项目一线性门控开关方法一

项目一打卡：线性门控开关学习笔记

一、项目背景介绍
在电房里，当有电工进入电房时，灯会亮，从而提醒别人不要打开电闸，以免威胁到电工的生命安全。

二、项目评估

1、供电电源：220AC
2、降压：变压器（220VAC——>16VAC）

变压器价格比较贵，见项目二里面的电容降压

3、整流：整流桥（16VAC——>16VDC）
4、滤波：电容滤波
5、开关：门打开，开关断开；门关闭，开关闭合

三、项目原理图绘制

1、原理图设计思路

220VAC—变压器—>16VAC—桥式整流—>23VDC—电容滤波—>滤波—采用线性电源LM7805—>降压—串联一个开关—>电灯

2、分步骤介绍
2.1 采用电压源还是电流源？

电流源：能够提供恒定电流的电源
电压源：能够提供恒定电压的电源
家用采用电压源，因为电流源是在源源不断的消耗能量，不管器件是否在使用
DC电源种类：3.3V、5V、12V、15V
AC电源种类：220V、110V
经过变压器后：24V、14V、16V

2.2 16VAC——>23VDC

用一个三接口的接插件p1，一端接经过变压器降压后的16VAC，一端接整流桥，如下图所示。

通过整流桥后，电压会变成原来的1.414倍，即根号2倍。也从交流电转换为直流电
整流桥可以采用KBJ401

整流桥工作原理

在交流电的正半周期：电流流经路径如图所示，每过一个二极管，电压都会被消耗0.7V

在交流电的负半周期：电流流经路径如图所示

2.3 电容滤波

先采用一个有极性电容滤波，再采用一个无极性电容（容量小，精度高）滤去尖峰电压
有极性电容是滤去低频波
无极性电容是滤去高频波以及尖峰电压、浪涌电流，正常取值为104
同体积的电容有极性电容容量大
C1的电压为23V×1.5，取35V。见知识点7
C1=10mA/(23*5%*100)=68uF，要留有一定的余量，所以取680uF

2.4 降压（23VDC——>5VDC）

LM7805是一个线性降压器件，其1脚输入端接入一个大于5V的电压，2脚接地，3脚输出端会输出一个5V电压。
采用LM7805进行降压，注意LM7805的输入电压不能太大，因为线性降压电源上面压差太大的话，LM7805上会很热。可以查看数据手册，看最大输入电压为多少。
LM7805的功率为：(23-5)V*10mA=0.18W

2.5 点亮LED灯

LED灯工作电压为3.3V，在3~10mA下可正常工作
> LED灯可采用0805封装
C3取值见下面知识点8，C3的电压取值为10V

R1上的电压值为（5-3.3）V=1.7V
让LED灯上流过的电流为10mA，则R1=1.7V/10mA=170Ω

R1的功率=1.7*1.7/170Ω=0.012W
可采用0805封装

四、元器件选型

小知识点：

1、电阻的作用：分流、限流、分压、偏置、滤波（与电容组合使用）和阻抗匹配。

电阻阻值精度为：E-24系列和E-96系列
E-24系列精度为5%（可用于限流电路）
E-96系列精度为1%（可用于分压电路）

2、电容的作用:隔直流通交流，旁路，耦合，滤波，补偿、充放电，储能等。

耦合：使交流信号向下一级通过，而直流阻断的器件
旁路：将直流电源中的交流分量，通过电容耦合到电源地中

3、做出的实物要在高温85°C、高湿度95度的环境下工作三个月才算达标，在后期的高级课程中会把元器件的温度特性给考虑进去。
4、二极管具有单向导通性，且二极管之间要有0.7V左右的压差电流才可以从二极管的正端流向二极管的负端。
5、封装：设计中常用贴片电阻和电容封装及对应的功率

1210——1/2W
1206——1/4W
0805——1/8W
0603——1/10W
0402——1/16W

6、纹波：纹波是由于直流稳定电源的电压波动而造成的一种现象

电容容量越大，纹波越小，价格越贵

7、工程中纹波在3%~8%，电容上耐压正常是电压的1.5倍

C=Iout/▲v*f
▲v：纹波 f：频率

8、任何一个电源对负载传送能量时都需要加一个储能电容，当后面负载电流小于100mA时，电容可取220uF或330uF

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