聲光控led照明燈畢業(yè)設(shè)計論文

1、<p><b>　　聲光控LED照明燈</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　該設(shè)計主要介紹的是關(guān)于聲光控的電路設(shè)計。聲光控是通過光敏電阻來實現(xiàn)的，當(dāng)光敏電阻在背光的的時候LED燈就會慢慢的熄滅，即這時也是人走過了的時候。當(dāng)人走過是只需用手輕排一下LED燈就會自動的亮，人離開后又熄滅。這樣就給路人提供了相

2、應(yīng)的方便，同時，也達到了節(jié)電和節(jié)能的目的；延長燈的壽命。在實際生活中節(jié)電節(jié)能，能夠?qū)崿F(xiàn)更多的自動化。</p><p>　　關(guān)鍵詞：與非門放大，光敏二極管，可控開關(guān)，延遲電路</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要………………………………………………………………………i</p><p>　　緒論

3、……………………………………………………………………1</p><p>　　1 聲光控LED照明燈綜述…………………………………………………2</p><p>　　1.1課題研究的目的和意義…………………………………………………………2</p><p>　　1.2選擇LED等的原因…………………………………………………………2</p><p>

4、;　　1.2.1 LED燈的發(fā)展歷史…………………………………………………………2</p><p>　　1.2.2 選擇LED燈的優(yōu)點…………………………………………………………3</p><p>　　2關(guān)于LED的介紹………………………………………………………………5</p><p>　　2.1 LED的發(fā)光原理與特性…………………………………………………………5

5、</p><p>　　2.1.1 LED燈發(fā)光原理…………………………………………………………5</p><p>　　2.1.2 LED的特性………………………………………………………………5</p><p>　　2.2 LED的主要參數(shù)……………………………………………………………6</p><p>　　2.2.1主要參數(shù)………………………

6、……………………………………………6</p><p>　　2.2.2 LED電學(xué)特性………………………………………………………………6</p><p>　　2.2.3最大允許功耗PFm…………………………………………………………7</p><p>　　2.2.4響應(yīng)時間……………………………………………………………………7</p><p>　

7、　3總體方案設(shè)計……………………………………………………………………9</p><p>　　3.1總體方案………………………………………………………………………9</p><p>　　3.1.1課題分析………………………………………………………………9</p><p>　　3.1.2方案論證………………………………………………………………9</p>&

8、lt;p>　　3.2方案選擇…………………………………………………………………… 10</p><p>　　3.2.1電路的工作原理………………………………………………………10</p><p>　　3.2.2聲光控電路的選擇……………………………………………………10</p><p>　　3.2.3照明電路的選擇………………………………………………………11

9、</p><p>　　4焊接電路…………………………………………………………………13</p><p>　　4.1元件焊接…………………………………………………………………13</p><p>　　4.2焊接的質(zhì)量檢查…………………………………………………………………13</p><p>　　結(jié)論……………………………………………………………

10、…………………14</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………………15</p><p>　　附錄：電路原理圖……………………………………………………………16</p><p>　　謝辭…………………………………………………………………………17</p><p><b>　　緒論</b>

11、;</p><p>　　21世紀(jì)新光源，使得它越來越多地用在彩燈裝飾和照明領(lǐng)域。未來白光LED發(fā)光二極管的市場規(guī)模與應(yīng)用將無限寬廣，并將進入一般家庭，取代各種傳統(tǒng)的室內(nèi)外照明燈具。LED最大的特點在于無須暖燈時間、開關(guān)次數(shù)對壽命無影響、反應(yīng)速度快(約在10-9秒)、安全而且光源控制成本低，使頻繁開關(guān)成為可能，及運用于聲光控?zé)羯系淖罴压庠础?</p><p>　　在地球資源日漸衰竭的今日，環(huán)

12、保、節(jié)能是當(dāng)今各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重心，尤其是需要消耗大量電力的照明產(chǎn)業(yè)，在燈種的研發(fā)上，更是趨向環(huán)保、節(jié)能的特性上著眼。因此，開發(fā)新型高效、節(jié)能、壽命長、顯色指數(shù)高、環(huán)保的光源對居家照明節(jié)能具有十分重要的意義。由此LED燈的諸多優(yōu)點在未來有可能取代傳統(tǒng)的照明設(shè)備，尤其是白光LED，更被燈飾界寄以厚望，是照明產(chǎn)品的新興光源，有[綠色照明]光源之稱，未來將光芒耀眼，發(fā)展?jié)摿o限。白光LED具有體積小、發(fā)熱量低、壽命長、耗電量小、反應(yīng)速度快等眾多優(yōu)

13、點，卻無白熾鎢絲燈泡高耗電、發(fā)熱量大，光效能低，易碎及螢光粉燈廢棄物含汞污染環(huán)境等缺點，因此十分被燈飾業(yè)者看好。 因此，人們認(rèn)為這是跨世紀(jì)的值得關(guān)注的電子革命大事，它既是科技專家爭先搶占的高新技術(shù)領(lǐng)域的制高點，又是企業(yè)家獲得巨大利潤的戰(zhàn)場。半導(dǎo)體節(jié)能聲光控照明燈在各個領(lǐng)域的新系統(tǒng)設(shè)計、研究等方面顯示出了強有力的推廣和應(yīng)用前景。</p><p>　　聲光控電路已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，它不需?/p>

