电冰箱保护器设计

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1、一、电冰箱保护器系统设计1.1设计要求本次设计任务基本要求设计制作一个电冰箱保护器，此保护器具有过、欠压切断，上电延迟等功能，具体如下所示。1.设计并制作电冰箱保护器，具有过、欠压保护，上电延时等功能。2.电压在180～250V范围内，正常供电时绿灯亮。正常供电范围可根据需要进行调整。 3.欠压保护：当电压低于设定允许最低电压时，自动切断电源，且红指示。 4.过压保护：当电压高于设定允许最高电压时，自动切断叫源，且红灯指示。 5.延迟保护：在上电、欠压过压保护切断电源、瞬间断电时，延迟3～5min才允许接通电源。欠压、过压保护后接通电源应同时满足已延迟3～5min且电压已

2、恢复正常才允许接通电源。1.2总体设计方案1.2.1设计思路题目要求设计一个电冰箱保护器。电冰箱对电源的波动范围有一定要求，而供电源其波动幅度常常超出电冰箱的允许波动范围。为了保证电冰箱能安全工作于规定的电源范围，在其的供电源端接入保护电路非常必要。设计中我们可以利用内部具有四个比较器的集成块LM324来进行电压比较，使电冰箱在规定的电源范围内工作，超出此范围时不工作，此过程可利用继电器的自动跳变功能来实现；延时保护可以利用定时器NE555组成单稳态触发器时电容的充放电来实现。101.2.2总体框图图1-1总体框图二、电冰箱保护器单元电路的设计a)直流稳压电源设计2.1.

3、1整流电路采用直流稳压电源设计思路（1）电网供电电压为交流220V（有效值），50Hz，要获得低压直流输出，首先须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要的交流电压。（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向的直流电，但其幅值变化大。（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑的，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。（4）滤波后的直流电压再通过稳压电路，便可得到基本上不受外界影响的稳定的直流电压输出，供给负载。2.1.2直流稳压电源的原理框图分析10~220V变压电路整流电路滤波电路稳压电路接负载图2-1直流稳压电源框图采用电源变压器将电网220V，50Hz

4、交流电降压后送整流电路，整流桥选用的二极管需要考虑允许承受的电压和电流值。滤波器常采用无源元件R，L，C构成的不同类型滤波电路。由于本电路为小功率电源，故可用电容输入式滤波电路。稳压电路采用串联反馈式稳压电路。比较放大单元采用分立三极管组成的差动放大器或者集成运算放大器，可提高电路的稳定性。过流保护器：串联稳压电路中，调整管与负载串联，当输出电流过大或者输出短路时，调整管会因电流过大或电压过高使管耗过大而损坏，所以须对调整管采取保护措施。2.1.3直流稳压电源特点采用集成稳压器构成直流稳压电源，具有使用方便，结构简单及性能优良等许多特点，因而得到广泛应用。从电路中我们可看

5、出，此电路多加了一只三极管和几只电阻，R2与D组成BG2的基准电压，R3，Rp，R4组成了输出电压取样支路，T2b点的电位与T2e点的电位进行比较（由于DZ1的存在，所以T2e点的电位是恒定的），比较的结果有T2的集电极输出使T2c点电位产生变化从而控制T1的导通程度（此时的BG1在电路中起着一个可变电阻的作用），使输出电压稳定，Rp是一个可变阻器，调整它就可改变A点的电位（即改变取样值）由于T2e点的变化，T2c点电位也将变化，从而使输出电压也将发生变化。这种电路其输出电压灵活可变，所以在各种电路中被广泛应用。10图2-2直流稳压电源电路图2.2由NE555定时器组成的

6、单稳态触发器图2-3NE555定时器组成的单稳态触发器2.2.1单稳态触发器的工作原理1．稳定状态没有加触发信号时，为高电平。接通电源后，10经电阻R对电容C进行充电，当电容C上的电压时，输出。与此同时电容C迅速放完电，，不变。2．触发进入暂稳态当由高电平变为低电平时，此时，输出由低电平跳跃到高电平。此时，电源经R对C充电，电路进入暂稳态。在暂稳态期间内输入电压回到高电平。3．自动返回稳定状态随着C的充电，电容C上的电压逐渐增大。当上升到时，输出由高电平跳跃到低电平。与此同时，C迅速放完电，。电路返回稳定状态。单稳态触发器输出的脉冲宽度为暂稳态维持的时间，它实际上为电容C

7、上的电压由V充到所需的时间，可用下式估算:式中R和C为外接电阻和电容。2.2.2由NE555定时器组成的多谐振荡器NE555定时器组成的多谐振荡器如图2-4所示10图2-4NE555定时器组成的多谐振荡器其工作原理如下：多谐振荡器只有两个暂稳态。假设当电源接通后，电路处于某一暂稳态，电容C上电压略低于，Uo输出高电平，V1截止，电源通过R1、R2给电容C充电。随着充电的进行逐渐增高，但只要，输出电压Uo就一直保持高电平不变，这就是第一个暂稳态。当电容C上的电压略微超过时(即U6和U2均大于等于时)，RS触发器置0，使输出电压U