电冰箱保护器的设计(带目录)

目录一、设计任务和指标要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2二、设计框图及整机概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3三、各单元电路的设计方案及原理说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3四、仿真调试过程及结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6五、设计、安装及调试中的体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9六、对本次课程设计的意见及建议．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10七、参考资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10八、附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 附件1 整机逻辑电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11附件2 元器件清单．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12一、设计任务书1、设计时间：2010.7.5～2010.7.92、地点：I4043、课程设计题目：电冰箱保护器的设计4、设计内容及要求：1）设计内容：1、设计电冰箱保护器，使其具有过压，欠压，上电延迟功能．2、电压在180V~250V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、过压，欠压保护：当电压低于设计允许最低电压或高于设定允许最高电压时，自动切断电源，且红灯指示．2）设计参数1、上电，过压，欠压保护或瞬时断电时，延迟３～５min才允许接通电源．2、负载功率＞２００Ｗ．3）设计要求：1、选取单元电路及元件；2、设计总体电路原理图；3、整体电路的联调（完成全电路理论设计、仿真、调试）；4、撰写设计报告。

数字电子技术基础课程设计报告设计题目：电冰箱保护电路的设计姓名：刘赢/ 黄光超学号：3152052052439/3152052052431班级：电信15-4班指导教师：刘亚荣桂林理工大学信息科学与工程学院2016 年12 月电冰箱保护器一、设计任务与要求：(1)设计电冰箱保护器，具有过、欠压保护，上电延时等功能。

(2)电压在180-250V 范围内，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，红灯亮。

(4) 欠压保护：当电压低于180V 时，自动切断电源，红灯亮。

(5)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。

二、方案设计与论证原理框图如图1所示。

1图1 原理框图方框图说明：输入220伏交流市电，经过变压器的降压后输入进整流滤波电路中，经过整流滤波后的交流电变为脉动的直流电，然后该直流电输入进检测电路，通过与窗口比较器的参考电压进行比较后由控制执行电路判别是否切断电路。

三、单元电路设计与参数计算1、电源电路根据对工作原理的分析,可以确定电路设计如图2所示。

图2电源电路电源电路原理：市电在经过变压器的降压后依次进行整流滤波，输出直流电，然后输入到下一级的比较器中。

整流滤波电路各阶段具体波形如图3所示。

图3 整流滤波电路各阶段的波形图2、电压检测电路根据对电路原理的分析可以确定检测电路的设计如图4所示。

V11V13图4电压检测电路电压检测电路原理：220伏的市电经过降压、整流、滤波后输入窗口比较器，当输入电压高于U RH 时，U 1输出低电平，U 2输出高电平;当输入电压低于U RL 时，U 2输出高电平，U 1输出低电平;当输入电压介于U RH 和U RL 之间时,U 1和U 2均输出高电平。

变压器原边与副边线圈匝数比为50。

1.临界状态当市电电压为250V 时，经过降压整流滤波后的输出电压值U 01=250/25×1.4=7 V2.临界状态当市电电压为190V时，经过降压整流滤波后的输出电压值U01=190/50×1.4=5.32V。