14、開關(guān)，當(dāng)有人經(jīng)過時會自動的亮；廣泛應(yīng)用于走廊、樓道招待所等公共場所，給人們的生活、帶來極大的方便。因此，得到了廣泛的應(yīng)用。聲光控電路是聲音和光控制電路工作的電子開關(guān)。它將聲音（如擊掌聲）和光轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)放大、整形，輸出一個開關(guān)信號去控制各種電器的工作，在自動控制工業(yè)電器和家用電器方面有著廣泛的用途。由于，本電路廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中，所以，有很大的重用作用。該電路在設(shè)計時應(yīng)用LED作為發(fā)光裝備，較白熾燈LED具有更高的發(fā)光效率，

15、更低的耗電量，使用壽命也更長，在城市亮燈工程和家居照明當(dāng)中起到了非常好的效果，在當(dāng)前能源緊缺的環(huán)境下，LED節(jié)能技術(shù)將成為一項很重要的發(fā)展方向。 </p><p>　　1聲光控LED照明燈綜述</p><p>　　1.1 課題研究的目的和意義</p><p>　　研究目的：通過這次的課題研究我們希望在理清它的發(fā)展脈絡(luò)上進一步了解它的發(fā)明原理，將平時所學(xué)習(xí)的知識運用到

16、實驗探索上，這對提高我們的動手能力，創(chuàng)新意識，及鍛煉思維活動無疑是一個莫大的幫助。同時我們也希望這次的研究能讓同學(xué)進一步地了解照明燈，而不是僅局限與課本知識以內(nèi)。從小的突破點入手，掌握又一項科技知識，從而實現(xiàn)課堂外的又一次提高,為現(xiàn)代教育科學(xué)盡一份力量！</p><p>　　研究意義：用聲光控延時開關(guān)代替住宅小區(qū)的樓道上的開關(guān)，只有在天黑以后，當(dāng)有人走過樓梯通道，發(fā)出腳步聲或其它聲音時，樓道燈會自動點亮，提供照明

17、，當(dāng)人們進入家門或走出公寓，樓道燈延時幾分鐘后會自動熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會亮，可以達到節(jié)能的目的。聲光控延時開關(guān)不僅適用于住宅區(qū)的樓道，而且也適用于工廠、辦公樓、教學(xué)樓等公共場所，它具有體積小、外形美觀、制作容易、工作可靠等優(yōu)點，適合于各種樓房走廊的照明設(shè)備。 降低能耗、節(jié)約能源、注重環(huán)保是當(dāng)今世界的主潮流，高能耗且會加劇溫室效應(yīng)的白熾燈越來越不受歡迎。未來LED必定是主流。</p><p>　　

18、1.2 選擇LED燈的原因</p><p>　　1.2.1 LED燈的發(fā)展歷史</p><p>　　LED是一種能夠?qū)㈦娔苤苯愚D(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體發(fā)光器件，材料使用III-V族化學(xué)元素[如：磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)等]，發(fā)光原理是將電能直接轉(zhuǎn)換為光能，也就是對化合物半導(dǎo)體施電流，透過電子與電洞的結(jié)合，能量會以光的形式釋出，形成發(fā)光的效果，屬于冷性發(fā)光，理論壽命長達十萬小時以上。

19、最早LED光源問世于20世紀(jì)60年代初。當(dāng)時所用的材料是砷磷化鎵（GaAsP），發(fā)紅光（=λp650nm），在驅(qū)動電流為20毫安時，光通量只有千分之幾個流明，相應(yīng)的發(fā)光效率約0.1流明/瓦。70年代中期，引入元素銦（In）和氮（N），使LED產(chǎn)生綠光（λp=555nm），黃光（λp=590nm）和橙光（λp=610nm），光效也提高到1lm/W。到了80年代初，出現(xiàn)了砷鋁化鎵（GaAlAs）的LED光源，使得紅色LED的光效達到10lm

20、/W。LED具有體積小、壽命長、驅(qū)動電壓低、耗電量低、反應(yīng)速率快、耐震性佳等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于信號指示、數(shù)碼顯示等領(lǐng)域。隨著技術(shù)的不斷進步，超高亮LED的研制得到了成功，尤其是白光LED的研制成功，近年來又生產(chǎn)出用超高亮白光LED發(fā)光二極管組裝的照明燈。與傳統(tǒng)的照明燈</p><p>　　LED聲光控?zé)羰羌癓ED燈和聲光控電路為一體，安裝方便，使用壽命長，燈口采用國標(biāo)E27。LED采用高亮度白光LED，單顆亮度6

21、 lm以上，色溫6500-7500，總能耗為2.5 W相當(dāng)于40 W白熾燈的亮度。聲光控電路是集聲學(xué)、光學(xué)和延時技術(shù)為一體組成的自動照明開關(guān)，白天或光線較強時，開關(guān)電路為自鎖狀態(tài)，LED燈不亮，當(dāng)光線黑暗時或晚上來臨時，開關(guān)進入預(yù)備工作狀態(tài)，此時，當(dāng)來人有腳步聲、說話聲、拍手聲等聲源時，開關(guān)自動打開，燈亮，延時一段時間后自動熄滅，從而實現(xiàn)了“人來燈亮，人去燈熄”，杜絕了長明燈，使得LED聲光控?zé)舻湍芎?、長壽命。</p>&

