项目8 制作家用调光台灯电路

模拟电子技术课程设计台灯调光电路班级：电0905-6班学号：20092404姓名：史奕完成日期：2011年7月1日摘要针对这次模电课程设计，我选择了台灯调光电路，我所设计的电路是一个可控硅调节电路，人们可以根据需要选择不同的光照强度。

将调光台灯放在卧室、客厅、书房满足人们的日常生活需求。

使人们的生活和学习更加方便，更加舒心。

选择这个设计电路，主要是考虑到该电路的实用性和可靠性，在该电路中，我采用了可控硅整流元件、4.7uF电解电容、led发光二极管、电位器等元件，其中单向可控硅是MCR100-6，二极管使用1N4007。

灯泡选择的是60W以下的白炽灯。

关键字：可调台灯可控硅目录1．设计内容及要求 (4)1.1 设计目的及主要任务 (4)1.2 设计思想 (4)2. 方案设计与实现 (5)2.1 可控硅原理 (5)2.2 可控硅控制电路的导通 (5)3 各个元件的参数分析与计算 (6)4 台灯调光电路的最终原理图与工作原理 (6)5 台灯调光电路的安装与调试 (7)5.1电路的焊接 (7)5.2 硬件的调试 (8)6 总结及心得体会 (8)7 课程设计评分标准 (9)8 参考文献 (9)9 元件列表 (10)1 设计内容及要求1.1 设计目的及主要任务设计目的：由于台灯调光电路具有很高的使用性、实用性，平时放在卧室里、书房里、客厅里，满足人们的需求，方便人们的生活。

设计任务：通过设计该电路，要充分了解并掌握电路的焊接方法、电路的工作设计原理，在设计电路的过程中，通过上网或查阅参考资料，提高自己独立分析问题、解决问题的能力。

了解各种常见电子器件的特性，学会撰写课程设计报告。

1.2设计思想图1台灯调光电路该方案可根据不同环境对光照的需求不同来调整在不同光强下关闭和打开电灯。

具有很大的实用价值。

2、方案设计与实现2.1 可控硅的原理可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成。

项目教学案例家用调光台灯电路的安装与调试马小青徐州经济开发区工业学校项目名称：家用调光台灯电路的安装与调试一、项目目标1．知识目标：①通过该项目的学习，学生应当能够读懂项目任务书，看懂任务书中的电路原理图，分析电路工作原理，根据项目实训评价明确制作考核要求和评分标准。

②熟悉电路原理图并用Protel 99se绘制电路原理图。

③能熟练运用万用表检测各元器件的质量。

④能熟练使用各焊接工具按照电路原理和工艺要求完成电路的连接。

⑤熟练运用电子测量工具完成电路的调试和故障的排除。

2．能力目标：①通过教师、同学及网络的帮助，感受实际工作的一般工作流程，学会表达解决问题的过程和方法，培养学生综合运用知识分析、处理实际问题的能力；②锻炼学生发现问题的能力，提高学生组织能力、交往与合作能力、学习技能。

3．教育目标：①培养学生积极进取，大胆创新的良好习惯；②培养学生实际操作能力，以及与同伴合作交流意识和能力，加强团队合作。

二、项目分析1、项目重点家用调光台灯电路的安装及测试2、项目难点（1）学生综合运用知识来解决实际问题的能力（2）分工合作完成整个项目（3）突破重点、难点：①学生在老师的引导下完成项目。

②教师帮助个别学生提高水平。

三、教学策略分析1．学习者分析学生学习该项目之前已经掌握了元器件检测、焊接、利用Protel 99se绘制电路原理图等基本技能。

2．教学理念和教学方式教学是师生之间、学生之间交往互动与共同发展的过程。

采用项目教学法学习，教师可以利用网络的优势，成为知识传播者、问题情境的创设者、尝试点拨的引导者、知识反馈的调整者。

学生是学习的主人，在教师的帮助下，小组合作交流中，利用动手操作探索，发现新知识，自主学习。

教学评价方式多样化，包括师生评价、学生评价、小组评价等多种方式。

在课堂上利用明确无误的工作表结果对学生的学习和练习作出评价，让每个学生都能体验到成功的乐趣。

采用项目教学法，让学生把分散知识的各知识点综合起来，应用于实际的行业工作中。

调光台灯电路实训报告调光台灯电路实训报告一、实训目的本次实训的目的是通过实际操作，深入了解调光台灯电路的工作原理和电路设计，掌握基本的电子电路安装和调试技能，培养实践能力和动手能力，增强对电子技术的兴趣。

