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文檔簡介
1、<p> 題目:過壓欠壓延時保護(hù)電路(F題)</p><p><b> 參賽隊(duì)員: </b></p><p> 摘要:本設(shè)計(jì)通過LM339電壓比較器分析過壓電流與欠壓電流。通過兩個二極管LED燈發(fā)出不同的報(bào)警。再通過三極管的放大作用以及兩個二極管的整流作用,將電流引入LM555集成電路,實(shí)現(xiàn)時間延遲作用。</p><p> 關(guān)
2、鍵詞:電壓比較器、時間延遲、電流放大。</p><p><b> 一、原理分析</b></p><p> 本電路通過對滑動變阻器的調(diào)節(jié),從而確定已電阻,進(jìn)而確定可接入電壓。當(dāng)電壓過大時,通過分壓作用以及電壓比較器LM339,實(shí)現(xiàn)對電流流向的控制,并通過LED發(fā)光二極管,使其報(bào)警發(fā)亮。同理,當(dāng)電壓過低時,電流通過另一LED發(fā)光二極管發(fā)光報(bào)警。</p>
3、<p> 然后電流通過2N5551三極管,經(jīng)過2N5551三極管的電流放大作用,再經(jīng)過兩個二極管的整流作用形成單股脈沖電流進(jìn)入道集成電路LM555CN,通過LM555CN實(shí)現(xiàn)時間延遲功能,并使得LED3持續(xù)亮燈10秒作為延遲的檢驗(yàn)裝置。</p><p><b> 過壓,欠壓的檢測:</b></p><p> U1A的正端接U6,與過電壓基準(zhǔn)值比較,所以
4、比較器用于過電壓檢測,U1B的負(fù)端接U5,與欠電壓基準(zhǔn)值比較,所以比較器用于欠電壓檢測。</p><p> 10s延時:一般假設(shè)電容的初始電壓為0,分電壓正常和電壓不正常兩種情況討論。定時是由外圍的RC元件決定的,簡單的說,就是時間常數(shù)T=R×C,當(dāng)C=100uF,R=200K時,延時就可以達(dá)到20S。</p><p><b> 二、元器件分析</b>&
5、lt;/p><p><b> 1、LM555CN</b></p><p> LM555是一種應(yīng)用特別廣泛作用很大的的集成電路,屬于小規(guī)模集成電路,在很多電子產(chǎn)品中都有應(yīng)用。LM555的作用是用內(nèi)部的定時器來構(gòu)成時基電路,給其他的電路提供時序脈沖。LM555時基電路有兩種封裝形式有,一是dip雙列直插8腳封裝,另一種是sop-8小型(smd)封裝形式。其他還有ha175
6、55、NE555、ca555分屬不同的公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理都相同。LM555的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可等效成23個晶體三極管.17個電阻.兩個二極管.組成了比較器.RS觸發(fā)器.等多組單元電路.特別是由三只精度較高5k電阻構(gòu)成了一個電阻分壓器.為上.下比較器提供基準(zhǔn)電壓。</p><p> LM555引腳圖介紹如下</p><p> 1 GND 地線 2觸發(fā) 3輸出 4
7、復(fù)位 5控制電壓 6門限(閾值) 7放電 8電源電壓Vcc </p><p> 簡單的ne555電路應(yīng)用</p><p><b> 2、LM339</b></p><p> 【用 途】 四電壓比較電路</p><p><b> 【性能 參數(shù)】</b></p><
8、p> 雙列貼片14腳封裝;最高工作電壓±18V;功耗=265mW。</p><p> 主要特點(diǎn):1)失調(diào)電壓小,典型值為2mV;2)電源電壓范圍寬,單電源為2-36V,雙電源電壓 為±1V-±18V;3)對比較信號源的內(nèi)阻限制較寬;4)共模范圍很大,為0~(UCC-1.5V)Vo;5 )差動輸入電壓范圍較大,大到可以等于電源電壓;6)輸出端電位可靈活方便地選用。
9、</p><p><b> 3、2N5551</b></p><p> 2N5551是小功率硅三極管</p><p><b> 相關(guān)參數(shù):</b></p><p> 直流電流增益hFE最小值(dB):80</p><p> 直流電流增益hFE最大值(dB):250&
10、lt;/p><p> 集電極-發(fā)射集最小雪崩電壓Vceo(V):160</p><p> 集電極最大電流IC(max)(mA):0.600</p><p> 最小電流增益帶寬乘積Ft(MHz):100</p><p> 2N5551代換:3DG12,8550,8050等都可以用來直接代換。</p><p><
11、b> 2N5551引腳圖</b></p><p><b> 三、電焊</b></p><p> 我們此次經(jīng)過了兩次焊接,第一次焊接盡管我們仔細(xì)謹(jǐn)慎,但還是除了紕漏,是電路短路了,這是失敗圖。</p><p> 第二次經(jīng)過我們組的團(tuán)結(jié)一致的努力終于焊接成功,雖然還是有些瑕疵,但我們都已經(jīng)盡到了自己最大的努力!</p