22、lt;p>　　1.2.2 LED燈的優(yōu)點</p><p>　　LED具有發(fā)光效率高、耗電量少、使用壽命長、安全可靠性強、環(huán)保等優(yōu)點。</p><p><b>　　(1)發(fā)光效率高</b></p><p>　　LED經(jīng)過幾十年的技術(shù)改良，其發(fā)光效率有了較大的提升。白熾燈、鹵鎢燈光效為12-24 lm/W，熒光燈50-70 lm/W，鈉燈90

23、-140 lm/W，大部分的耗電變成熱量損耗。LED光效經(jīng)改良后將達到100-200 lm/W，而且其光的單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發(fā)出有色可見光。目前，世界各國都加緊了提高LED光效方面的研究，在不遠的將來其發(fā)光效率將有更大提高。 </p><p><b>　　(2)耗電量少</b></p><p>　　LED的反應(yīng)速度快，可在高頻操作,同樣明效果的情況下，耗

24、電量是白熾燈的八分之一，熒光燈管的二分之一。日本估計，如采用光效比熒光燈還要高兩倍的LED替代日本一般的白熾燈和熒光燈。每年可節(jié)約資源相當(dāng)于60億升原油。就橋梁護欄燈而言，同樣效果的一只日光燈40W，而采用LED每只的功率只有8W，而且可以七彩變化。</p><p><b>　　(3)使用壽命長 </b></p><p>　　LED采用電子光場輻射發(fā)光，燈絲發(fā)光易燒、

25、熱沉積、光衰減等缺點。而采用LED燈體積小、重量輕，環(huán)氧樹脂封裝，可承受高強度機械沖擊和震動，不易破碎。單個LED發(fā)光二極管，當(dāng)亮度減半時，理論壽命可達到10萬小時。LED燈具使用壽命可達5-10年，可以大大降低燈具的維護費用，避免經(jīng)常換燈之苦。而且，LED照明器材的整體封裝材料</p><p>　　(如燈帶塑料和燈殼)在日曬雨淋下容易損壞，也直接影響LED照明器材的整體壽命。 </p><p

26、>　　(4)安全可靠性強 </p><p>　　LED發(fā)熱量低，無熱輻射，冷光源，可以安全接觸；能精確控制光型及發(fā)光角度，光色柔和，無眩光；不含汞、鈉元素等可能危害健康的物質(zhì)；內(nèi)置微處理器可以控制發(fā)光強度，調(diào)整發(fā)光方式，實現(xiàn)光與藝術(shù)的結(jié)合。LED尺寸小、重量輕、不易破碎、防震以及24V的工作電壓等特點，所以在各種環(huán)境下都顯得十分安全可靠。 </p><p><b>　　(5

27、)環(huán)保 </b></p><p>　　LED為全固體發(fā)光體，抗震動、耐沖擊、不易破碎、廢棄物可回收,沒污染。光源體積小，可以隨意組合，易開發(fā)成輕便薄短小型照明產(chǎn)品，也便于安裝和維護。當(dāng)然，節(jié)能也是我們考慮使用LED的主要原因，也許LED光源要比傳統(tǒng)光源昂貴，但是用一年時間的節(jié)能收回光源的投資，從而獲得4至9年中每年幾倍的節(jié)能凈收益期。如果應(yīng)用在夜景照明，可以以簡潔明快的夜景照明方式突出建筑物的形狀特點

28、和使用功能，充分體現(xiàn)建筑師的設(shè)計風(fēng)格及意圖；通過相鄰面間的亮度變化和顏色差異，突出建筑物的輪廓，保證建筑物的完整性并具有良好的立體感；避免大量使用大功率投光燈，以減少眩光和由此產(chǎn)生的光污染，使燈光對環(huán)境的干擾降低到最小值。</p><p><b>　　(6)其他 </b></p><p>　　LED光源除了無汞、節(jié)能、節(jié)材、對環(huán)境無電磁干擾、無有害射線五項優(yōu)點之外，在

29、照明領(lǐng)域中，特別是在景觀照明中，還有很多優(yōu)勢。如： </p><p>　　低壓供電——無高壓環(huán)節(jié)，為了絕緣的開銷要小得多，可靠性高。 </p><p>　　附件簡單——無啟動器、鎮(zhèn)流器或超高壓變壓器。</p><p>　　結(jié)構(gòu)簡單——具有固體光源的最大優(yōu)點，不充氣，無玻璃外殼，無氣體密封問題，耐沖擊。 </p><p>　　可控性好——響應(yīng)時

30、間快（微秒數(shù)量級），可反復(fù)頻繁亮滅，基本無惰性，不會疲倦。 </p><p>　　色彩純厚——由半導(dǎo)體PN結(jié)自身產(chǎn)生色彩，純正，濃厚。 </p><p>　　色彩豐富——三基色加數(shù)碼技術(shù)，可演變?nèi)我馍省?lt;/p><p>　　輕質(zhì)結(jié)構(gòu)——節(jié)材，節(jié)約費用；對燈具強度和剛度要求很低。</p><p>　　2 關(guān)于LED的介紹</p>

