[论文]电冰箱保护器的设计

1、目 录一. 设计任务和指标要求2.二. 设计框架和整机概念3.三. 各单元电路的设计方案与原理说明4四. 仿真调试过程及结果分析5五. 设计。安装及调试中的体会6六. 参考资料7.七. 附录8.附件1. 整机逻辑电路图9附件2. 元件清单10二：电路设计1. 电路原理 本电路主要用lm339的两个比较器与电位器组成过电压、欠电压检测电路；vt1构成电子开关，当电压在180v280v范围内时，指示灯d1会 发亮，否则会熄灭。ne555组成延时电路。 负载继电器ne555电压比较器ne555其工作原理：接通电源后，市电220v在变压器，整流桥，还有稳压器后，稳定在直流12v。根据变压器的变压系数，

2、调整电位器rp2与rp3，使市电电压保持在正常范围内，指示灯led保持发亮。因为c1两端初始电压为0v，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k-1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坏。

3、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。2.2 参数的选择计算 设变压器的变压系数是20：1，整流后的输出电压u31.2u2, 当u1分别为220v、180v、280v时，u2、u3、va 的计算如下： u1=220v u2=22020=11v u3=1.211

4、=13.2v 则,va=6.6v u1=280v u2=28020=14v u3=1.214 =16.8v 则,va=8.4v u1=180v u2=18020=9v u3=1.29 =10.8v 则,va=5.4v 因此可得，比较器的上限电压为8.4v,下限电压为5.4v。调节电位器rp2和rp3，使lm339 的5 脚电压为8.4v，8脚电压为5.4v，使电路在180vu1280v范围能正常工作。 电网由断电到恢复供电后，电冰箱要延迟一段时间才能正常工作，此延时时间由ne555 的外围电路c1和 r3 决定： 1.1r3c1 电路要求延时5 分钟（即300秒），设c1=220f,则r3 的

5、阻值计算如下： r3 = 300 ( 1.122010-6) 1.2106 2.3 电路的pcb 图由于是用直流电进行测试，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，其工作原理和上图一样。原理图：则该原理图的pcb 图如下所示：三.安装调试 在制作前，首先根据设计方案用面包版进行连线，目的是为了检验设计的线路是否正确，避免用感光板做成实物后要不断修改电路。 面包版连线完成后，确认连线以及各元器件的正负没有错误后（应当特别注意集成块的地线和

6、电源线），就开始调试了。调试的步骤如下： 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，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，就要检查线路是否连接正确，确定连线正确后再调试，如果仍有问

7、题，则检查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须接一个电阻，该电阻的大小会影响输出端高电位的值，电阻一般选315k。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极和负极。 当比较电路调试完毕后，就可以进行整机的调试。调试前还是要检查一遍电路的连线，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：当输入电压由0 跳到正常电压的范围内，此时，d1 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；当输入电压在范围外恢复到正常电压范围内时，工作情况与相同； 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； 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。 调试完成后就可以印制电路版了，因为这次是用感光板来制作，所以在制作前要利用protel99se 软件进行电脑布线，布线时最好把电源线和地线加粗,这样可以减