电冰箱保护电路的设计资料.pdf
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1、电冰箱保护电路的设计 1 数字电子技术基础 课 程 设 计 报 告 设计题目:电冰箱保护电路的设计 姓名:刘赢 / 黄光超 学号:3152052052439/3152052052431 班级:电信 15-4 班 指导教师:刘亚荣 桂林理工大学信息科学与工程学院 2016 年 12 月 课程设计成绩: 电冰箱保护电路的设计 2 电冰箱保护器 一、设计任务与要求: (1) 设计电冰箱保护器,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。 (3) 过压保护:当电压高于250V时,自动切断电源,红灯亮。 (4) 欠压保护:当电压低于180V时,自动切断
2、电源,红灯亮。 (5) 延时保护:在上电、欠压、过压保护切断电源时,延时 3-5 分钟才可接通电源。 二、方案设计与论证 原理框图如图 1 所示。 1 图 1 原理框图 方框图说明:输入220 伏交流市电,经过变压器的降压后输入进整流滤波电路中,经 过整流滤波后的交流电变为脉动的直流电,然后该直流电输入进检测电路,通过与窗口比 较器的参考电压进行比较后由控制执行电路判别是否切断电路。 三、单元电路设计与参数计算 1、电源电路 根据对工作原理的分析 , 可以确定电路设计如图2 所示。 V8 255Vrms 50Hz 0 T1 500:10 D5 1N4001 D6 1N4001 D7 1N400
3、1 D8 1N4001 C1 1mF R6 100k 市电变压器降压整流滤波电路电压检测电路控制执行电路 电冰箱保护电路的设计 3 图 2 电源电路 电源电路原理:市电在经过变压器的降压后依次进行整流滤波,输出直流电,然后输 入到下一级的比较器中。整流滤波电路各阶段具体波形如图3 所示。 图 3 整流滤波电路各阶段的波形图 2、电压检测电路 根据对电路原理的分析可以确定检测电路的设计如图4 所示。 V9 6.07V R7 10k V10 4.40V R8 10k U1 741 3 2 4 7 6 51 V11 12V V12 12V U2 741 3 2 4 7 6 51 V13 12V V1
4、4 12V 图 4 电压检测电路 电压检测电路原理: 220 伏的市电经过降压、整流、滤波后输入窗口比较器,当输入 电压高于 URH时,U1输出低电平, U2输出高电平 ; 当输入电压低于URL时,U2输出高电平, U1 输出低电平 ; 当输入电压介于 URH和 URL之间时,U1和 U2均输出高电平。 变压器原边与副边线圈匝数比为50。 1. 临界状态当市电电压为250V 时,经过降压整流滤波后的输出电压值U01=250/25 1.4=7 V 2. 临界状态当市电电压为190V 时,经过降压整流滤波后的输出电压值U01=190/50 1.4=5.32V 。 3. 当市电为过压状态时,设输入电
5、压为255V,经过降压整流滤波后的输出电压值 U01=255/501.4=7.14V 。 4. 当市电为欠压状态时,设输入电压为175V,经过降压整流滤波后的输出电压值 U01=185/501.4=5.18V 。 终上, URH的取值可以为 7V,URL的取值可以为 5.04V。 电冰箱保护电路的设计 4 四、总电路图与元器件清单 V1 8V R1 680 D4 1N4001 V2 8V R2 1k V3 5V K K2 EMR011B03 V4 8V R3 680 D1 1N4001 V6 5V K K1 EMR011B03 Q1 BC547A V7 8V R5 680 LED3 V9 6.
6、07V R7 10k V10 4.40V R8 10k U1 741 3 2 4 7 6 51 V11 12V V12 12V U2 741 3 2 4 7 6 51 V13 12V V14 12V LED1 LED2 X2 5V_1W L1 1.6H X1 5V_1W L2 1.6H V8 255Vrms 50Hz 0 T1 500:10 D5 1N4001 D6 1N4001 D7 1N4001 D8 1N4001 C1 1mF R6 100k 电冰箱保护电路的设计 5 序号名称型号数量 1 变压器 TS_MISC_500 _TO_10 1 2 桥式整流器3N248 1 3 二极管1N40
7、01 2 4 定值电阻100K 1 5 定值电阻1K 1 6 定值电阻10K 2 7 定值电阻6803 8 运算放大器741 2 9 继电器EMR011B3 2 10 红色发光二 极管 LED 2 11 绿色发光二 级管 LED 1 12 电容1mF 1 13 电感1.6h 2 14 三级管BC547A 1 电冰箱保护电路的设计 6 五、安装与调试 根据对电路原理的分析可以确定控制执行电路的设计如图5 所示。 V1 8V R1 680 D4 1N4001 V2 8V R2 1k V3 5V K K2 EMR011B03 V4 8V R3 680 D1 1N4001 V6 5V K K1 EMR
8、011B03 Q1 BC547A V7 8V R5 680 LED3 LED1 LED2 X2 5V_1W L1 1.6H X1 5V_1W L2 1.6H 图 5 控制执行电路 控制执行电路原理 : 输入的电压为过压状态时 ,U1输出低电平 ,U2输出高电平 ,D2导通,D3 截止,LED2截止,此时红色发光二极管LED1点亮, 继电器 J1打开, 电路被切断 , 三极管由于基 极达不到 0.7 伏的导通电压所以绿色发光二极管LED3熄灭; 当输入的电压为欠压状态时,U1 输出高电平 ,U2输出低电平 ,D3导通,D2截止, LED1截止,此时红色发光二极管LED2点亮, 继 电器 J2打开
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