31、<p>　　2.1 LED燈的發(fā)光原理與特性</p><p>　　2.1.1 LED的發(fā)光原理</p><p>　?。?）LED燈的發(fā)光原理</p><p>　　發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由

32、三部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子，中間通常是1至5個周期的量子阱。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子和空穴就會被推向量子阱，在量子阱內(nèi)電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。</p><p>　?。?）LED燈的發(fā)光機理</p><p>　

33、　PN結(jié)的端電壓構(gòu)成一定勢壘，當(dāng)加正向偏置電壓時勢壘下降，P區(qū)和N區(qū)的多數(shù)載流子向?qū)Ψ綌U散。由于電子遷移率比空穴遷移率大得多，所以會出現(xiàn)大量電子向P區(qū)擴散，構(gòu)成對P區(qū)少數(shù)載流子的注入。這些電子與價帶上的空穴復(fù)合，復(fù)合時得到的能量以光能的形式釋放出去。這就是PN結(jié)發(fā)光的原理。 </p><p>　?。?）LED燈的發(fā)光效率</p><p>　　一般稱為組件的外部量子效率，其為組件的內(nèi)部量子效

34、率與組件的取出效率的乘積。所謂組件的內(nèi)部量子效率，其實就是組件本身的電光轉(zhuǎn)換效率，主要與組件本身的特性（如組件材料的能帶、缺陷、雜質(zhì)）、組件的壘晶組成及結(jié)構(gòu)等相關(guān)。而組件的取出效率則指的是組件內(nèi)部產(chǎn)生的光子，在經(jīng)過組件本身的吸收、折射、反射后，實際在組件外部可測量到的光子數(shù)目。因此，關(guān)于取出效率的因素包括了組件材料本身的吸收、組件的幾何結(jié)構(gòu)、組件及封裝材料的折射率差及組件結(jié)構(gòu)的散射特性等。而組件的內(nèi)部量子效率與組件的取出效率的乘積，就是

35、整個組件的發(fā)光效果，也就是組件的外部量子效率。早期組件發(fā)展集中在提高其內(nèi)部量子效率，主要方法是通過提高壘晶的質(zhì)量及改變壘晶的結(jié)構(gòu)，使電能不易轉(zhuǎn)換成熱能，進而間接提高LED的發(fā)光效率，從而可獲得70%左右的理論內(nèi)部量子效率，但是這樣的內(nèi)部量子效率幾乎已經(jīng)接近理論上的極限。在這樣的狀況下，光靠提高組件的內(nèi)部量子效率是不可能提高組件的總光量的，因此提高組件的取出效率便成為重要的研究課題。目前的方法主要是：晶粒外型的改變——TIP結(jié)構(gòu)，表面粗化

36、技術(shù)。</p><p>　　2.1.2 LED的特性</p><p>　?。?）LED燈的光學(xué)特性</p><p>　　LED提供的是半寬度很大的單色光，由于半導(dǎo)體的能隙隨溫度的上升而減小，因此它所發(fā)射的峰值波長隨溫度的上升而增長，即光譜紅移，溫度系數(shù)為+2~3A。LED發(fā)光亮度L與正向電流 近似成比例, K為比例系數(shù)。電流增大，發(fā)光亮度也近似增大。另外發(fā)光亮度也與

37、環(huán)境溫度有關(guān)，環(huán)境溫度高時，復(fù)合效率下降，發(fā)光強度減小。 </p><p>　?。?）LED燈電氣特性</p><p>　　電流控制型器件，負(fù)載特性類似PN結(jié)的UI曲線，正向?qū)妷旱臉O小變化會引起正向電流的很大變化（指數(shù)級別），反向漏電流很小，有反向擊穿電壓。在實際使用中，應(yīng)選擇 LED正向電壓隨溫度升高而變小，具有負(fù)溫度系數(shù)。LED消耗功率 ，一部分轉(zhuǎn)化為光能，這是我們需要的。剩下的就

38、轉(zhuǎn)化為熱能，使結(jié)溫升高。</p><p>　?。?）LED熱學(xué)特性</p><p>　　小電流下，LED溫升不明顯。若環(huán)境溫度較高，LED的主波長就會紅移，亮度會下降，發(fā)光均勻性、一致性變差。尤其點陣、大顯示屏的溫升對LED的可靠性、穩(wěn)定性影響更為顯著。所以散熱設(shè)計很關(guān)鍵。 </p><p>　　2.2 LED的主要參數(shù)</p><p>　　

39、LED是利用化合物材料制成pn結(jié)的光電器件。它具備pn結(jié)結(jié)型器件的電學(xué)特性：I-V特性、C-V特性和光學(xué)特性：光譜響應(yīng)特性、發(fā)光光強指向特性、時間特性以及熱學(xué)特性。 </p><p>　　2.2.1 主要參數(shù)</p><p>　　普通單色發(fā)光二極管的發(fā)光顏色與發(fā)光的波長有關(guān)，而發(fā)光的波長又取決于制造發(fā)光二極管所用的半導(dǎo)體材料。紅色發(fā)光二極管的波長一般為650~700nm，琥珀色發(fā)光二極管的

