《电气专业方向设计》

西南科技大学 电气专业方向设计报告 设计名称：      电冰箱保护器            姓    名：      丁伟                    学    号:       20105263                班    级：      电气1004班            指导教师：      武志翔                  起止日期：      2013,10,15-2013,11,15      西南科技大学信息工程学院制 方 向 设 计 任 务 书 学生班级：  电气1004        学生姓名：  丁伟            学号：  20105263        设计名称：  电冰箱保护器                                                          起止日期：  2013,10,15-2013,11,15                  指导教师：                  设计要求: 1. 设计并制作电冰箱保护器,具有,欠压保护,上电延时等功能。 2. 电压在180-250V，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，且红灯亮。 4. 欠压保护：当电压低于180V时，自动切断电源，且红灯亮。 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。   方 向 设 计 学 生 日 志 时间 设计内容 2013,10,15-2013,10,17 电压采样电路:电源，变压器，整流电路，稳压电路的设计 2013,10,18-2013,10,19 比较电路：比较器的选择，比较电路的设计和调试 2013,10,21-2013,10,25 延时电路：RC延时电路的设计，调试 2013,10,26-2013,10,28 控制和指示灯电路：继电器和发光二极管的选择，线路的设计 2013,10,28-2013,10,31 绘出总体框图以及整合设计思路 2013,11,1-2013,11,3 用MULTISIM软件调试仿真 2013,11,4-2014-11,8 实验报告书写以及修改完善     电冰箱保护器 摘要 电冰箱对电源的波动范围有一定的要求，而供电电源，其波动幅度有时会超出电冰箱的允许波动范围。当电冰箱压缩机在运转时，如遇电网意外断电又迅速恢复供电，会使压缩机承受压力过高而受损。为了保证电冰箱能安全工作于规定的电源范围内并且防止压缩机受损，在其的供电电源端接入保护电路是非常必要的。 本次做的电冰箱保护器主要元件由电压比较器LM339、555定时器、小型变压器、继电器及其一些元件构成 关键词 保护;比较;延时 The refrigerator protector Abstract The refrigerator has certain requirements for the range of power fluctuation , while the power supply, its fluctuations sometimes exceeds the allowed range of refrigerator. If the refrigerator compressor that are in operation encounters outage of power grid accidentally and rapid restoration of power supply, the compressor will be damaged because it withstand too high pressure. In order to ensure that the power supply work safely at the specified range of power supply and avoiding compressor being damaged, it is necessary that switching in protection circuit at the terminal of power supply. The refrigerator protector made at this time is composed of a voltage comparator LM339, 555 timer, relay, transformer and other components. Keywords Protect ;compare;time-lapse 一、设计目的和意义 电冰箱的驱动电机在一定的电压范围内才能正常工作，供电电压过高或过低很容易导致绕组线圈烧毁；另外，当电冰箱正在工作时突然断电而又立即通电时，电冰箱的压缩机所承受的启动电流要比正常启动大好几倍，导致压缩泵内压力很高，使驱动电机负荷过载，也容易烧毁电机。从目前我国供电情况来看，供电电压还不够稳定，而且局不断电时有发生，所以电冰箱保护器具有重要的使用价值。电动机保护器不仅能保证电冰箱的稳定工作，而且在工农业正常生产，提高生产效率和经济效益和在节能事业中也有着重要意义。 二、控制要求 1）设计制作电冰箱保护器，使其在有过压，欠压，上电延时功能。 2）电压在180-258V范围内正常供电，绿灯指示，正常范围可根据需要进行调节。 