一种过压欠压及延时保护电路的设计

一种过压欠压及延时保护的电源电路设计方案设计一个过压欠压及延时保护的电源电路是为了保护负载设备免受过压和欠压的损害，并且延时操作以确保电源电路能在既定的时间后启动或停止。

下面是一个相关的电源电路设计方案，将详细介绍其工作原理和设计细节。

1.过压保护：过压保护的作用是防止电源输出电压超过设定的阈值。

这可以通过一个比较器和一个可调电压参考源实现。

具体实现步骤如下：-将电压参考源接到比较器的一个输入端口，将电源输出电压接到比较器的另一个输入端口。

-设置比较器的阈值，如果输出电压超过该阈值，比较器的输出引脚将会产生高电平信号。

-将比较器的输出引脚连接到一个继电器或者晶体管开关，以便在超过阈值时断开电源电路。

2.欠压保护：欠压保护的作用是防止电源输出电压低于设定的阈值。

同样，该功能也可以通过一个比较器和一个可调电压参考源实现。

具体实现步骤如下：-将电压参考源接到比较器的一个输入端口，将电源输出电压接到比较器的另一个输入端口。

-设置比较器的阈值，如果输出电压低于该阈值，比较器的输出引脚将会产生低电平信号。

-将比较器的输出引脚连接到一个继电器或者晶体管开关，以便在低于阈值时断开电源电路。

3.延时启动：延时启动的作用是在电源电路开启时延迟一段时间后再将电源输出连接到负载设备。

这可以通过使用一个计时器和一个继电器或者晶体管开关实现。

具体实现步骤如下：-使用一个计时器芯片，例如555定时器，设置一个特定的时间。

-将计时器的输出引脚连接到一个继电器或者晶体管开关控制电源输出电路。

-当电源电路被启动后，计时器开始计时，当计时器达到预设时间后，继电器或者晶体管开关闭合，将电源输出连接到负载设备。

4.延时停止：延时停止的作用是在电源电路停止时延迟一段时间后再切断负载设备的电源。

同样，这可以通过使用一个计时器和一个继电器或者晶体管开关实现。

-使用一个计时器芯片，例如555定时器，设置一个特定的时间。

-将计时器的输出引脚连接到一个继电器或者晶体管开关控制负载设备的电源。

用TL494制作的ATX开关电源控制电路图过流，过压，欠压保护详解本开头电源控制电路采用TL494(有的电源采用KA7500B,其管脚功能与TL494相同,可互换)及LM339集成电路(以下简称494和339)｡494是双排16脚集成电路,工作电压7~40V｡它含有由{14}脚输出的+5V基准电源,输出电压为+5V(±0.05V),最大输出电流250mA;一个频率可调的锯齿波产生电路ATX电源的控制电路见图1｡控制电路采用TL494(有的电源采用KA7500B,其管脚功能与TL494相同,可互换)及LM339集成电路(以下简称494和339)｡494是双排16脚集成电路,工作电压7~40V｡它含有由{14}脚输出的+5V基准电源,输出电压为+5V(±0.05V),最大输出电流250mA;一个频率可调的锯齿波产生电路,振荡频率由{5}脚外接电容及{6}脚外接电阻来决定｡{13}脚为高电平时,由{8}脚及{11}脚输出双路反相(即推挽工作方式)的脉宽调制信号｡本例为此种工作方式,故将{13}脚与{14}脚相连接｡比较器是一种运算放大器,符号用三角形表示,它有一个同相输入端“+”;一个反相输入端“-”和一个输出端｡比较器同相端电平若高于反相端电平,则输出端输出高电平;反之输出低电平｡494内的比较放大器有四个,为叙述方便,在图1中用小写字母a､b､c､d来表示｡其中a是死区时间比较器｡因两个作逆变工作的三极管串联后接到+310V的直流电源上,若两个三极管同时导通,就会形成对直流电源的短路｡两个三极管同时导通可能发生在一个管子从截止转为导通,而另一个管子由导通转为截止的时候｡因为管子在转换时有时间的延迟,截止的管子已经转为导通了,但导通的管子尚未完全转为截止,于是两个管子都呈导通状态而形成对直流电源的短路｡为防止这样的事情发生,494设置了死区时间比较器a｡从图1可以看出,在比较器a的反相输入端串联了一个“电源”,正极接反相端,负极接494的{4}脚｡A比较器同相端输入的锯齿波信号,只有大于“电源”电压的部分才有输出,在三极管导通变为截止与截止转为导通期间,也就是死区时间,494没有脉冲输出,避免了对直流电源的短路｡死区时间还可由{4}脚外接的电平来控制,{4}脚的电平上升,死区时间变宽,494输出的脉冲就变窄了,若{4}脚的电平超过了锯齿波的峰值电压,494就进入了保护状态,{8}脚和{11}脚就不输出脉冲了｡