40、波長一般為630~650 nm ，橙色發(fā)光二極管的波長一般為610~630 nm左右，黃色發(fā)光二極管的波長一般為585 nm左右，綠色發(fā)光二極管的波長一般為555~570 nm。</p><p>　　2.2.2 LED電學(xué)特性</p><p>　　I-V特性表征LED芯片pn結(jié)制備性能主要參數(shù)。LEDI-V的特性具有非線性、整流性質(zhì)：單向?qū)щ娦?，即外加正偏壓表現(xiàn)低接觸電阻，反之為高接觸電阻

41、。</p><p><b>　　（1）正向死區(qū)</b></p><p>　?。▓Doa或oa′段）a點對于V0為開啟電壓，當(dāng)V＜Va，外加電場尚克服不少因載流子擴散而形成勢壘電場，此時R很大；開啟電壓對于不同LED其值不同，GaAs為1V，紅色GaAsP為1.2V，GaP為1.8V，GaN為2.5V。 </p><p><b>　?。?

42、）正向工作區(qū)</b></p><p>　　電流IF與外加電壓呈指數(shù)關(guān)系 </p><p>　　IF=IS(eqVF/KT–1) IS為反向飽和電流。 </p><p>　　V＞0時，V＞VF的正向工作區(qū)IF隨VF指數(shù)上升IF=ISeqVF/KT </p><p><b>　　圖2-1 特性曲線</b><

43、;/p><p><b>　?。?）反向死區(qū)</b></p><p>　　V＜0時pn結(jié)加反偏壓 </p><p>　　V= -VR時，反向漏電流IR（V=-5V）時，GaP為0V，GaN為10uA。 </p><p><b>　　（4）反向擊穿區(qū)</b></p><p>　　V＜

44、-VR，VR稱為反向擊穿電壓；VR電壓對應(yīng)IR為反向漏電流。當(dāng)反向偏壓一直增加使V＜-VR時，則出現(xiàn)IR突然增加而出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。由于所用化合物材料種類不同，各種LED的反向擊穿電壓VR也不同。 </p><p>　　2.2.3 最大允許功耗PFm</p><p>　　當(dāng)流過LED的電流為IF、管壓降為UF則功率消耗為:</p><p><b>　　P=U

45、F×IF</b></p><p>　　LED工作時，外加偏壓、偏流一定促使載流子復(fù)合發(fā)出光，還有一部分變?yōu)闊幔菇Y(jié)溫升高。若結(jié)溫為Tj、外部環(huán)境溫度為Ta，則當(dāng)Tj＞Ta時，內(nèi)部熱量借助管座向外傳熱，散逸熱量（功率），可表示為:</p><p>　　P=KT（Tj–Ta）</p><p>　　2.2.4 響應(yīng)時間</p><

46、p>　　響應(yīng)時間表征某一顯示器跟蹤外部信息變化的快慢?，F(xiàn)有幾種顯示LCD（液晶顯示）約10.3~10.5S，CRT、PDP、LED都達到10.6~10.7S（μs級）。</p><p>　　響應(yīng)時間從使用角度來看，就是LED點亮與熄滅所延遲的時間。</p><p>　　響應(yīng)時間主要取決于載流子壽命、器件的結(jié)電容及電路阻抗。 </p><p>　　不同材料制得的

47、LED響應(yīng)時間各不相同；如GaAs、GaAsP、GaAlAs其響應(yīng)時間小于10.9S，GaP為10.7S。因此它們可用在10~100MHZ高頻系統(tǒng)。</p><p><b>　　3總體方案設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1 總體方案</b></p><p>　　3.1.1 課題分析</p>&l

48、t;p>　　整流、穩(wěn)壓二極管；話筒；光敏二極管；可控硅開關(guān)等。能夠通過調(diào)節(jié)電阻和電容的大小來改變燈亮的時間長短，如果時間過長就應(yīng)該減小電阻或電容的值，反之則增大。光敏二極管和話筒的高度也會使燈的時間受到影響。聲光控節(jié)電開關(guān),在白天或光線較亮?xí)r,節(jié)電開關(guān)呈關(guān)閉狀態(tài),燈不亮；夜間或光線較暗時，節(jié)電開關(guān)呈預(yù)備工作狀態(tài)，當(dāng)有人經(jīng)過該開關(guān)附近時，腳步聲、說話聲、拍手聲等都能開啟節(jié)電開關(guān)。燈亮后經(jīng)過40秒左右的延時節(jié)電開關(guān)自動關(guān)閉，燈滅。原理

49、圖說明：220V的燈充電直接整流。在輸入端串聯(lián)LED照明電路，輸出端接可控硅（負(fù)載）供電電路穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路是給話筒放大，可以把聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號并放大，然后，經(jīng)過音頻放大器使信號達到足夠大；檢波音頻信號的正半周，即：把音頻信號轉(zhuǎn)換為直流信號。經(jīng)過延時電路以后送到控制電路，由控制電路去控制可控硅，若可控硅斷開，則整流電路負(fù)載斷開，若導(dǎo)通，則整流電路負(fù)載導(dǎo)通。光敏控制電路把光照變成電信號，從而去控制音頻信號往后邊輸送情況?？梢姡罕倦娐?/p>

