电网电压异常报警设计

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1、低频与数字电路课程设计报告一、任务技术指标1．此设计是对电网电压进行感应，用电陶瓷蜂鸣器作为电声元件。2．设电网电压的正常波动范围为190～250V（单相交流有效值），在此范围内，报警器不发声。3．当电网电压高于250V（误差不超过±5V）时，报警器发出两种频率交替的“滴—嘟、滴—嘟”声响。4．当电网电压低于190V（误差不超过±5V）时，报警器发出间歇式声响。二、总体设计思想1.基本原理该电路运用桥式电路先将电网上的交流电转换成直流电以提供采用信号，并通过稳压电路得到的直流电压为各用电器提供工作电压。比较电路用集成运算放大器搭成。报警电路采用555芯片构成的自激多谐振荡器，同时用逻辑

2、电路控制报警电路和指示电路工作的。电网电压工作分为三个范围：电压低于190V,即欠压工作状态，此时报警器发出间歇式声响；电压介于190V-250V之间，为正常工作状态，报警器不发出声响；电压高于250V，即超过压状态，此时报警器发出“滴—嘟、滴—嘟”声响。2.系统框图电网电压信号整流滤波稳压电路采样电路比较电路报警指示电路图1三、具体设计7低频与数字电路课程设计报告1.总体设计电路首先先把电网电压经过变压变压，桥式整流转换成直流电，用滤波器过滤掉交流信号，可以提供采用信号；再通过稳压器稳压后，输入比较器，通过采样电压和基准电压的对比，可以比较出采样信号是否在190V-250V之间，并通

3、过报警器做出相应的信号反应。2.模块设计1.降压电路降压电路就是把电网电压中的高压电通过变压器转换成低压电，以便通过其他电子设备是保证其他电子设备的安全图2此图即为实验时所用的变压器。2.整流电路整流电路就是通过桥式整流把交变电流转换成直流电流图3此图即为实验室所用到的整流电路。3.滤波电路滤波电路主要是为了过滤掉整流电路整流完后正下的交变电流，此实验用到了电容进行滤波，由于实验过程中后面采样电路采样时依然有将近1V左右的交变电流，所以次实验采样电路中添加了一个电感，过滤掉了1V的交变电流。7低频与数字电路课程设计报告图4此为滤波电路。4.稳压电路稳压电路就是通过通过集成稳压器进行稳压

4、，，使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载变化的影响。图5实验采用LM7809CT进行稳压。5.采样电路采样电路就是获取任何时刻的电网电压，并通过一定比例的缩小以便与基准电压比较的电压。图6此为采样电路。6.电路比较比较电路采用2个比较器，并用2个电位器设置好基准电压，与采样电压比较，以判断电网电压时候超过190V-250V。7低频与数字电路课程设计报告图7此为比较电路。7.报警电路本电路报警系统采用两个555定时器设置的报警器，当电网电压的正常波动范围为190～250V（单相交流有效值），在此范围内，报警器不发声。当电网电压高于250V（误差不超过±5V）时，报警器发出两种频率交替

5、的“滴—嘟、滴—嘟”声响。当电网电压低于190V（误差不超过±5V）时，报警器发出间歇式声响。1.仿真及仿真结果分析7低频与数字电路课程设计报告图8此为在Multisim中设计的电路图7低频与数字电路课程设计报告图9此为模拟300V电压时的波形图。图10此为模拟100V电压时的波形图。四、结论此设计实现了预定的设计任务，能够在电网电压为190V以下和250V以上是做出相应的信号反应，即当电网电压低于190V时，报警器发出间歇式声响，当电网电压高于250V时，报警器发出两种频率交替的“滴—嘟、滴—嘟”声响。当电网电压在这两电压之间时，不发出声响。完成实验的同时，对设计思想有了更加深刻的认

6、识，对各元器件的使用有了更加深刻的了解，并在实验过程中，对于实验中出现的某些错误可以一部分一部分隔离进行分析，最终确定错误所在，做出正确的电路图。7低频与数字电路课程设计报告参考资料[1]童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001.[2]阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001.注：[M]表示书或著作；[J]表示期刊、文献7