模电课程设计——电冰箱保护器的设计电冰箱的日常使用，对它的电路系统会产生一定的热量，如果未及时排出，过热的电路系统会造成电路系统的发烧，从而缩短冰箱的使用寿命。

为了达到更好的保护效果，本次课程设计的主题为“电冰箱保护器”，但自动控制冰箱电路系统温度，让电冰箱长寿。

本次课程设计任务由一个应用套件完成，其中包括一个可调正交变模块(OCM)、一个温度控制模块(TMC)和一个可扩展的脉宽调制控制模块(EPMC)组成。

以可调正交变模块为例，它具有电压补偿功能。

通过电容器，它可以把220V AC电流调节到12V DC输出，从而满足冰箱的功耗要求。

此外，它的输出功率可以假定在25W附近，方便未来性能优化。

温度控制模块由三个主要外设组成，它们分别是调节管，数字电阻和电流控制阀。

调节管是一种可调整温度和电流控制的智能设备，它能够检测到冰箱电路系统内的温度变化，并且根据冰箱的需求进行调节控制。

数字电阻则是一种能够提供精确温度读数的传感器，它能够检测冰箱电路系统的温度，以保护其安全运行。

最后，电流控制阀是一种可控制冰箱电路系统的输出电流的装置，它可以根据冰箱电路系统的温度变化来调节控制冰箱电路系统的电流输出，以防止其发烧。

最后，为了增强电冰箱保护器的功能与可靠性，本次课程设计还包括一个可扩展脉宽调制控制模块，它可以将温度控制模块、正交变模块以及外接运行设备合并，形成一个可编程的电冰箱保护器，它具有实时的工作模式，可以根据不同的环境要求，自动控制冰箱电路系统的温度，从而保证安全的运行。

总的来说，本次课程设计的主题为“电冰箱保护器”，工作原理如下：用调节管检测冰箱电路系统内温度变化，通过电流控制阀调节温度，同时使用可调正交变模块调节输出电流，以及用数字电阻来精确读取温度，最终通过可扩展的脉宽调制器完成自动控制的任务，从而实现保护冰箱电路系统的功能。

电冰箱保护器电路设计Ap0705122 吕礼锋一：设计原因及要求原因：电冰箱对电压的波动范围有一定的要求，但市电有时会不稳定，低于或者高于电冰箱的允许波动电压范围。

有时市电会突然断电又来电，这样易使电冰箱的压缩机损坏，因此接入电冰箱的保护电路是非常有必要的。

要求：用LM339和NE555设计一个电冰箱保护器。

（1）当市电过压(V802≥)或欠压(V801≤)时能自动切断冰箱交流供电电源（2）复电延时功能：从停电到来电时能延时3—5分钟再接通冰箱的交流电源。

二：电路设计1.电路原理本电路主要用LM339的两个比较器与电位器组成过电压、欠电压检测电路；VT1构成电子开关，当电压在180V~280V范围内时，指示灯D1会发亮，否则会熄灭。

NE555组成延时电路。

其工作原理：接通电源后，市电220v在变压器，整流桥，还有稳压器后，稳定在直流12V。

根据变压器的变压系数，调整电位器RP2与RP3，使市电电压保持在正常范围内，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280V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。

摘要：该课程设计要求设计一个电冰箱多功能保护器，具有延时通电和过电压、欠电压保护功能。

它在停电后又来电时，延时5秒再接通电冰箱的电源，可防止压缩机启动时负载过重而损坏；当市电低于185V 或高于240V 时，该保护器能自动切断电冰箱的工作电源，避免了电冰箱在非正常的电压范围内工作而损坏。

关键词：保护器；电冰箱；电压比较器一、概述本课题涉及了模拟电子线路和数字电路两个方面的知识。

在现在的生产和生活中，都有使用类似功能的装置。

它的主要作用是保护如压缩机一类在电器中比较关键的部位，由于在实际的生活中，电压过低或者过高是有可能的，以及突然停电和来电的情况都可能损坏一些器件，所以从80年代开始中国的很多家电中都加入了这类保护装置来避免用电器因在非正常工作电压下工作而损坏。

这次课程设计的目的是更加深刻的掌握电路和数电多方面的知识，并将这些知识融合起来。

学会系统的联合方法。

本课题要求使用的是一个220V ，50HZ 的交流电源，设计要求如下：1. 当市电低于185V 或高于240V 时，该保护器能自动切断电冰箱的工作电源；2．停电后又来电时，延时5秒再接通电冰箱的电源；二、工作原理说明该装置由一个电源电路，延时电路，一个电压检测电路以及控制电路几个部分组成。

（原理框图如图1所示）其中直流稳压源将市电转换成直流，通过电压比较装置和控制执行电路让电源在非正常工作电压以外的时候断开并显示出是过压还是欠压。

在停电又来电的时候，通过一个延时电路让电源延时五秒再接通。

图1电冰箱多功能保护器原理框图三、电路设计（一） 连续可调电源1.稳压器的选择：三端固定输出稳压器，因内部有过热，过流保护电路，因此它的性能优良，可靠性高。

又因这种稳压器具有体积小，使用方便，价格低廉等优点，所以我在下面的两个电路中都采用了三端固定输出稳压器。

在连续可调该电路中我选择了LM317H ，该稳压器的输出电压为1.2～37V 输出电流为0.5A 。

电冰箱保护器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解电冰箱的基本工作原理和电路组成；2. 学生掌握电流过载对电器的危害，了解保护器的作用及种类；3. 学生能够解释电冰箱保护器的工作原理及其在电路中的作用。

