不苟的作风始终是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路赐予我无尽的启发，而您开朗的个性和宽容的态度，帮忙我能够很顺当的完成了这次课程设计；我诚心地感谢老师在整个毕业设计过程中给我的教导和勉励；同时，我仍要感谢本组的同学们，这么长时间来我们的共同努力才换来了现在的论文胜利；最终，我仍要感谢我的家 人，伴侣，同学对我学习、生活的关怀、支持、勉励和帮忙.参考文献1.胡宴如 主编. 模拟电子技术基础 . 高等训练出版社 .2021 年；2.张克农 主编. 数字电子技术 .高等训练出版社出版 . 第一版.2021 年；3.彭介华 主编. 电子技术课程设计指导. 高等训练出版社出版 . 第一版 .2002欢迎下载精品学习资源年；欢迎下载