[論文]電冰箱保護(hù)器的設(shè)計(jì)

1、目 錄一. 設(shè)計(jì)任務(wù)和指標(biāo)要求2.二. 設(shè)計(jì)框架和整機(jī)概念3.三. 各單元電路的設(shè)計(jì)方案與原理說(shuō)明4四. 仿真調(diào)試過(guò)程及結(jié)果分析5五. 設(shè)計(jì)。安裝及調(diào)試中的體會(huì)6六. 參考資料7.七. 附錄8.附件1. 整機(jī)邏輯電路圖9附件2. 元件清單10二：電路設(shè)計(jì)1. 電路原理 本電路主要用lm339的兩個(gè)比較器與電位器組成過(guò)電壓、欠電壓檢測(cè)電路；vt1構(gòu)成電子開(kāi)關(guān)，當(dāng)電壓在180v280v范圍內(nèi)時(shí)，指示燈d1會(huì) 發(fā)亮，否則會(huì)熄滅。ne555組成延時(shí)電路。 負(fù)載繼電器ne555電壓比較器ne555其工作原理：接通電源后，市電220v在變壓器，整流橋，還有穩(wěn)壓器后，穩(wěn)定在直流12v。根據(jù)變壓器的變壓系數(shù)，

2、調(diào)整電位器rp2與rp3，使市電電壓保持在正常范圍內(nèi)，指示燈led保持發(fā)亮。因?yàn)閏1兩端初始電壓為0v，555 時(shí)基電路的閾值端6 腳為高電平，555 時(shí)基電路復(fù)位，三極管vt2 截止，繼電器k1的常閉觸點(diǎn)保持吸合，電冰箱電源被切斷。然后電源向c1 充電，使2、6 兩腳電位不斷下降，約經(jīng)過(guò)5min，可使電位降至12v電壓的1/3，555 時(shí)基電路才置位，3 腳輸出高電平，vt2 導(dǎo)通，繼電器k1通電吸合，其常閉合觸點(diǎn)k-1斷開(kāi)，電冰箱通電工作。當(dāng)交流電網(wǎng)意外斷電時(shí)，c1 儲(chǔ)存電荷通過(guò)r2、d5 迅速泄放，當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)供電時(shí)，電路又要延遲5min 左右才向電冰箱供電，從而確保電冰箱壓縮機(jī)不受損壞。

3、當(dāng)市電電壓升高到280v以上，上比較器輸出低電平；市電電壓下降到180v以下，下比較器輸出低電平只要兩者之一輸出低電平，vt1截止，led 熄滅。此時(shí)6 腳為高電平，555 時(shí)基電路復(fù)復(fù)位，輸出端3 腳為低電平，電冰箱電源被切斷，從而使電冰箱在電壓過(guò)高或過(guò)低的情況下自動(dòng)停止工作，保證了電冰箱能安全工作于規(guī)定的電源范圍內(nèi)。當(dāng)電壓恢復(fù)正常時(shí)，電路要延遲5min左右才向電冰箱供電。2.2 參數(shù)的選擇計(jì)算 設(shè)變壓器的變壓系數(shù)是20：1，整流后的輸出電壓u31.2u2, 當(dāng)u1分別為220v、180v、280v時(shí)，u2、u3、va 的計(jì)算如下： u1=220v u2=22020=11v u3=1.211

4、=13.2v 則,va=6.6v u1=280v u2=28020=14v u3=1.214 =16.8v 則,va=8.4v u1=180v u2=18020=9v u3=1.29 =10.8v 則,va=5.4v 因此可得，比較器的上限電壓為8.4v,下限電壓為5.4v。調(diào)節(jié)電位器rp2和rp3，使lm339 的5 腳電壓為8.4v，8腳電壓為5.4v，使電路在180vu1280v范圍能正常工作。 電網(wǎng)由斷電到恢復(fù)供電后，電冰箱要延遲一段時(shí)間才能正常工作，此延時(shí)時(shí)間由ne555 的外圍電路c1和 r3 決定： 1.1r3c1 電路要求延時(shí)5 分鐘（即300秒），設(shè)c1=220f,則r3 的