12、><p><b> 四、應(yīng)用延伸</b></p><p> 舉例說明,我們可以設(shè)計(jì)一個電冰箱保護(hù)器電路。由于電冰箱對電源的波動范圍有一定的要求,而供電電源,其波動幅度有時會超出電冰箱的允許波動范圍。當(dāng)電冰箱壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時,如遇電網(wǎng)意外斷電又迅速恢復(fù)供電,會使壓縮機(jī)承受壓力過高而受損為了保證電冰箱能安全工作于規(guī)定的電源范圍內(nèi),并且防止壓縮機(jī)受損,在其的供電電源端接入保護(hù)
13、電路是非常必要的。</p><p> 當(dāng)電壓在市電正常范圍內(nèi)(180V~280V),該燈發(fā)亮,否則會熄滅;NE555時基電路組成延遲記憶電路。當(dāng)市網(wǎng)電壓過壓()或欠壓()時能自動切斷冰箱交流供電電源; </p><p> 上電、欠過壓保護(hù)或瞬間斷電時,要延遲一段時間才能通電。復(fù)電延時功能:從停電到來電時能延時3—5分鐘再接通冰箱的交流電源;</p><p>
14、3.因我們是用直流電進(jìn)行調(diào)試電路,所以在制作電路版的過程中,我們把電路的變壓器、整流電路及穩(wěn)壓電路三部分除去,然后用綠色的發(fā)光二極管代替電冰箱作為負(fù)載,具體的電路如下。綠色的LED發(fā)光表示負(fù)載正常工作,紅色的LED 發(fā)光表示負(fù)載不工作。</p><p> 為了實(shí)現(xiàn)這個原理,我們用到的器件就有,LM339、555定時器構(gòu)成的振蕩器、比較器,電阻、放大器、繼電器等。接通電源后,220V交流電經(jīng)變壓器的降壓、整流橋的
15、整流、穩(wěn)壓器7812的穩(wěn)壓后,在RP2和RP3兩端可獲得約12V直流工作電壓。根據(jù)變壓器的變壓系數(shù),調(diào)整電位器RP2和RP3,使市電電壓在正常范圍內(nèi),上、下比較器都輸出高電平,此時VT1導(dǎo)通,電壓指示燈LED保持發(fā)亮。因?yàn)镃1兩端初始電壓為0,555時基電路的閾值端6腳為高電平,555時基電路復(fù)位,三極管VT2截止,繼電器K1的常閉觸點(diǎn)保持吸合,電冰箱電源被切斷。然后電源向C1充電,使2、6兩腳電位不斷下降,約經(jīng)過5min,可使電位降至
16、12V電壓的1/3,555時基電路才置位,3腳輸出高電平,VT2導(dǎo)通,繼電器K1通電吸合,其常閉合觸點(diǎn)K-1斷開,電冰箱通電工作。當(dāng)交流電網(wǎng)意外斷電時,C1儲存電荷通過R2、D5迅速泄放,當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)供電時,電路又要延遲5min左右才向電冰箱供電,從而確保電冰箱壓縮機(jī)不受損。當(dāng)市電電壓升高到280V以上,上比較器輸出低電平;市電電壓下降到180V以下,下比較器輸出低電平。只要兩者之一輸出低電平,VT1</p><p&g
17、t;<b> 五、總結(jié)</b></p><p> 由于系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)合理,功能電路實(shí)現(xiàn)較好,系統(tǒng)性能優(yōu)良、穩(wěn)定,較好的達(dá)到了題目要求的各項(xiàng)指標(biāo)。另外我們在許多方面都得益菲淺,學(xué)會了怎樣制作、安裝、調(diào)試一個電子產(chǎn)品。在這次設(shè)計(jì)中,我們采用逐個擊破的方法,從成品的制作、各部分功能的調(diào)試,都是分步完成的,先是把各部分功能一一實(shí)現(xiàn),然后再實(shí)現(xiàn)整體功能。這樣做可以化繁為簡,減少出錯誤的機(jī)會,即使出錯
18、了也比較容易發(fā)現(xiàn),從而可以進(jìn)行處理。設(shè)計(jì)是一個實(shí)踐的平臺,在設(shè)計(jì)過程中,通過不斷學(xué)習(xí)、制作,讓我們掌握了很多東西。既熟悉了多種元器件的使用,也進(jìn)一步提高了自己設(shè)計(jì)電路的能力。更重要的是,通過這次鍛煉,增強(qiáng)了我們的動手處理能力,擴(kuò)大了想問題的角度,學(xué)會了如何分析電路問題、如何去查找并改正電路中的錯誤,如何把大的問題最小化,并一一解決。感謝能夠給我們大一新生一次實(shí)踐的機(jī)會,讓我們切身的感受到電子設(shè)計(jì)帶來的樂趣,同時也為我們未來的學(xué)習(xí)起到了至
19、關(guān)重要的引導(dǎo)作用。</p><p><b> 附錄</b></p><p><b> 附錄1:元器件清單</b></p><p><b> 電路板*1</b></p><p> LM339M * 2</p><p><b> 發(fā)光二極
20、管*3</b></p><p><b> 12KΩ電阻*2</b></p><p> 10KΩ滑動變阻器*1</p><p><b> 10KΩ電阻*3</b></p><p><b> 3.9KΩ電阻*2</b></p><p>&
21、lt;b> 4.7KΩ電阻*1</b></p><p><b> 47KΩ電阻*1</b></p><p> 1N4007整流二極管*4</p><p> 2N5551三極管*1</p><p> LM555集成電路*1</p><p><b> 附錄2:工
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