二、实训设备与材料1.调光台灯电路套件2.螺丝刀、电烙铁、焊锡3.导线、LED灯珠、电源插头4.万用表、示波器（可选）三、实训步骤与内容1.电路原理分析：首先，对调光台灯电路的原理进行分析。

该电路主要由电源、电位器、LED灯珠、限流电阻和开关组成。

通过调整电位器，可以改变LED灯珠的亮度。

2.电路板装配：根据电路原理图，将各个电子元件安装在电路板上。

特别注意LED灯珠的正负极性不能接反。

3.电源接入：将电源插头接入电路，并确保开关处于关闭状态。

4.通电测试：打开开关，观察LED灯珠的亮度变化。

通过调整电位器，可以明显看到LED灯珠的亮度变化。

5.调试与优化：如果发现LED灯珠不亮或亮度变化不明显，可能是由于电路装配错误或元件故障。

使用万用表检查各个节点电压，找出问题所在，并进行调整和修复。

6.性能测试：在完成调试后，对调光台灯进行性能测试。

观察在不同亮度下的LED灯珠表现，并记录相关数据。

7.整理与总结：整理实训过程中的数据和心得体会，撰写实训报告。

四、实训结果与分析通过本次实训，我们成功地组装并调试了一款调光台灯电路。

在整个过程中，我们不仅学会了基本的电子装配技能，还深入了解了LED灯珠的工作原理和调光控制方法。

以下是对实训结果的分析：1.成功点：我们成功地按照电路原理图将各个元件组装到电路板上，并在通电后实现了LED灯珠的正常发光和亮度调节。

这表明我们的装配技能和基础知识掌握得还不错。

2.不足点：在调试过程中，我们发现部分LED灯珠的亮度变化不太均匀。

经过检查，发现是部分限流电阻的阻值不准确导致的。

这个问题的出现提醒我们在装配过程中要更加细心和精确。

3.改进方向：为了进一步提高电路的性能和稳定性，我们计划在未来的实训中更加注重元件的选择和精确测量，确保每个元件的参数符合设计要求。

台灯调光电路的制作与调试【教学目标】1、知识目标：掌握台灯调光电路的制作与调试及台灯调光电路的原理分析。

2、能力目标：通过台灯调光电路制作，采用理论与实践相结合的教学方法，培养学生的的自主学习能力和团结协作能力。

3、情感目标：通过教学的，使学生由“教我学”变“我要学” ，既提高学生的动手能力，又提高专业理论水平，同时激发学生的好奇心和求知欲，增加学生的自信心和成就感。

【教学重点】台灯调光电路制作与调试。

【教学难点】单结管张弛振荡器的自激振荡原理的分析。

【教学方法】任务教学法、小组学习法【课时】本课共需要 3 课时。

第 1、2 课时主要完成电路的制作与测试。

第 3 课时主要对工作原理进行分析。

【教学过程】教学过程教师活动学生活动一、复习提问 1：桥式整流电路的工作原理。

提问 2：可控硅的工作特点。

提问 3：单结管的负阻特性提问 4：RC电路的充放电过渡过程（提问主要是检查学生上一节课掌握的情况）二、引入可控硅是一种可控整流器，又称晶体闸流管（简称晶闸管）。

常用的有单向可控硅，双向可控硅和光控可控硅。

它具有体积[ 学生回答1] [ 学生回答2] [ 学生回答3] [ 学生回答 4]教师活动学生活动小、重量轻、效率高、寿命长、防潮、使用维护方便等优点。

广泛地应用于可控整流，交直流无触点开关、逆变换器等设备中。

（指出可控硅的用途及性能）三、新授1、电路原理图（考查学生的识图及由电路图识别元器件的能力）[ 实践操作 1]学生根据学过的知识，由电路图选择合适的元器件及个数。

（主要由第1小组的同学完成）2、元器件的选择符号名称型号及个数VD1 ～VD4二极管1N4004×4 VS可控硅3CTVT单结晶体管BT33R1电阻51KΩR2电阻300ΩR3电阻100ΩR4电阻18KΩRP带开关的电位器470KΩC涤纶电容器0.022μFH灯泡220V/25W灯座电源线若干教师活动学生活动安装线若干（考查学生判断元器件好坏的能力）[ 实践操作 2]根据实践要[课上练习 1]求，独立使用（1）色环电阻如何测量；用万用表测量（2）二极管的测量和质量好坏的判别；元器件质量的（3）可控硅的测量及正确使用；好坏。

