电网电压异常报警器设计

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1、大庆石油学院课程设计课程低频与数字电路课程设计题目电网电压异常报警器设计院系电子科学学院专业班级学生姓名学生学号指导教师2008年7月19日大庆石油学院课程设计任务书课程低频与数字电路课程设计题目电网电压异常报警器设计专业姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：设计一个环境温度监测报警电路，通过对温度报警电路的设计、安装和调试，掌握温度报警电路的工作原理和运算放大器在实际电子电路中的应用。基本要求：1.当温度在15℃～30℃范围内（允许误差±1℃）时，报警器不发声。2.当温度高于30℃时，报警器发出两种频率交替的“滴—嘟、滴—嘟”声响。3.当温度低于

2、15℃时，报警器发出间歇式声响。4.可用5～15V直流稳压电源供电。5.在保证性能的前提下，尽量减少功耗，降低成本。主要参考资料：[1]童诗白，华成英.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社，2001.[2]彭介华.电子技术课程设计指导.北京：高等教育出版社，1997.[3]孙梅生.电子技术基础课程设计.北京：高等教育出版社，1998.完成期限2008.7.19指导教师专业负责人2008年7月10日一、任务技术指标设计一个电网电压异常报警电路本次设计任务的主要指标为：用压电陶瓷蜂鸣片作为电声元件；电网电压正常波动范围：190～250V（单相交流有效值）；电网电压

3、高于250V（误差不超过±5V），报警器发出两种频率交替的“滴—嘟、滴—嘟”声响；电网电压低于190V（误差不超过±5V），报警器发出间歇式声响。二、总体设计思想1.基本原理（1）降压电路降压电路采用变压器直接变压，输出12V交流电。采用变压器变压。采用转换效率高，漏磁少的变压器，以减少整机功耗。（2）整流电路整流电路一般分为半波和全波整流。全波整流与半波整流相比，在相同的变压器的副边电压下，对二极管的参数要求是一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此得到相当广泛的应用，其中桥式整流最为常用。鉴于以上优点，本设计采用了桥式整流。（3）滤波

4、电路在整流电路的输出端（即负载电阻的两端），并联一个电容即构成电容滤波电路。滤波电容容量较大，利用其充放电作用，使输出电压趋于平滑。本设计采用RCπ型滤波器进行滤波，并配合后级的电解电容和瓷片电容使输出的直流电压更加平滑，纹波电压更小。（4）稳压电路稳压电路有稳压二极管型稳压电路、串联型稳压电路和集成稳压器电路等类型。本着使电路简单化、高效化、稳定化的思想，本设计采用了集成稳压器型稳压电路进行稳压，为集成运放提供工作电压以及为比较器提供稳定的基准电压，保证了电网电压报警的准确性。（5）采样电路采样电路的功能是从电网电压分压后采样当前电压，然后送至比较器进行比较，

5、检测电压是否异常。本设计采用两个电阻分压采样。（6）比较电路比较电路是本设计的核心部分。它是由两组运放组成的上下限比较器。由两组电阻降压后的6V电压分压后分别给比较器提供基准电压，改变此基准电压即可改变报警上下限（本设计设定上下限为190V－250V），使本设计更加通用。由采样电路采样到的电压与两基准电压分别进行比较，即可检测出电网电压是否异常，并输出相应信号驱动后级报警系统。设计时应当注意尽量不使运放的两输入端电压高于其电源电压。（7）报警电路555时基电路是一种多用途的数字——模拟混合集成电路，利用它能极方便的构成施密特触发器，单稳态触发器和多谐振荡器等。由

6、于它使用方便，故本电路使用555组成报警电路。本报警电路可发出“嘀嘟……”和“嘀——嘀……”两种声音报警。由比较电路的输出信号来控制其发声类型，以区别电压异常是过压或欠压。2.构成框图：降压电路整流滤波稳压比较电路报警电路采样电路12V～12V6V－220V～波动电压图1电网电压异常报警系统组成框图一、具体设计1．电源电路变压器式电源较为普遍，制作简单，使用也很安全，但是其体积较为笨重，转换效率较低；开关电源输出功率大，体积和重量都较小，但是其制作复杂，成本也较高一些；阻容降压式电源电路简单，易于制作，但其直接与电网相接，比较危险；干电池电源最为常用，但其使用时

7、间短，提供电压有限，受其体积限制。由于本设计要求不使用外部电源供电，所以，本设计采用变压器式电源。本电路后级要由稳压芯片稳压后给集成运放供电（供电电压为6V）以及给比较器提供基准电压，并且要在稳压前取样电压的变化，为了方便起见，选择稳压值的二分之一作为采样电路在电网电压.基准电压提供电路　2．比较电路由于本设计为上下限报警，所以用LM324搭成两组比较器分别用作上限和下限比较。二极管D4~D6起到保护运放LM324的作用，使得运放两输入端电压差不致过高。3．报警发声电路：本设计要求超压报警使用“嘀嘟……”声，欠压报警使用“嘀——嘀……”声。实现这两种声音报警有多

8、种方法，最为常用的是使用