家用电器保护电路

电网过压、欠压延时家电保护电路设计——实验报告成员：电网过压、欠压延时家电保护电路设计一、社会现象电网过压、欠压保护电路在社会生活中扮演十分重要的角色。不同样的家电遇到不同样的电压会出现不同样的问题，比方，电视机、电脑等电器高于250V电压工作就简单烧毁，电冰箱在电压过低时由于转矩不够而无法启动，致使电流过大而烧毁。在电网电压正常时，启动保护电路为用电器接通电源，当电压低于190V或高于250V时，保护电路将自动切断用电器的电源，对用电器起到优异的保护作用。本设计电路包括电源电路、电压比较器、延时电路、控制电路。二、电路图说明电源电路直流稳压电源是一种将220V工频交流电变换成稳压输出的直流电压的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能达成。(1)电源变压器:是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成吻合需要的交流电压,并送给整流电路,变压器的变比由变压器的副边电压确定。本电路中，190V—,,250V—,变压比为倍。(2)整流电路:利用单导游电元件二极管,把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。整流电路常采用二极管单相全波整流电路，即整流桥。U1的正半周内,二极管D1、D2导通,D3、D4截止;U1的负半周内,D3、D4导通,D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL,且方向是一致的。(3)滤波电路:可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而获取比较圆滑的直流电压。对应电路图为C1（470u），C2电容(4)稳压电路:稳压电路的功能是使输出的直流电压牢固,不随交流电网电压和负载的变化而变化。7805即有此功能，输入电压8-12V，输出电压正5V。50Hz，220V交流市电经过变压器变压、桥式二极管整流，电容滤波，7805稳压此后，输出牢固的+5V直流电，为窗口电压比较器LM339、延时电路555、控制电路继电器供应5V的电源电压。2电压比较电路（窗口比较器、双限比较器）电路由两个LM339组成一个窗口比较器。当被比较的信号电压Uin位于门限电压之间时（UR1<Uin<UR2），输出为高电位（UO=UOH）；当Uin不在门限电位范围之间时（Uin>UR2或Uin<UR1）输出为低电位（UO=UOL），窗口电压U=UR2-UR1。它可用来判断输入信号电位可否位于指定门限电位之间三极管Q1起着电子开关的作用管脚输入电平输出电平7（上限）小（实质输入）大05/64（下限）小管脚输入电平输出电平7（上限）大（实质输入）小05/64（下限）大管脚输入电平输出电平7（上限）大（实质输入）中15/64（下限）小3延时电路555该延时电路使用的555准时器组成的单稳态触发器原理。C6与RV1用来充电，C6与R1用来放电，2脚为输入信号，下降沿有效，3脚是输出信号。工作原理1,没有触发信号时电路工作在稳态无触发信号即Ui为高电平时，电路工作在稳态状态——Q=0,U0为低电平，TD饱和导通。若触发电源后，Ui=Uih,555准时器中基本RS触发器是处在0状态，即Q=0，U0=U0L,TD饱和导通，这种状态将保持不变。接通电源后，Ui=Uih,555准时器中基本RS触发器是处在1状态，即Q=1，U0=U0H,TD截止，则这种状态是不牢固的，经过一段时间后，电路会自动地返回牢固状态。由于TD截止，电源会经过RV1对C6进行充电，UC将逐渐高升，当UC=UTH上升到2VCC/3时，比较器C1输出0，将基本RS触发器复位到0状态，Q=0，U0=UOL,TD饱和导通，电容C经过TD迅速放电，使UC=0，即返回到稳态。(1)ui下降沿触发当Ui下降沿到来时，电路被触发，立刻由稳态翻转到暂态——Q=1,Uo=Uoh,TD截止。由于U由高电平跳变到低电平时，比较器C2的输出跳变为0，基本RS触发器立刻被置成1状态，即暂稳态。(2)暂稳态的保持时间在暂稳态时期，电路中有一个准时电容C充电的渐变过程，充电回路是VCC——RV1——C6——地，时间常数为T=RV1*C6在.电容上电压Uc=Uth上升到2VCC/3以前，显然电路将保持暂稳态不变。(3)暂稳态结束随着C充电过程的进行，Uc=Uth逐渐高升，当Uc=Uth上升到2VCC/3时，比较器C1输出0，立刻将基本触发器复位到0状态，即Q=0，Uo=Uol,TD饱和导通，暂稳态结束。(4)恢复过程当暂稳态结束后，准时电容C将经过R1放电，时间常数为T2=R1*C6，经过3T2~5T2后，C放电达成。Uc=Uth=0，恢复过程结束。恢复过程结束后，电路返回到牢固状态，单稳态触发器又可以接收新的输入触发信号。二极管D2:1N41481起着开关作用控制电路1、电磁继电器的工作原理和特点电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上必然的电压，线圈中就会流过必然的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下战胜返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的地址，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。2,在继电器旁边加二极管1N4007用来续流，保护继电器。3.三极管Q2是用来驱动电路的作用4.显示电路当555输出为高电平时，D1绿灯亮，继电器指向左侧，常闭状态；当555输出为高电平时，D4红灯亮，继电器指向右侧，常开状态；三、仿真仿真图形仿真数据（电压上限：电压下限：窗口电压上限：窗口电压下限：）输入电压(V)现象（LED）红灯素来亮红灯素来亮红灯素来亮红灯先亮7S，此后绿灯亮红灯先亮7S，此后绿灯亮红灯亮红灯亮红灯亮红灯亮四、实物电路图PCB图实物调试数据（电压上限：电压下限：窗口电压上限：窗口电压下限：）输入电压(V)现象（LED）红灯亮红灯亮红灯亮红灯先亮7S，此后绿灯亮红灯先亮7S，此后绿灯亮红灯先亮7S，此后绿灯亮红灯先亮7S，此后绿灯亮红灯亮红灯亮五、元件清单元件型号个数比较器LM3391整流桥堆1N40075滑动变阻器3296W-1-2023（2K）滑动变阻器3296W-1-1051（1M）电阻5K1/4WRJ1电阻4WRJ2电阻1K1/4WRJ5电阻1001/4WRJ3三端稳压器78051准时器NE5551发光二极管红色3mm1发光二极管绿色3mm1二极管1N4148(35V)1三极管3DG62电容1电容3电解电容220uf/16V1电解电容470uf/16V1直流继电器5V5脚1电阻1k1/4WRJ5电阻1001/4WRJ3总计35六、电路调试出现的问题及解析由于PCB的滑动变阻器的元件封装做错，致使2条线路出现错误，在调试的时候，把滑阻的线改正此后，用仿真时的测试方法，就可以把功能调出来。仿真和实物调试存在必然的差异，当把输入电压固准时，窗口电压的上下限会有所改动。七、实验总结在设计一个实验时，第一要把电路图画出，可能会有多种方案，要选择一个简单、高性能的电路图；此后就是仿真，确定器件的选型及大小；尔后买到器件此后要依照器件的封装画出PCB图；最后焊接调试，需要仿真数据和PCB图的连线，在调试中检查问题，解决问题，才能获取最后的成就。八、领悟心得在实验调