50、LED照明電路要受可控硅的控制，可控硅受話筒取得的音頻信號和光敏電阻的控制，從而可以實現(xiàn)聲控和光控；燈亮的時間由延時電路的時間長度決定。</p><p>　　LED照明電路220V供電，由于LED比普通的白熾燈、節(jié)能燈更具有節(jié)能效果，二期發(fā)光率高，所以本設(shè)計選擇LED（發(fā)光二極管）。先經(jīng)過C1，C2阻容降壓，其中R2為泄壓電阻，C1為 降壓電容，其耐壓為400V以上。之后經(jīng)W1橋式整流塊輸出直流電，再經(jīng)R4限流后

51、，送給5只一串的LED而阻容降壓接LED的負(fù)載不是純電阻，而是近似穩(wěn)壓管特性，按其原理圖參數(shù)選擇原件，流經(jīng)LED的電流大約為13毫安。C2是濾波電容，可以防止開燈瞬間時的大電流對LED的沖擊。R1是NTC熱敏電阻，當(dāng)電路出現(xiàn)意外狀況導(dǎo)致電流增大時，其阻值增大，促使電流降低，從而起到保護作用。</p><p>　　3.1.2 方案論證</p><p>　　整流電路采用橋式整流電路，二極管穩(wěn)壓

52、電路加上濾波電容和電阻?？煽毓栝_關(guān)起開關(guān)作用，非常重要，由這個開關(guān)去控制整流電路的工作與否，從而控制燈的亮和熄。為實現(xiàn)聲控功能，要設(shè)制話筒放大電路，主要是由話筒拾音電路（就是把聲音信號變?yōu)殡娦盘栯娐?，由于聲音微小，所以加放大電路）和放大電路組成。光敏控制電路實現(xiàn)光控的功能，可以有光敏電阻來實現(xiàn)。音頻放大電路 因話筒輸出的音頻信號小，不能滿足檢波的需要，設(shè)制二極管音頻放大電路，倍數(shù)幾千上萬倍。檢波電路音頻信號是交流信號，不用交流信號控制可

53、控硅，需轉(zhuǎn)換為直流信號，才能控制可控硅，因是小信號，要反映信號的蜂值電路線變化。延遲電路在燈點亮?xí)r需要有延遲，檢波輸出直流電壓通過延遲電路是電壓消失，保持一段時間，所保持時間的長短由延遲電路的參數(shù)決定，實際上延遲電路由RC電路組成，時間常數(shù)τ=RC，這是可控制電壓?？刂齐娐?是控制可控硅柵極的開關(guān)電路，它的輸入由延時端的延時電路送來的電壓控制，輸出控制可控硅的導(dǎo)通情況。由于LED比普通的白熾燈、節(jié)能燈更具有節(jié)能效果，二期發(fā)光率高，所以本

54、設(shè)計選擇LED（發(fā)光二極管）。</p><p>　　論證方案：聲源產(chǎn)生的聲音信號，經(jīng)聲電轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)換成微弱的電信號，該信號經(jīng)放大后送處理器處理，處理器將幅度、頻率不盡相同的一群聲波信號轉(zhuǎn)換成一次狀態(tài)改變的控制信號，該信號經(jīng)延時處理電路達到設(shè)計要求時間與設(shè)計要求功能，經(jīng)執(zhí)行機構(gòu)直接控制負(fù)載動作。</p><p><b>　　3.2 方案選擇</b></p>

55、<p>　　3.2.1 電路的工作原理</p><p>　　聲光控延時開關(guān)的電路原理圖見圖三所示。電路中的主要元器件是使用了數(shù)字集成電路CD4011，其內(nèi)部含有4個獨立的與非門IC1A-IC1D，使電路結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠性高。 為了使聲光控開關(guān)在白天開關(guān)斷開，即燈不亮，由光敏電二極管等元件組成光控電路，r9和D5組成串聯(lián)分壓電路，夜晚環(huán)境無光時，光敏二極管的壓降很大，D5兩端的電壓高，即為高電

56、平間t=2πr8c1，改變r9或c1的值，可改變延時時間，滿足不同目的。ICI3和ICID4構(gòu)成兩級整形電路，將方波信號進行整形。當(dāng)c2充電到一定電平時，信號經(jīng)與非門ICIC、ICID后輸出為高電平，使單向可控硅導(dǎo)通，電子開關(guān)閉合；c2充滿電后只向r2放電，當(dāng)放電到一定電平時，經(jīng)與非門輸出為低電平，使單向可控硅截止，電子開關(guān)斷開，完成一次完整的電子開關(guān)由開到關(guān)的過程。</p><p>　　二極管D1～D4將交流2

57、20V進行橋式整流，變成脈動直流電，又經(jīng)r1降壓，D6濾波后即為電路的直流電源，為bm、vt、ic等供電。直流穩(wěn)壓電源的組成框圖各種電器設(shè)備內(nèi)部均是由不同種類的電子電路組成，電子電路正常工作需要直流電源，為電器設(shè)備提供直流電的設(shè)備稱為直流穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源可以將200V的交流輸入電壓轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定不變的直流電壓。</p><p>　　3.2.2 聲光控電路的選擇</p><p>　　聲控電