5、阻值計(jì)算如下： r3 = 300 ( 1.122010-6) 1.2106待添加的隱藏文字內(nèi)容3 2.3 電路的pcb 圖由于是用直流電進(jìn)行測(cè)試，在制作電路版的過(guò)程中，我們把電路的變壓器、整流電路及穩(wěn)壓電路三部分除去，然后用綠色的發(fā)光二極管代替電冰箱作為負(fù)載，具體的電路如下。綠色的led 發(fā)光表示負(fù)載正常工作，紅色的led 發(fā)光表示負(fù)載不工作，其工作原理和上圖一樣。原理圖：則該原理圖的pcb 圖如下所示：三.安裝調(diào)試 在制作前，首先根據(jù)設(shè)計(jì)方案用面包版進(jìn)行連線，目的是為了檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的線路是否正確，避免用感光板做成實(shí)物后要不斷修改電路。 面包版連線完成后，確認(rèn)連線以及各元器件的正負(fù)沒(méi)有錯(cuò)誤后（應(yīng)當(dāng)

6、特別注意集成塊的地線和電源線），就開(kāi)始調(diào)試了。調(diào)試的步驟如下： 先調(diào)試比較電路這一部分，在調(diào)試前要把三極管vt1 的集電極與二極管d5 相連的線斷開(kāi)。然后接上12v 的直流電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器rp2 、rp3，利用電壓表可以確定比較器的上限電壓（lm339 的5腳電壓）和下限電壓（lm339 的8腳電壓），并且要求上限電壓高于下限電壓。這時(shí)，如果線路正確的話，通過(guò)調(diào)節(jié)rp1 的阻值，可以使發(fā)光二極管d1發(fā)光或者熄滅，其中d1發(fā)光代表輸入的電壓（lm339的4或9 腳電壓）在上限和下限之間的范圍內(nèi)，d1 熄滅代表輸入電壓在范圍外。如果該部分電路不正常工作的話，就要檢查線路是否連接正確，確定連線正

7、確后再調(diào)試，如果仍有問(wèn)題，則檢查lm339 的2 腳是否接上了上拉電阻，因?yàn)閘m339的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時(shí)輸出端到正電源一般須接一個(gè)電阻，該電阻的大小會(huì)影響輸出端高電位的值，電阻一般選315k。其次，還要檢查集成塊lm339 的3 腳和12 腳是否接上了電源的正極和負(fù)極。 當(dāng)比較電路調(diào)試完畢后，就可以進(jìn)行整機(jī)的調(diào)試。調(diào)試前還是要檢查一遍電路的連線，然后接通電源，看電路是否正常工作，是否滿足設(shè)計(jì)的要求。該電路正常工作的現(xiàn)象如下：當(dāng)輸入電壓由0 跳到正常電壓的范圍內(nèi)，此時(shí)，d1 發(fā)光，d2（綠色，負(fù)載）仍不工作，大約經(jīng)過(guò)5min 的時(shí)間才開(kāi)始工作（發(fā)光），d3（紅色）則與d2 相反；當(dāng)輸入電壓在范圍外恢復(fù)到正常電壓范圍內(nèi)時(shí)，工作情況與相同； 當(dāng)輸入電壓在正常范圍內(nèi)跳到電壓范圍外時(shí)，d1、d2 立即熄滅，d3 發(fā)光，說(shuō)明負(fù)載停止工作； 當(dāng)輸入電壓在正常范圍內(nèi)突然停電，所有的發(fā)光二極管都熄滅。 調(diào)試完成后就可以印制電路版了，因?yàn)檫@次是用感光板來(lái)制作，所以在制作前要利用protel99se 軟件進(jìn)行電腦布線，布線時(shí)最好把電源線和地線加粗,這樣可以減