调光台灯电路原理
1.电源供电部分：
2.调光电路部分：
调整亮度的目的是通过改变电压或电流来改变灯光的亮度。

一种常见
的调光电路是通过PWM（脉宽调制）技术实现的。

PWM调光电路的工作原
理是通过改变电源输出电压的占空比来改变灯光的亮度。

PWM调光电路主要由以下几个部分组成：比较器、内部振荡器、PWM
信号发生器和功率放大器。

-比较器：比较器用于将输入的参考电压与反馈电压进行比较，并输
出PWM调光信号。

-内部振荡器：内部振荡器产生一个基准频率信号，用于生成PWM调
光信号。

-PWM信号发生器：PWM信号发生器根据输入的参考电压和反馈电压，
以及振荡器的基准频率信号生成PWM调光信号。

-功率放大器：功率放大器用于放大PWM调光信号，驱动照明部分的
灯光。

3.照明部分：
照明部分一般由灯泡、LED灯等照明器件组成，用于产生光线。

调光
台灯的照明部分需要根据灯泡或LED灯的特性选择合适的驱动电压和电流。

此外，为了保证调光台灯的安全性和稳定性，还需要加入过载保护、
过压保护、过流保护等电路，以防止电路损坏或发生意外。

总结起来，调光台灯电路的原理是通过合适的电源供电、PWM调光电路和照明部分组成，实现对灯光亮度的调节。

调光电路通过PWM技术改变电压或电流来改变灯光亮度，保证台灯的安全性和稳定性的同时满足用户对不同亮度的需求。

科学综合活动课之一——制作可调节亮度的小台灯［设计意图］制作可调节亮度的小台灯．．．．．是一项．．．．．．．．．．．(．或制作可调节转速的小风扇．．．．．．．．．．．．)．的实践活动集电路、电流、电压、电阻（甚至涉及到电功率）于一体的综合性制作活动。

通过这项制作活动，可以使学生知道滑动变阻的原理和应用；进一步理解电流跟电．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．压、电阻的关系，也为后面电功率知识的学习积累了直接经验。

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．制作中所用到的材料也是比较易得的，关键是电阻丝材料的选择和滑片滑动效果是这一制作中的难点。

由于这项制作的成品形式是多种多样的，外观形状和内部结构，给出了较大的创造空间，学生可根据自己的兴趣，爱好、思维上的联想创作出可种各样的作品，可以使学生初步形成在知识转化为技术的同时，要考虑产品的外观设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．、．产品使用时是否可靠安全等意识．．．．．．．．．．．．．．。