技能目标：1. 学生能够正确使用万用表等工具进行电路测试；2. 学生通过小组合作，设计并制作一个简单的电冰箱保护器电路；3. 学生能够运用所学知识，分析并解决电冰箱保护器在实际应用中出现的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电器安全意识和电器保护重要性的认识；2. 培养学生团队合作意识，学会倾听他人意见，尊重他人观点；3. 提高学生对物理学科的兴趣，激发他们探索科学的热情。

课程性质：本课程为实践性较强的物理学科课程，结合电冰箱保护器的实际应用，让学生在实践中掌握电器保护知识。

学生特点：学生处于八年级，对物理知识有一定的了解，具备基本的电路知识，但动手能力和实际问题解决能力有待提高。

教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养学生的动手能力和创新思维。

在教学过程中，关注学生的学习反馈，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活，提高他们的电器安全意识。

二、教学内容1. 电冰箱工作原理回顾：引导学生复习电冰箱的基本工作原理，重点理解压缩机和冷凝器的作用，以及制冷剂的循环过程。

相关教材章节：第四章“制冷技术”第二节“电冰箱的工作原理”。

2. 电流过载的危害：讲解电流过载对电器的损害，以电冰箱为例，阐述保护器的重要性。

相关教材章节：第三章“家庭电路”第四节“电流过载及其保护”。

3. 保护器的种类与原理：介绍常见保护器的种类、工作原理及应用场景，重点讲解电冰箱保护器的构造与功能。

相关教材章节：第三章“家庭电路”第五节“保护器及其应用”。

4. 制作电冰箱保护器电路：指导学生使用万用表、电阻、电容等元件，设计并制作一个简单的电冰箱保护器电路。

一、电冰箱保护器系统设计1.1设计要求本次设计任务基本要求设计制作一个电冰箱保护器，此保护器具有过、欠压切断，上电延迟等功能，具体如下所示。

1.设计并制作电冰箱保护器，具有过、欠压保护，上电延时等功能。

2.电压在180～250V范围内，正常供电时绿灯亮。

正常供电范围可根据需要进行调整。

3.欠压保护：当电压低于设定允许最低电压时，自动切断电源，且红指示。

4.过压保护：当电压高于设定允许最高电压时，自动切断叫源，且红灯指示。

5.延迟保护：在上电、欠压过压保护切断电源、瞬间断电时，延迟3～5min 才允许接通电源。

欠压、过压保护后接通电源应同时满足已延迟3～5min且电压已恢复正常才允许接通电源。

1.2总体设计方案1.2.1设计思路题目要求设计一个电冰箱保护器。

电冰箱对电源的波动范围有一定要求，而供电源其波动幅度常常超出电冰箱的允许波动范围。

为了保证电冰箱能安全工作于规定的电源范围，在其的供电源端接入保护电路非常必要。

设计中我们可以利用内部具有四个比较器的集成块LM324来进行电压比较，使电冰箱在规定的电源范围内工作，超出此范围时不工作，此过程可利用继电器的自动跳变功能来实现；延时保护可以利用定时器NE555组成单稳态触发器时电容的充放电来实现。

1.2.2总体框图图1-1 总体框图二、电冰箱保护器单元电路的设计a)直流稳压电源设计2.1.1整流电路采用直流稳压电源设计思路（1）电网供电电压为交流220V（有效值），50Hz，要获得低压直流输出，首先须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要的交流电压。

（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向的直流电，但其幅值变化大。

（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑的，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。

（4）滤波后的直流电压再通过稳压电路，便可得到基本上不受外界影响的稳定的直流电压输出，供给负载。

2.1.2直流稳压电源的原理框图分析图2-1 直流稳压电源框图采用电源变压器将电网220V，50Hz交流电降压后送整流电路，整流桥选用的二极管需要考虑允许承受的电压和电流值。