模电课程设计-电冰箱过压欠压延时保护器设计报告.doc
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模拟电子技术课程设计报告电冰箱过压、欠压、延时保护器设计一、 设计目的（1）掌握电冰箱保护器工作原理2）熟悉比较器、555定时器和发光二极管的使用3）加深模电及数电相关知识的理解二、 电路设计要求设计一个过压、欠压、延时供电电路，可以通过电位器模拟调节过压和欠压，并使用发光二极管指示过压、欠压报警状态，使用发光二极管模拟指示电冰箱通电状态冰箱上电时有延时通电要求，保护后恢复供电也要延时送电，延时时间是10秒左右三、 电路元件 电位器、LM339、发光二极管、三极管、555定时器、电阻图1 总电路四、 电路原理其中由LM339的两个比较器组成过电压、欠电压检测电路，其中U1A比较器用于过电压检测，U1B比较器用于欠电压检测；Q2构成电子开关，其中LED1、LED2为过压和欠压指示灯，当电压在正常范围内（3V～9V），LED1、LED2均不亮；VRW >9V时，LED1亮，过压指示；VRW < 3V时，LED2亮，欠压指示；NE555时基电路组成延迟电路接通电源后，使电压在正常范围内，上、下比较器都输出高电平，此时Q2导通，因为C1两端初始电压为0V，555时基电路的6脚为高电平，555时基电路复位，电冰箱电源（LED3）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10s，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，电冰箱（LED3）通电工作电路仿真如下图所示，当电位器阻值为总阻值的55%时，输入电压应为6.6V，电冰箱处于正常工作状态图2 正常工作时电路当电网意外断电时，C1 储存电荷通过R2、D4迅速泄放，当电网恢复供电时，电路又要延迟10s左右才向电冰箱供电，从而确保电冰箱压缩机不受损坏当电压升高到9V以上，U1A比较器输出低电平；市电电压下降到3V以下，U1B比较器输出低电平，只要两者之一输出低电平，Q2截止，此时6脚为高电平，555时基电路复位，电冰箱电源（LED3）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10s左右才向电冰箱（LED3）供电图3 欠压时保护电路图4 过压时保护电路五、 参数确定1. 比较器的上限电压为9V，下限电压为3V调节电位器，使电路正常工作电网由断电到恢复供电后，电冰箱要延时一段时间才能正常工作，此延时时间τ由NE555的外围电路C1和R10决定：τ≈1.1×C1×R10，电路要求延时10秒，设C1=220μF，则R10的阻值计算如下： R=10÷（1.1×220×10-6）≈47KΩ2. LM339是集电极开路输出，使用时输出端到正电源须接一直电阻（称为上拉电阻，选3~15K）。
R8为10K六、 问题分析对于测试时候老师提问的问题回答的不是很好，在这里对这几个问题进行比较完整的分析回答真心觉得提问不如考试）1、 当接入两个比较器同相与反相端互相接反，会有什么现象发生？答：由于接入两个比较器同相与反相端互相接反，导致上面的比较器同相端电压为3V，下面的比较器反相端电压为9V，分析时应该分为三个部分分别进行说明：（1） 当输入电压3V~9V时，上面的比较器U+
3、 R9的阻值改变，对三极管的工作状态有什么影响？ 答：三极管电路为共射极放大电路，R9相当于Rc，Rc的改变必然引起Uce的变化，导致静态工作点变化；但由于在这个电路中我们用的不是共射极放大电路的放大作用，而是线与的作用，所以只要R9变化不大，对于整个电路来说并没有太大的影响七、设计总结本次设计比较完整的实现了所有基本功能，从拿到题目到完工，我们经历的电路的整体布线工作、焊接工作和最后的调试工作，在这三个过程中，出现问题和困难是难免的，尤其是在开始的阶段，由于不熟悉花费了大量工作，但是就因为前期缜密的准备工作，才有了后来较顺利的完成我们在电路的搭建时，在保证质量的同时要力求电路的美观、易读，这就要求我们焊接前认真布线和焊接时耐心正确焊接，但不可避免的出现失误，导致焊接线路出现小问题，最后经过讨论，成功解决了问题，这也给我们增加了经验另外，当我们在调试电路时，我们要学会运用电路原理和各种仪器找出电路故障所在，保证实验现象的顺利实现比如，在第一次测试时，红色LED常亮，分析认为可能是3.9kΩ电阻与比较器连接出现问题，用万用表测通断发现果然如此，重新焊接之后电路实现正常工作在本次课程设计中，我还认识到了团队协作的重要性，虽然只有两个人一组，但是，由于我们分工明确，共同克服问题困难，因此较快较好地完成了任务。
