家庭保护电路实验报告

./课程设计实验报告—家庭保护电路专业：电子1203学号：201231002056姓名：陈来来设计任务一课程设计名称和目的家用电器保护电路,让我们学生在通过动手动脑解决实际问题,巩固专业知识,掌握基本的模拟电子电路的一般设计方法；提高设计和动手能力。为以后从事这方面的工作打下基础。二课程设计的基本要求1掌握电子电路分析和设计的基本方法。2培养一定的自学能力,独立分析问题的能力和解决问题的技能。3掌握普通电子电路的生产流程及安装,布线,焊接的基本技能。4巩固常用电子仪器的正确使用方法及电子器件的测试方法。5这对我们是一个训练以及实践,更是对我们已学知识的考验。三课题基本要求1设计并制作家庭电器基本保护电路,此保护器具有过压和欠压切断电源,上电延时的功能；2电压在170v~250v范围内,属于正常范围绿灯亮；3欠压保护：当电压低于设定允许最低电压时,电源自动切断,且红灯亮；4过压保护：当电压高于设定允许最高电压时,电源自动切断,且红灯亮；5延时保护：在上电,欠压过压保护切断电源,瞬间断电时延时3分钟才允许接通电源。欠压,过压保护后接通电源应满足已经延时3分钟且电压已恢复正常才允许接通电源。一课题设计方案数模结合的法设计的电路框图如下图所示,此电路是对电源电压与参考电压进行比较,当电源电压处于最低门限和最高门限电压之间时输出高电平,定时一段时间,开关闭合,继电器通电吸合,电器通电,当电源电压低于门限电压或者高于门限电压时,输出低电平,开关断开,继电器不通电断开,电器断电。实现断电,欠压,过压的保护。比较电路~220v电源~220v~220v~220v~220v~220v~比较电路~220v电源~220v~220v~220v~220v~220v~220v定时/开关电路继电器定时/开关电路继电器家用电器家用电器二单元电路设计1电源稳压电路设计直流稳压呀电源的工作流程图如下图：电源设计仿真图如下：2采样电路设计采用两个Lm339组成的一个窗口比较器。当比较信号电压在门限电压之间时,输出高电位,当输入电压不在门限电压范围之内时,输出低电位,基本电路如下图:仿真图如下：3定时及开关电路我们通过555定时器完成延时,通过继电器来控制电器的接通和断。555定时电路组成电路如下图：由555定时器和继电器组成的定时电路加上驱动作用的三极管组成的定时开关电路仿真图如下：三总电路及原理分析1电器保护电路总电路及其说明2电器保护电路工作原理接通电源后,220v交流经变压器整流桥的整流,稳压7812的稳压后,在R2,R3两端可获得12v直流工作电压,调整R2,R3的比例,调整到我们需要的门限电压,最小允许电压7.5v和最大允许电压9.8v,如果电网电压在这两个门限电压之间,则三极管Q1导通,C3充电,使2,6脚电位不断下降,经过约3分钟,555的3脚输出高电平,Q2导通,继电器k通电吸合,电器工作。当电网电压在门限电压之外,555的3脚输出低电平,继电器不通电不吸合,电器不工作。3元器件参数设定最大允许电压V交流=16.44v经整流后Vin=19.728vVmax=9.864v正常V交流=14.47v经整流后Vin=17.364vV=8.682v最小允许电流V交流=12.5v经整流后Vin=15vVmin=7.5v延时由滑动变阻器R6和C3决定T=R6*C3我们的R6是用的可调电阻,所以延时的时间可以控制的。四原理图的生成和pcb板的制作4首先打开altium软件,薪金按一个原理图并且命名为保护电路,选定为保存的地方,然后再工具栏中选择元件,连线,对每一个元件进行正确封装的选择,选择各个元件的参数,生成原理图如下：PCB板的制作在上图的基础上,在工具栏中产生网络表,检查网络表无误后新建一个pcb文件,直接在原理图中更新原理图到pcb,让后进行自动布局然后人工调整,在人工布线后制作出pcb文件,pcb布线后得到如下pcb文件：五安装元件并且焊接5安装前,先将碳粉打磨掉,然后用万用表检查是否有短接的情况,焊接时注意焊点的大小,不要把焊锡连接到地平面上,另外安装元件时要按照原理图和pcb来安装,另外要用万用表检测器件的参数,对应的安放在相应的位置,特别注意元件的极性,不要放反了,否则很容易损坏器件。电路测试和调试在整个连接完之后,进行电路测试和调试,来发现和纠正方案的不足,在测试之前一定要对着原理图和pcb按照顺序进行一一检查,以免出现漏洞。对中心器件的管脚依次检查,如果出现原因,就依次检查电路,确保电路没有虚焊,可以用万用表进行测试。没有问题了之后就进行测试,按照上面的方法,将门限电压调出来,就可以进行测试。将电网电压调至过压欠压及正常,然后看电路效果,与设计要求一致。设计心得1通过这次的课程设计,加强了我们动手思考和解决问题的能力,在整个的设计过程中,我们通过了整个的电路和pcb连接,和器件的选择。2在这个课程设计中,我们可以更好的掌握元件的功能,对电路有了更多的认识,时间是检验真理的唯一标准,这个课程设计对我的作用是非常大的。3在制作pcb时,我觉得我布线布不通,没有耐心,可是真当我静下心来布线时,就布通了,才发现只有有耐心恒心才能做好一件事,而且又要顾及各个方面的事情,要知道思考。4在这次制作的过程中,我发现了自己的问题,并且解决了,这对我来说是很有好处的,以后都会按照这个思路发现问题解决问题。元件清单LM78121个LM339〔DIP142个NE555〔DIP81个12V继电器1个1N40018个90132个LED红色〔5mm2个电位器202〔2k3个电位器105