模电课程设计-电冰箱过压欠压延时保护器设计报告.doc

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1、（华东）CHINAUNIVERSITYOFPETROLEUM模拟电子技术课程设计报告电冰箱过压、欠压、延时保护器设计一、设计目的（1）掌握电冰箱保护器工作原理。（2）熟悉比较器、555定时器和发光二极管的使用。（3）加深模电及数电相关知识的理解。二、电路设计要求设计一个过压、欠压、延时供电电路，可以通过电位器模拟调节过压和欠压，并使用发光二极管指示过压、欠压报警状态，使用发光二极管模拟指示电冰箱通电状态。冰箱上电时有延时通电要求，保护后恢复供电也要延吋送电，延时吋间是10秒左右。三、电路元件电位器

2、、LM339＞发光二极管、三极管、555定时器、电阻VCCR7U1BD21N400ZD1<-1N400710kOKey"0)Y1N4007R8IR910kO>4.3.9kO>12k0(R10?4/k0LED]LED?R5U1AIM339MCMR114kO7k0-WC210nFLED电路原理其中由I.M339的两个比较器组成过电压、欠电压检测电路，其中U1A比较器用于过电压检测，U1B比较器用于欠电压检测；Q2构成电子开关,其中LED1、LED2为过压和欠压指示灯，当电压在正常范围内（3V〜9V）,

3、LED1、LED2均不亮;VRW>9V时，LED1亮，过压指示；VRW<3V时,LED2亮，欠压指示；NE555吋基电路组成延迟电路。接通电源后，使电压在正常范围内，上、下比较器都输出高电平，此时Q2导通，因为C1两端初始电压为0V,555时基电路的6脚为高电平，555时基电路复位，电冰箱电源（LEDC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10s,可使电位降至12VH1压的1/3,555吋基电路才置位，3脚输出高电平，电冰箱（LED3）通电工作。电路仿真如下图所示，当电位器阻

4、值为总阻值的55%时，输入电压应为6.6V,电冰箱处于止常工作状态。VCC图2正常工作时电路当电网意外断电时，C1储存电荷通过R2、D4迅速泄放，当电网恢复供电吋，电路乂要延迟10s左右才向电冰箱供电，从而确保电冰箱压缩机不受损坏。当电压升高到9V以上，U1A比较器输出低电平；市电电压下降到3V以下，U1B比较器输出低电平，只要两者之一输出低电平，Q2截止，此时6脚为高电平，555时基电路复位，电冰箱电源（LED3）被切断，从而使电冰箱在电压过高或过低的情况下口动停止工作，保证了电冰箱能安全工作于

5、规定的电源范围内。当电压恢复正常吋，电路要延迟10s左右才向电冰箱（LED3）供电。VCC12V图3欠压时保护电路vccR3―LM555CN・・STC.・•1ST':OCTC”「：：：：r»U2iiH：：：：co*「：：：：■.xaa图4过压时保护电路LEO：mg五、参数确定1.比较器的上限电压为9V,下限电压为3V。调节电位器，使电路正常工作。电网由断电到恢复供电后，电冰箱要延时一段时间才能正常工作，此延时时间t由NE555的外围电路C1和Rio决定：tal.lXCiXRio,电路要求延时10秒

6、，设Ci=220uF,则Rio的阻值计算如下：R=104-（1.1X220X106）a47KQ2.LM339是集电极开路输出，使用时输出端到正电源须接一直电阻（称为上拉电阻，选3~15K）oR8为10K。六、问题分析对于测试时候老师提问的问题回答的不是很好，在这里对这几个问题进行比较完整的分析回答。（真心觉得提问不如考试）1、当接入两个比较器同相与反相端互相接反，会有什么现象发生？答：由于接入两个比较器同相与反相端互相接反，导致上面的比较器同相端电压为3V,下面的比较器反相端电压为9V,分析吋应该

7、分为三个部分分别进行说明：（1）当输入电压3V~9V时，上面的比较器U+VU-,输出低电平，红色LED常亮；下而的比较器U+vU・，输出低电平，黄色LED常亮；绿色LED熄灭，电冰箱工作不正常。（2）当输入电压小于3V吋，上面的比较器U+>U-,输出高电平，红色LED熄灭；下面的比较器U+U・，输出高电平，黄色LED常亮；绿色LED

8、熄灭，电冰箱工作不正常。总之，整个过程中黄色LED常亮，只有输入电压3V~9V时，红色LED才亮，电冰箱一直不能正常工作。2、二极管D3的作用是什么？答：钳位。由于与门输出低电平时实际上有二极管的压降，如果不加钳位二极管，如果二极管的压降大于Ube,那么三极管电路照样会导通，起不到保护的目的。3、R9的阻值改变，对三极管的工作状态有什么影响？答：三极管电路为共射极放大电路，R9相当于Rc,Rc的改变必然引起Uce的变化，导致静态工作点变化；但由丁•在这个电路中我们用的不是共射极放大