58、路由可控硅、話筒MIC及聲控電路，LED燈負(fù)載RL與可控硅串接后與電源相連，話筒將聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號，聲控電路通過聲音信號控制可控硅的導(dǎo)通狀態(tài)，放大有與非門完成。光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)，當(dāng)光敏電阻受到光照時，價帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時產(chǎn)生空穴，電子—空穴對的出現(xiàn)使電阻率變小。光照愈強，光生電子—空穴對就越多，阻值就愈低。當(dāng)光敏電阻兩端加上電壓后，流過光敏電阻的電流隨光照增大而增大。入射光消失，

59、電子-空穴對逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值，電流也逐漸減小。</p><p><b>　　聲光控電路的選擇：</b></p><p>　　圖3-1 聲光控電路圖</p><p>　　3.2.3 照明電路的選擇</p><p>　　LED的發(fā)光原理是利用半導(dǎo)體中的電子和電洞結(jié)合而發(fā)出光子，不同於燈泡需要在3000度以上的高溫

60、下操作，也不必像日光燈需使用高電壓激發(fā)電子束，LED和一般的電子元件相同，只需要2～4V的電壓，在常溫下就可以正常動作，因此其壽命也比傳統(tǒng)光源來得更長。LED所發(fā)出的顏色，主要是取決於電子與電洞結(jié)合所釋放出來的能量高低，也就是由所用的半導(dǎo)體材料的能隙所決定。同一種材料的波長都很接近，因此每一顆LED的光色都很純正，與傳統(tǒng)光源都混有多種顏色相比，LED可說是一種數(shù)位化的光源。LED晶片大小可以因用途而隨意切割，常用的大小為0.3～1mm左

61、右，跟傳統(tǒng)的燈泡或日光燈相比，體積相對小得多。為了使用方便，LED通常都使用樹脂包裝，做成5mm左右的各種形狀，十分堅固耐震。LED連接電路的常見形式串聯(lián)：這種電路需要電源提供較高的電壓。V總等于各LED的VF之和=VF1+VF2+VF 3+VF 4+VF</p><p>　　LED照明電路220V供電，先經(jīng)過C1，C2阻容降壓，其中R2為泄壓電阻，C1為 降壓電容，其耐壓為400V以上。之后經(jīng)W1橋式整流塊輸出

62、直流電，再經(jīng)R4限流后，送給5只一串的LED而阻容降壓接LED的負(fù)載不是純電阻，而是近似穩(wěn)壓管特性，按其原理圖參數(shù)選擇原件，流經(jīng)LED的電流大約為13毫安。C2是濾波電容，可以防止開燈瞬間時的大電流對LED的沖擊。R1是NTC熱敏電阻，當(dāng)電路出現(xiàn)意外狀況導(dǎo)致電流增大時，其阻值增大，促使電流降低，從而起到保護作用。</p><p><b>　　照明電路的選擇：</b></p>&

63、lt;p>　　圖3-2 LED照明電路</p><p><b>　　4焊接電路</b></p><p><b>　　4.1 元件的焊接</b></p><p>　　(1)元器件引出腳的上錫</p><p>　　即將元器件引出腳及焊片、焊盤等被焊物分別地預(yù)先用烙鐵搪上一層焊錫。這樣可以基本保證

64、不出現(xiàn)虛焊。在焊接操作中，一定要養(yǎng)成將元器件預(yù)先上錫的良好習(xí)慣。對于那些表面氧化、有污漬的引腳和有絕緣漆的線頭，上錫前還必須進行表面的清潔處理，手工焊接時一般采用刮削的辦法處理。刮削時必須注意做到全面、均勻。尤其是處理那些小直徑線頭時，不能在刮削的起始部位留下傷痕。較粗的引出腳可以壓在粗糙的工作臺板的邊緣上邊轉(zhuǎn)邊刮，細(xì)線頭則應(yīng)該夾在刀片和手指之間進行。</p><p>　　(2)LED焊接的方法</p>

65、;<p>　　LED的長引腳是正極，短引腳是負(fù)極。因為LED是低壓低電流的高敏感的電子元件，白光LED對對靜電十分敏感，如被靜電損害，會顯示一些不良的特性，如漏電電流增加，在測試時不良或發(fā)光不正常，因此焊接時一定要做好防靜電保護，操作者應(yīng)佩戴防靜電手環(huán)，以防止靜電對LED帶來的損害，要選用不漏電的30W尖頭電烙鐵焊接，可以先焊好LED的一個引腳觀察LED的位置，如果不正確可以融化焊錫扶正，確認(rèn)位置正確后再焊接另一個引腳焊接

66、要果斷，焊接時間不能過長，應(yīng)控制在2秒內(nèi)，否則LED有可能焊壞。</p><p>　　4.2 焊接的質(zhì)量檢驗</p><p>　　檢驗焊接質(zhì)量有多種方法，比較先進的方法是用儀器進行。而在通常條件下，則采用觀察外觀和用烙鐵重焊的方法來檢驗。</p><p>　　(1)外觀觀察檢驗法</p><p>　　一個焊點的焊接質(zhì)量最主要的是要看它是否為虛