．［教学目标］1．会用滑动变阻器改变电流大小的原理制作一个亮度可调节的调光灯。

2．初步形成根据制作产品的功能，选择器材、材料并将有机的结合起来的能力和在制作中将各种技能、技术运用在产品制作中的能力。

3．通过设计、制作产品，体验成功喜悦，享受创造的快乐。

能够体现三维目标［教学重点和难点］1．电阻丝材料的选择和滑动变阻器的结构、长度以及滑片滑动效果、接触性等。

2．电源电压的选择及起保护作用的定值电阻大小的确定。

3．模型外观、结构的设计及内部电路的布局。

［教具和学具］教具：实物投影仪。

学具：小灯泡（2.5V0.3A）学生用电流表和电压表、开关、各种铅笔、电阻丝、导线、金属回形针、干电池若干节、带有各种图案的硬纸片、各种工具、电烙铁等。

［课前准备］为为制作可连续调节亮度的调光灯的模型准备自己所需要的材料。

［教学过程］［教学资源］本节课的教学设计是根据以往学生在小制作实践活动的基础上设计的，因此比较切合学生的实际情况。

简易台灯制作原理制作简易台灯的原理是基于电路原理和光学原理的结合。

下面是一个简单的制作步骤：1. 准备材料：一个透明的塑料杯、一根较细的金属导线、一个LED灯、一个电阻、一个开关、一个电池盒和一节5V电池。

2. 将金属导线剪成适当长度，并在一端形成一个小圈。

3. 将LED灯的两个引脚依次与电阻和导线的小圈相连。

确保连接牢固且导线和引脚之间没有断开。

4. 将导线的另一端插入塑料杯的顶部。

确保导线与杯子接触良好。

5. 将开关拼接到电池盒上的两个端口上，使其与电池盒相连。

6. 将电池盒连接到金属导线的另一端。

确认电路连接无误，并确保金属导线与开关和电池盒之间有良好的接触。

7. 将LED灯轻轻放入塑料杯中，并确保其正面朝上。

8. 将5V电池放入电池盒中。

9. 打开开关，电路即可通电，LED灯就会亮起来。

制作原理解释：当电池通电后，电流从正极流向负极，通过电路中的电阻。

电流经过电阻时会产生电压降，使得电阻两端的电压降低。

此时，电压较低的一端将作为电流的接地，而电流则从电池正极流向电阻，再从电阻流向LED灯的正极。

当电流通过LED灯时，LED灯会发出光线。

LED灯的发光原理是通过电流通过半导体材料时产生的电子和空穴的复合放出能量，从而产生可见光。

塑料杯的作用是将LED灯的光线进行扩散和折射，使得光线更加均匀地散发出来。

开关起到控制电路通断的作用。

当开关关闭时，电路断开，LED灯即停止发亮；当开关打开时，电路连接，电流通过LED灯，使其发光。

通过以上步骤的制作，我们就可以制作出一个简易的台灯。

制作一个亮度自动稳定的调光台灯在电网电压不稳定的区域，由于电压波动，会造成台灯的亮度忽明忽暗，影响学习。

在调整调光台灯的发光亮度时，如果电网电压不稳定，台灯的亮度将随着电压的波动而变化。

在下图所示的调光台灯电路增加了光敏电阻R4，自动稳定台灯的亮度。

该电路还可以通过调节电位器RV1，改变电容C1的充电时间，从而使晶闸管的导通角改变，使台灯的亮度随着改变。

一、电路工作原理该电路自动稳定亮度的工作原理是：采用光敏电阻反馈电路。

光敏电阻R4是根据光导效应制成的光电转换器件。

有些半导体在黑暗环境下，电阻值很高，但是受到光照后，半导体内部的原子可释放出电子，激发出电子---空穴对。

从而使半导体的导电性能增强，阻值降低。

并且照射的光线越强，阻值就会越低。

这种由于光线照射强弱而导致半导体电阻变化的现象称为光电效应。

具有光电效应的电阻称为光敏电阻，用光敏电阻制成的器件称为光导管，但通常简称为光敏电阻。

假如电网电压升高，灯光亮度就会加强，光敏电阻R4受到的照度增大，阻值减小，R4所在的支路分流加大，使电容C1两端电压上升变慢，导致晶闸管VT的导通角变小，灯光变暗。

