过电压欠电压保护器.docx

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过电压欠电压保护器

过电压欠电压保护器

张凡

（陕西理工学院物理系电子信息科学与技术专业电信081班）

指导教师：

宋卫星

[摘要]该保护电路通过对所供电设备电压进行取样检测，如电压出现过压、欠压现象时（过压、欠压值可根据所需设定），保护电路内部执行继电器延时，释放（保护电路在正常工作时无过压、欠压情况下内部执行继电器呈吸合状态）。

从而达到对用电设备的保护。

[关键词]比较器，NE555,继电器，保护电路

Theovervoltageisowedthevoltageprotectingdevice

ZhangFan

（class081ofelectronicinformationscienceofShaanxiInstituteofTechnologydepartmentofphysicsandprofessionaltelecommunicationoftechnology）

Guideateacher:

Songsatellite

SummaryIt'stimetoprotectthecircuitthroughtakingasampletomeasuretothevoltageofthepowersupplyunit,ifvoltagepresentpigeonhole,owephenomenonofkeeping,（excessivepressure,owepersonwhopresscanestablishaccordingtoneed）,protectcircuitcarryoutrelaydelaytime,release.Thusuptotheprotectionoftheapparatusofpowerconsuming.

KeywordThecomparator,NE555,therelay,protectsthecircuit

第一章系统概述

1.1系统开发背景

随着电子技术的不断发展，模拟电子技术的缺点和局限性越发明显，模拟子技术的不稳定性、易干扰性等大大限制了其应用，且有阻碍电子技术发展的趋势。

19世纪兴起的数字电路以其先天的便捷、稳定的优点在现代电子技术电路中占有越来越重要的地位。

数字电路与模拟电路相比有显而易见的稳定性。

近年来，数字电路又有了巨大的发展。

可编程逻辑器件（PAL、GAL等）的发展和普及最终使IC的设计面向了用户（这是模拟电路无法做到的），而这毫无疑问会给用户带来巨大的便捷，从而奠定它在电子电路中的对位。

随着集成技术的进一步提高，各种新技术的出现和应用，人类历史横跨数码时代向更进一步发展已出现在各大型相关企业的宏伟蓝图中。

新世纪里谁掌握了新技术谁就得到了获胜的资本，也仅仅是资本而矣。

新世纪里电子行业的发展速度令人窒息，闻名的摩尔定律更把许多人威吓在门外。

可以展望，由数字构成的新世界即将出现。

将是人类文明的又一飞跃。

1.2系统研究目的和范围

长期以来，综合课程设计是以理论课教学、课程实验和课程设计等教学环节构成的。

我们在教学实践的过程中，结合理论教学的进程，在计算机上进行基础验证模拟仿真实验，作为教学的补充。

。

通过人机对话的方式，能使我们每个人都能亲自动手搭接电路，进行元件接线，参数设定。

边连线，边测试，边修改，边分析，并与理论计算结果进行对照。

可随时调整和修改元器件参数，分析各元件参数对电路的作用与影响。

调试和测量过程就是最好的学习过程。

在这样的实验中，把实验与理论有机的结合起来，加深了我们对理论的认识。

第二章电冰箱保护器电路设计

2.1设计题目

设计电冰箱保护器电路

2.2设计的目的

1.培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。

2.通过实际电路方案的分析比较，设计计算﹑元件选取﹑安装调试等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

3.掌握常用仪表的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。

4.了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的技术要求，编写设计说明，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图。

5.培养严谨的工作作风和科学态度，使学生逐步建立正确的生产观点，经济观点和全局观点。

2.3设计任务及要求

1.电冰箱对电源的波动范围有一定的要求，而供电电源，其波动幅度有时会超出电冰箱的允许波动范围。

当电冰箱压缩机在运转时，如遇电网意外断电又迅速恢复供电，会使压缩机承受压力过高而受损为了保证电冰箱能安全工作于规定的电源范围内，并且防止压缩机受损，在其的供电电源端接入保护电路是非常必要的。