3）欠、过压保护：当电压低于设定允许最低电压或者高于设定允许最高电压时，自动切断电源，切红灯指示。 4）上电、保护或瞬间断电时，延迟3-5min允许接通电源。 三、设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 论证 本设计电路的工作原理：接通电源后，220V 交流电经变压器的降压、整流桥的整流、稳压器7812 的稳压后，在RP2 和RP3 两端可获得约12V直流工作电压。根据变压器的变压系数，调整电位器RP2 和RP3，使市电电压在正常范围内，上、下比较器都输出高电平，此时VT1 导通，电压指示灯LED 保持发亮。因为C1两端初始电压为0V，555 时基电路的阈值端6 脚为高电平，555 时基电路复位，三极管VT2 截止，继电器K1的常闭触点保持吸合，电冰箱电源被切断。然后电源向C1 充电，使2、6 两脚电位不断下降，约经过5min，可使电位降至12V电压的1/3，555 时基电路才置位，3 脚输出高电平，VT2 导通，继电器K1通电吸合，其常闭合触点K-1断开，电冰箱通电工作。当交流电网意外断电时，C1 储存电荷通过R2、D5 迅速泄放，当电网恢复供电时，电路又要延迟5min 左右才向电冰箱供电，从而确保电冰箱压缩机不受损坏。当市电电压升高到250V以上，上比较器输出低电平；市电电压下降到180V以下，下比较器输出低电平只要两者之一输出低电平，VT1截止，LED 熄灭。此时6 脚为高电平，555 时基电路复复位，输出端3 脚为低电平，电冰箱电源被切断，从而使电冰箱在电压过高或过低的情况下自动停止工作，保证了电冰箱能安全工作于规定的电源范围内。当电压恢复正常时，电路要延迟5min左右才向电冰箱供电。 4、系统设计 (1)设计框图 本设计的电路原理如下图2所示，其中LM339的两个比较器和R2、R3等组成过电压、欠电压检测电路，其中L1A比较器用于过电压检测，L1C比较器用于欠电压检测；VT1构成电子开关，其中LED为指示灯，当电压在市电正常范围内，该灯发亮，否则会熄灭；NE555时基电路组成延迟记忆电路。组成框图如下图一所示： 负 载 继 电 器 比 较 器 上限 控制电路 （555）定时器 U1 V下限 V下限 图一  设计框图     （2）设计思路 如上框图所示方案的各部分，电源采样电路是将电网的电压通过整流，滤波，稳压得到12 V的直流电压；过压欠压比较电路是由两个LM339比较器组成的，其主要功能是预先分别设置两个比较电压，通过计算第一个比较器的参考电压为9.8V，第二个比较器的参考电压为13.8V。通过两个比较器作用，当采样电路的电压介于两者之间时，输出低电平；当在参考电压之外时，比较器输出高电平。延迟电路是由555定时器组成。最后的输出接在控制指示电路上，控制开关用常闭的电磁继电器。 （3）器件选材 1，器件清单 元器件名称 元器件符号 元器件标称值 元器件型号 元件数量 变压器 Tr 12v DB-I-28 1 二极管 D4、D5   IN4001 2   IN4001×4   IN4001 4 三极管 VT1、VT2 9013 NPN 2 电容器 C2 0.01u   1   C3、C5 0.1u   2   C1、C6 220u ＢＦ 2   C4 47u   1 电阻 R1、R5、R6 10K ＲＴ 3   R2、R4 4.7K   2   R3 1.2M   1   R7、R8 1K   2 滑动变阻器 RP1、RP2、RP3 50K RT 3 芯片 LIA、LIC   LM339 2   N1   NE555 1   7812   7812 1 发光二极管 LED1、LED2、LED3     3 继电器 K1 12v ＳＭＩ－１２ＶＤＣ－ＳＬ－Ａ 1 总计       34           2，器件 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 电压比较器LM339 集成器件 图二  LM339引脚图 LM339类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输入端一个称为同相输入端，用“+” 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻（称为上拉电阻，选3-15K）。选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。另外，各比较器的输出端允许连接在一起使用。 （4）功能模块 (1)电源电路以及采样电路 (1)电源电路以及采样电路有电源有电源变压器，整流，滤波和稳压4部分组成。电路如下所示： 图三  电源，整流，稳压电路图 图三所示的电路是由二极管D1,稳压器78L12，和电容从C1,C2,C3,C4（对电容的选择无特殊的要求）等组成小功率稳压电源。其中由四个二极管构成整流桥,通过整流后其输出电压为12V直流电压。此模块电路实现了所要求的功能，及主要输出12V相对稳定的的直流。 (2）欠压过压比较电路 本设计采用电压比较器集成块LM339，该电压比较器的特点是： 1.失调电压小，典型值为2mV。 2.电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V。 3.对比较信号源的内阻限制较宽。 4.共模范围很大，为0~（Ucc-1.5V）Vo。 5.差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压。