相反，在电网电压下降时，灯光减弱，R4变大，C1充电加快，VT的导通角变大，灯光又变亮。

这样灯光会在一个很小的范围（人眼几乎感觉不到）内自动调节，相对稳定。

二、元件选型光敏电阻R4选用MG45型硫化镉光敏电阻，晶闸管VT为3A，400V的双向晶闸管；双向二极管VD为2CTS2，NT413等。

RV1选用长轴电位器，RV2选择微调电位器。

三、调试调试时，首先挡住光线，使R4不受光照，调节RV1，使灯最亮，然后撤掉挡板，让R4受到光照，灯光应稍微变暗。

调整RV2，使这个变化不能太大，又不能没有，RV2经一次调整后不需要再调整。

光照控制自动调光台灯电路设计与分析引言：随着人们对居住环境要求的提高，台灯作为一个常用的家居照明设备，其功能也在逐渐升级。

传统的台灯只能通过手动开关或旋钮来调节亮度，而现代的台灯往往带有自动调光功能，可以根据环境光照的强弱来自动调节亮度。

本文将详细介绍光照控制自动调光台灯电路的设计与分析。

设计目标及原理：该电路的设计目标是实现根据环境光照强度自动调节台灯亮度的功能。

当环境光照强度较弱时，台灯亮度增加；当环境光照强度较强时，台灯亮度减小。

实现该功能的原理如下：1.使用光敏电阻作为光照传感器，光敏电阻的电阻值与光照强度成反比，即光照越强，电阻越小。

2.将光敏电阻连接到一个模拟电路，通过对光敏电阻的电阻值进行测量，可以获取到当前环境光照强度的信息。

3.将环境光照强度的信息转换为控制台灯亮度的信号，并通过一个可调电阻来调节台灯的亮度。

4.根据光照强度的变化，实时调节台灯的亮度。

电路设计与分析：1.光敏电阻和模拟电路的设计：光敏电阻可以通过将其连接到一个电桥电路（由四个电阻组成）来进行测量。

电桥电路的作用是将光敏电阻的电阻值转换为电压信号。

根据电桥的测量结果，可以通过一个运算放大器对信号进行放大和处理，以便后续的控制。

2.可调电阻和台灯控制电路的设计：可调电阻可以通过调节电阻值来控制台灯的亮度。

将可调电阻与台灯控制电路相连，可以根据其电阻值的变化来控制台灯的亮度。

台灯控制电路可以使用 Triac 或 MOSFET 调光器来实现。

3.控制算法的设计：根据光照传感器的反馈信号和用户设定的亮度范围，设计一个控制算法来实现自动调光功能。

该算法可以根据光照强度的变化，实时调节台灯的亮度。

优缺点及应用场景：该电路设计具有以下优点：1.高度智能化：根据环境光照强度自动调节台灯亮度，无需人工干预。

2.节能环保：根据环境光照强度调节台灯亮度，可以有效节省能源。

3.调光范围广：可根据用户设定的亮度范围来调节台灯亮度，满足不同用户的需求。

调光台灯的电路非常简单，仅仅是一个可控硅调压电路而已。

市场上见到的电路大多是第二个图所示的电路，工作原理是：当交流电的正半周或副半周到来是，经过全桥整流，加到可控硅上的电源是单向的。

该电压通过电位器给电容充电，当电容C1上的电压达到一定数值后，就会触发可控硅导通。

调节电位器的旋钮，可以改变充电的时间，从而控制可控硅的导通角。

其中单向可控硅使用MCR100-6，二极管
使用1N4007。

灯泡应选择60W以下的白炽灯。

第一个图所示的电路性能更好一些，可以控制更大功率的电器。

普通调光台灯电路剖析
第一个电路中，220V交流电源直接通过灯泡、电阻R1、R2对电容C充电，当C两端电压达到双向触发管（DB-3）的导通电压时，双向触发管导通，双向可控硅VS也同时被触发导通，灯泡点亮。

调节R2能改变C的充／放电时间常数，因而改变触发脉冲的长短，改变了VS的导通角（导通程度），
达到调节灯泡亮度的目的。

第二个电路中，由灯泡、开关S、整流管VD1～VD4、单相可控硅VS与电源构成主电路；由电位器RP、电容C、电阻R1、R2构成触发电路。

接通220V交流电源后，经过VD1~VD4全桥整流得到脉动直流电压加至RP，给电容C充电，当C两端电压上升到一定程度时，就会触发可控硅VS导通，灯泡点亮。

同样的，调节RP能改变C的充／放电时间常数，因而改变触发脉冲的长短，改变了VS的导通
角（导通程度），达到调节灯泡亮度的目的。

调光台灯电路原理图⼯作原理？
调光台灯分为⽩炽灯泡调光台灯和LED调光台灯，前者⼀般采⽤可控硅来调光，后者⼤都采⽤PWM调光。

下⾯我们分别介绍⼀下这两种调光电路的⼯作原理。

▲⽩炽灯泡调光电路原理图。

上图是⼀个采⽤⽩炽灯泡的台灯常⽤的调光电路。

E为⽩炽灯泡。

RP为调光电位器，其与电容C2及单向可控硅VT⼀起构成⼀个简单的可控硅调光电路。

由于采⽤的是单向可控硅调光，故电路中加⼊四个⼆极管组成整流桥，以便能让⽩炽灯泡正常⼯作。

电感L和C1⽤来滤除调光电路的⼲扰。

调光时，只要调节电位器RP的阻值，即可改变电容C2的充放电速率，这样可控硅的导通⾓跟着发⽣变化，从⽽使⽩炽灯泡两端的电压也发⽣变化，这样也就改变了灯泡的亮度。

▲ LED调光电路原理图。

对于LED台灯，⼤都采⽤PWM专⽤IC来调光。

这⾥为了便于理解PWM的调光原理，选⽤⼤家熟悉的555电路构成的PWM发⽣器来介绍这种调光电路的原理。

图中555时基电路接成⼀个PWM发⽣器，其输出为脉冲宽度可调的矩形波信号，矩形波的频率主要由R1和C1决定。

电位器P1⽤来调节输出矩形波的脉冲宽度。

当555的输出端③脚输出不同脉冲宽度的矩形波时，LED灯珠两端电压的平均值就会发⽣变化，这样即可改变LED灯珠的亮度。