2.（2当电压在市电正常范围内（180～280V），该灯发亮，否则会熄灭；NE555时基电路组成延迟记忆电路。

当市网电压过压（≥280V）或欠压（≤180V）时能自动切断冰箱交流供电电源；

3.上电、欠过压保护或瞬间断电时，要延迟一段时间才能通电。

复电延时功能：

从停电到来电时能延时3—5分钟再接通冰箱的交流电源；

4.因我们是用直流电进行调试电路，所以在制作电路版的过程中，我们把电路的变压器、整流电路及稳压电路三部分除去，然后用绿色的发光二极管代替电冰箱作为负载，具体的电路如下。

绿色的LED发光表示负载正常工作，红色的LED发光表示负载不工作。

2.4给定元器件：

LM339、555定时器构成的振荡器、比较器，电阻、放大器、继电器等元器件进行设计的。

2.5总体说明

2.5.1.电路原理

本设计的电路图如下页所示，其中LM339的两个比较器和RP2、RP3等组成过电压、欠电压检测电路；VT1构成电子开关，其中LED为电压指示灯，当电压在市电正常范围内（180V～280V），该灯发亮，否则会熄灭；NE555时其工作原理如下：

原理方框图

2.5.2比较器电路图

2.5.3传输特性

555定时器

555定时器产品有TTL型和CMOS型两类。

TTL型产品型号的最后三位都是555，CMOS型产品的最后四位都是7555，它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。

555定时器的电路如图9-28所示。

它由三个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电晶体管T、与非门和反相器组成。

2.5.4555定时器引脚图：

2.5.3555原理

555定时器（又称时基电路）是一个模拟与数字混合型的集成电路。

按其工艺分双极型和CMOS型两类，其应用非常广泛。

1．555定时器的组成和功能

图6—1是555定时器内部组成框图。

它主要由两个高精度电压比较器A1、A2，一个RS触发器，一个放电三极管和三个5KΩ电阻的分压器而构成。

它的各个引脚功能如下：

1脚：

外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。

8脚：

外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5~16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3~18V。

一般用5V。

3脚：

输出端Vo

2脚：

低触发端

6脚：

TH高触发端

4脚：

是直接清零端。

当

端接低电平，则时基电路不工作，此时不论

、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。

5脚：

VC为控制电压端。

若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。

7脚：

放电端。

该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。

在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为

的情况下，555时基电路的功能表如表6—1示。

表6—1555定时器的功能表

清零端

高触发端TH

低触发端

Qn+1

放电管T

功能

0

0

导通

直接清零

1

0

导通

置0

1

1

截止

置1

1

Qn

不变

保持

第三章电冰箱保护器电路实现

3.1电路的工作原理

接通电源后，220V交流电经变压器的降压、整流桥的整流、稳压器7812的稳压后，在RP2和RP3两端可获得约12V直流工作电压。

根据变压器的变压系数，调整电位器RP2

和RP3，使市电电压在正常范围内，上、下比较器都输出高电平，此时VT1导通，电压指示灯LED保持发亮。

因为C1两端初始电压为0，555时基电路的阈值端6脚为高电平，555时基电路复位，三极管VT2截止，继电器K1的常闭触点保持吸合，电冰箱电源被切断。

然后电源向C1充电，使2、6两脚电位不断下降，约经过5min，可使电位降至12V电压的1/3，555时基电路才置位，3脚输出高电平，VT2导通，继电器K1通电吸合，其常闭合触点K1断开，电冰箱通电工作。

当交流电网意外断电时，C1储存电荷通过R2、D5迅速泄放，当电网恢复供电时，电路又要延迟5min左右才向电冰箱供电，从而确保电冰箱压缩机不受损。

1.当市电电压升高到280V以上，上比较器输出低电平；市电电压下降到180V以下，下比较器输出低电平。

只要两者之一输出低电平，VT1截止，LED熄灭。

此时6脚为高电平，555时基电路复位，输出端3脚为低电平，电冰箱电源被切断，从而使电冰箱在电压过高或过低的情况下自动停止工作，保证了电冰箱能安全工作于规定的电源范围内。