67、焊，其次才是外觀?！獋€良好的焊點其表面應(yīng)該光潔、明亮，不得有拉尖、起皺、鼓氣泡、夾渣、出現(xiàn)麻點等現(xiàn)象；其焊料到被焊金屬的過渡處應(yīng)呈現(xiàn)圓滑流暢的浸潤狀凹曲面。</p><p>　　(2)帶松香重焊檢驗法</p><p>　　帶松香重焊是最可靠的檢驗方法，同時多用此法還可以積累經(jīng)驗，提高用觀察法檢查焊點的準(zhǔn)確性。</p><p><b>　　結(jié)論</b&

68、gt;</p><p>　　燈是居家照明的重要組成部分（如樓道、衛(wèi)生間、小巷等），傳統(tǒng)的聲光控?zé)羰怯新暪饪亻_關(guān)和普通白熾燈組合而成，普通白熾燈壽命短，光效低造成了能源的巨大浪費。在地球資源日漸衰竭的今日，環(huán)保、節(jié)能是當(dāng)今各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重心，尤其是需要消耗大量電力的照明產(chǎn)業(yè)，在燈種的研發(fā)上，更是趨向環(huán)保、節(jié)能的特性上著眼。因此，開發(fā)新型高效、節(jié)能、壽命長、顯色指數(shù)高、環(huán)保的光源對居家照明節(jié)能具有十分重要的意義。由此L

69、ED燈的諸多優(yōu)點在未來有可能取代傳統(tǒng)的照明設(shè)備，尤其是白光LED，更被燈飾界寄以厚望，是照明產(chǎn)品的新興光源，有[綠色照明]光源之稱，未來將光芒耀眼，發(fā)展?jié)摿o限。白光LED具有體積小、發(fā)熱量低、壽命長、耗電量小、反應(yīng)速度快等眾多優(yōu)點，卻無白熾鎢絲燈泡高耗電、發(fā)熱量大，光效能低，易碎及螢光粉燈廢棄物含汞污染環(huán)境等缺點，因此十分被燈飾業(yè)者看好。通過學(xué)習(xí)了本次設(shè)計，我學(xué)到了很多以前專業(yè)課上沒學(xué)過的東西，或者說死彌補了以往專業(yè)課所學(xué)過而遺忘了的

70、知識！更學(xué)到了怎么樣自己設(shè)計，通過自己的雙手獨立完成一件事！在中國這個高速發(fā)展的國家，只有不斷更新自己，不斷的吸取知識的精華，才能在這現(xiàn)實而又充滿排擠的社會上生存下來！在這</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 劉樹林，高衛(wèi)斌，尹衛(wèi)平.低頻電子線路.北京：電子工業(yè)出版社，2003.</p><p>　　[2]

71、 王成安.電子技術(shù)基本技能綜合訓(xùn)練.北京：人民郵電出版社，2005.</p><p>　　[3] 吳潤宇，軒蔭華，苗銀梅等.實用穩(wěn)定電源.北京：人民郵電出版社，1997.</p><p>　　[4] 周志敏，周紀(jì)海，紀(jì)愛華.LED驅(qū)動電路設(shè)計實例.北京：電子工業(yè)出版社，2003. </p><p>　　[5] 蔣金波，杜雪，李榮彬.自由區(qū)面LED路燈透鏡設(shè)計[J].

72、北京:人民郵電出版社，2008.</p><p>　　[6] 羅毅，張賢鵬，王霖等.半導(dǎo)體照明中的非成像光學(xué)及其應(yīng)用[J].北京：電子工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　[7] 王霖，錢可元，羅毅.新型LED航標(biāo)燈光學(xué)系統(tǒng)[J].光電工程，2007.</p><p>　　[8] 丁毅，顧培夫.實現(xiàn)均勻照明的自由曲面反射器[J].光學(xué)學(xué)報，2007.</

73、p><p>　　[9] 黃繼昌. 集成電路應(yīng)用300例[M].北京：人民郵電出版社，2002.</p><p>　　[10] 胡宴如.模擬電子技術(shù)（第三版）高等教育出版社，2008.</p><p>　　[11] 楊志忠.數(shù)字電子技術(shù)（第三版）高等教育出版社，2008.</p><p>　　[12] 張大彪.電子技能與實訓(xùn)(第二版) 電子工業(yè)出版

74、社，2008.</p><p><b>　　附錄:電路圖</b></p><p><b>　　謝辭</b></p><p>　　轉(zhuǎn)眼間，大學(xué)就要結(jié)束了，本次畢業(yè)設(shè)計也圓滿完成任務(wù)，達到預(yù)期的設(shè)計要求和設(shè)計目的。并感到有很大的意外收獲，在自己不斷地閱讀和轉(zhuǎn)眼課外書籍，我對電子這門行業(yè)有了更深的理解，很感謝老師和學(xué)校的栽培！&

75、lt;/p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是我們學(xué)習(xí)鍛煉的一次好機會，它能鞏固專業(yè)技術(shù)的理論知識，提高電路的設(shè)計水平，加強綜合分析問題和解決問題的能力，也能進一步培養(yǎng)我們的實驗技能和動手能力，啟發(fā)我們的創(chuàng)新意識及創(chuàng)新思維。因此，我們必須以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度來設(shè)計方案，積極的查閱各種資料，認(rèn)真的整理記錄，勇于創(chuàng)新思考。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計讓我學(xué)到了很多東西，也很好的鍛煉了我自己，讓自己動手動腦的能力