电冰箱保护器

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1、五邑大学电子技术基础课程设计题目：电冰箱保护器设计与制作院系信息工程学院专业轨道交通自动化学号11071339学生姓名唐伟轩指导教师杨敏报告日期2013年11月61、题目概述我国的市电标准是频率为50HZ，有效值为220V的正弦交流电，但是由于各种用电设备造成的或者是电网的自身原因，到达用户家的电绝对不可能是标准的正弦交流电。再加上一些特殊因素造成的事故，如雷雨天气，使得电网出现故障，会使得突然停电，当电网恢复正常时，刚开始那几分钟的电是波动较大且高频分量较多。在此前提下，为了电冰箱的压缩机能正常工作且保证其使用寿命，设计一个电冰箱保护器，

2、当电网因为特殊原因断电后，再次来电时，保护器会自动延时5分钟再给电冰箱压缩机供电，且在市电电压过高（280V）和过低（180V）时切断冰箱电源。2、电路设计2.1、设计要求根据要求，主要保证电冰箱在电压为180~280时才正常工作，这个功能只需要用LM339设置一个双限比较器就行了，再有一个就是要在市电刚刚到来时，延时5分钟才给电冰箱供电，这里的延时，只需用NE555的单稳态形式就可做到，而这些信号都是施加在继电器上，通过继电器来控制电冰箱的工作与否。通过这些构想，初步画出保护器的电路构架，如图1所示图12.2、电路原理图及工作原理根据电路

3、构架的细致分析，设计出如图2的主体电路原理图。由于LM339、NE555这两个芯片的工作电压都是在5~18V的直流电为了保证芯片能正常工作，先对市电降压18V交流电，整流后用LM7812稳压到12V给后级供电，而参考电压则直接选取整流后的电压。这里考虑到LM7812要正常工作，必须要有3V以6上的工作电压，而220V/15V=14.6,180V/14.6=12.8V，就是当市电低于180V时，LM7812是不能正常工作的，所以才要降压到18V，这样即使市电低于180V，降压后电压都会高于15V，后级都能正常工作。这里的V1为参考输入电压，为

4、了保证能保证这个电压不能高于双限比较器的高端电压最大值，直接两个10K电阻分压，得到的是输入电压的一半。RP2这个电位器这里输入的是双限比较器的高端电压，接到比较器的正电源端，RP3这里输入的是低端比较器的负电源端。当市电刚到来时且在正常电压范围内，此时高端比较器和低端比较器的输出都是高电平，三极管VT1导通，集电极为低电平，而此时的C1电压为零，则使得NE555的2、6脚电压为VCC高于2/3VCC，使得3脚没有输出，为低电平，三极管VT2截止，继电器不能吸合，电冰箱不能工作，此时的NE555为暂稳态，随着C1的充电，经过大概五分钟2、6

5、脚的电压低于1/3VCC，3脚变为有输出，为高电平，三极管VT2导通，继电器吸合，电冰箱正常工作。图2当市电高于280V或者是低于180V时，会使得参考输入电压高于高端电压或者是低于低端电压，这时总有一个比较器输出为低电平，另一个为高电平，再根据LM339里输出的开漏特点，这时VT1基极仍然是低电平，VT1不导通，集电6极为高电平，导通D5，使得NE555的2脚和6脚的电压超过2/3VCC，使得3脚无输出，为低电平，VT2截止，继电器断开，电冰箱停止工作。当电压恢复正常时，高端比较器和低端比较器都输出高电平，VT1导通，D5截止，NE555

6、的2、6为低电平，3脚有输出，电冰箱重新正常工作。2.3、电路的调试及参数的计算2.3.1、由于调试电路时使用的是直流电，所以把变压器和电冰箱去掉了，加了两个LED灯，分别接在继电器的常闭和常开触点，其中D2绿色LED接在常闭触点，D3红色LED接在常开触点，以方便观察调试，当电压正常时，继电器吸合，D3点亮，否则D2点亮。这里为了更易观察，还把定时作用的电阻改小了，用了100K的电阻，调试的原理图如图3所示。图32.3.2、参数的计算输入电压的正常范围：下限电压：220V/18V=12,180V/12=15V,15V/2=7.5V上限电压

7、：280/12=23V，23V/2=11.5V所以双限比较器的高端输入电压应该为11.5V，低端电压为7.5V，这个是通过调节ADJ3和ADJ4实现的。定时时间：时间常数为T=R*C=220uf*100K=22S根据零状态电容电压方程Uc=Us（1-et/T），当Uc为2/3时，NE555的输出就6会翻转，代入计得定时时间约为30S2.4、电路板的PCB为了布局美观和减少电路板的体积，我采用了双面板，虽然制作的难道加大，但是做出来的板无论是在美观还是在体积都有了很大的改进，电路板的PCB如图4所示图41、焊接调试记录由于一直都有坚持去实验室

8、参加实践学习，所以焊接很轻松就完成了。但是在调试时，却发现无论怎样调整电位器都不能使得继电器吸合，开始怀疑是双限比较器这里除了问题，但是用万用表测得双限比较器的输出电压完全正常，