当电压恢复正常时，电路要延迟5min左右才向电冰箱供电。

基电路组成延迟记忆电路。

因我们是用直流电进行调试电路，所以在制作电路版的过程中，我们把电路的变压器、整流电路及稳压电路三部分除去，然后用绿色的发光二极管代替电冰箱作为负载，具体的电路如下。

绿色的LED发光表示负载正常工作，红色的LED发光表示负载不工作。

3.2安装调试

我首先认真地检查了电路的连线，确认连线以及各元器件的正负没有接错后（应当特别注意集成块的地脚和电源脚），接着就可以调试了。

我是分功能块进行调试的。

调试的步骤如下：

我先调试比较电路这一部分，在调试前要把三极管VT1的集电极与二极管D5相连的线断开。

然后接上12V的直流电压，通过调节电位器RP2、RP3和利用电压表，可以确定比较器的上限电压（LM339的5脚电压）和下限电压（LM339的8脚电压），并且要求上限电压高于下限电压。

这时，如果线路正确的话，通过调节RP1的阻值，可以使发光二极管D1发光或者熄灭，其中D1发光代表输入的电压LM339的4或9脚电压）在上限和下限之间的范围内，D1熄灭代表输入电压在范围外。

如果该部分电路不正常工作的话，首先要检查线路是否连接正确，确定连线正确后再进行调试，如果仍有问题，检查LM339的2脚是否接上了上拉电阻，因为LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般接一只电阻，该电阻的大小会影响输出端高电位的值，电阻一般选3～15K。

其次，还要检查集成块LM339的3脚和12脚是否接上了电源的正和负极。

当比较电路调试完毕后，就可以进行整机的调试了。

调试前还是要检查一遍定时电路的连线，然后接通电源，看电路是否正常工作，是否满足设计的要求。

该电路正常工作的现象如下：

①当输入电压由0跳到正常电压的范围内，此时，D1（绿色）发光，D2（绿色，负载）仍不工作，大约经过5min的时间才开始工作（发光），D3（红色）则与D2相反；

②当输入电压在范围恢复到正常电压范围内时，工作情况与①相同；

③当输入电压在正常范围内跳到电压范围外时，D1、D2立即熄灭，D3发光，说明负载停止工作；

④当输入电压在正常范围内突然停电，所有的发光二极管都熄灭

3.3参考文献

①童诗白.现代电子学及应用.高教出版社，1994年

②王永军、李景华.数字逻辑与数字系统.电子工业出版社，2007年

③胡道元.计算机局域网.北京：

清华大学出版社，2002年

结束语

通过这次课程设计，我在许多方面都得益菲浅，学会了怎样设计、制作、安装、调试一个电子产品。

在这次设计中，我采用逐个击破，步步为营的方法，从电路方案的选定、成品的制作、以至各部分功能的调试，我都是分步完成的，先是把各部分功能一一实现，然后再实现整体功能。

这样做可以化繁为简，减少出错误的机会，即使出错了也比较容易发现，从而可以进行处理。

在本设计的写作和制作过程中，我的指导教师宋卫星倾注了大量的心血，从选题到开题报告，从写作提纲，到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题，严格把关，循循善诱。

为了指导我的毕业设计，他放弃了自己的休息时间；为了帮我调试电路，他忘记了下班时间；甚至为了帮我找一个电阻或电容而放弃手中的其他工作......他的这种无私奉献的敬业精神令人钦，在此我向他表示我诚挚的谢意。

同时，感谢所有任课老师和所有同学在这四年来给自己的指导和帮助，是他们教会了我专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人。

正是由于他们，我才能在各方面取得显著的进步，在此向他们表示我由衷的谢意，并祝所有的老师培养出越来越多的优秀人才，桃李满天下！

回首既往，自己一生最宝贵的时光能于这样的校园之中，能在众多学富五车、才华横溢的老师们的熏陶下度过，实是荣幸之极。

在这四年的时间里，我在学习上和思想上都受益非浅，这除了自身的努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。

仿真图片