494内部还有3个二输入端与门(用1､2､3表示)､两个二输入端与非门､反相器､T触发器等电路｡与门是这样一种电路,只有所有的输入端都是高电平,输出端才能输出高电平;若有一个输入端为低电平,则输出端输出低电平｡反相器的作用是把输入信号隔离放大后反相输出｡与非门则相当于一个与门和一个反相器的组合｡T触发器的作用是:每输入一个脉冲,输出端的电平就变化一次｡如输出端Q为低电平,输入一个脉冲后,Q变为高电平,再输入一个脉冲,Q又回到低电平｡比较器､与门､反相器､T触发器以及锯齿波振荡器及{8}脚､{11}脚输出的波形见图2｡339是四比较过流保护过压保护一､产生PW-OK信号PC主机要求各路电源稳定之后才工作,以保护各元器件不致因电压不稳而损坏,故设置了PW-OK信号(约的C比较器的输出端{14}脚为零电平｡另外,339的{1}脚低电平信号因D34的钳位作用,也使{14}脚为低电平,经R50和R63使{11}脚亦为低电平｡因此D比较器的输出端{13}脚为低电平,也就是PW-OK信号为低电平,主机不会工作｡开启主机时,通过人工或遥控操作闭合了与PS-ON相关的开关,PS-ON呈低电平,经R37使339的反相端{6}脚为低电平,B比较器{1}脚输出高电平,D35､D36反偏截止,A比较器的输出电平则由{5}脚与{4}脚的电平决定｡正常工作时,{5}脚电平低于{4}脚电平,{2}脚输出低电平,经R41送到494的{4}脚,使{4}脚的电平变为低电平,锯齿波振荡信号可以从死区时间比较器a输出脉冲信号,另一方面,振荡信号送到了PWM比较器b 的同相输入端,PWM比较器输出的脉冲信号的宽度,则是由494的{1}脚的电平(也就是负载的大小)与{16}脚的电平来决定｡PWM比较器输出的脉冲信号,最后经缓冲放大器放大后,从{8}､{11}脚输出脉冲信号,ATX电源向主机输出±5V､±12V､+3.3V电源｡此过程因C35的充电有数百毫秒的延时,但对主机开机并无影响｡494的{1}脚从+5V､+12V经取样电阻R15､R16得到电压,其电平略高于{2}脚电平,{3}脚输出高电平,经R48使339的{9}脚得到高电平,其电平高于{8}脚电平,因而{14}脚输出高电平,此电平经R50与基准+5V电源经R64共同对C39充电,经数百毫秒后,{11}脚电平升到高于{10}脚电平时,D比较器{13}脚输出高电平,此电平经R49反馈至{11}脚,维持{11}脚处于高电平状态,故{13}脚输出稳定的高电平PW-OK信号,主机检测到此信号后即开始正常工作｡关机时,主机内开关使PS-ON呈高电平,此时339的{6}脚电平高于{7}脚,{1}脚输出低电平,因二极管D34的钳位作用,{14}脚呈低电平,C39对C比较器及B比较器放电,很快{11}脚呈低电平,{13}脚输出低电平,即PW-OK信号呈低电平｡在339的{1}脚为低电平时,经D36使{4}臆脚为低电平,{2}脚输出高电平,经R41传送到494的{4}脚,但因C35电位不能突变,经数百毫秒的放电后方使494的{4}脚转为高电平,从而封锁正负脉冲的输出,主机进入待机状态｡上述的过程中,关机时C39和C35都要放电,但因放电时间常数不同,C39放电较快,故PW-OK信号先于各电源变成低电平,满足了主机关机的需要｡此外,关机时因各路输出电源的电解电容放电需要时间,也使PW-OK信号先于各电源回到低电平｡二､稳压494的{2}脚经R47与基准电压+5V相连,维持较好的稳定电压,而{1}脚则与取样电阻R15､R16与+5V､+12V相连接,正常的情况下,{1}脚电平与{2}脚电平相等或略高｡当输出电压升高时(无论+5V或+12V),{1}脚电平高于{2}脚电平,c比较器输出误差电压与锯齿波振荡脉冲在PWM比较器b进行比较使输出脉冲宽度变窄,输出电压回落到标准值,反之则促使振荡脉冲宽度增加,输出电压回升｡由于494内的放大器增益很高,故稳压精度很好｡从稳压的原理,我们可以得到ATX电源输出电压偏高或偏低的维修方法｡如果输出电压偏低,可在494的{1}脚对地并联电阻,或是把R47的电阻增大｡要是电源的输出偏高,则可在{2}脚对地并联电阻,也可以用增大R33或取下R69､R35来降低输出电压｡三､过流保护过流保护的原理是基于负载愈大,Q3､Q4集电极的脉冲电压也愈高,也即是R13(1.5kΩ)上的电压也愈高,从这里采样经D14整流和C36滤波,再经R54､R55并联电阻与R51､R56､R58等组成的分压电路送到494的{16}脚｡随着负载的加重,{16}脚的电平也随之上升,当超过{15}脚的电平时,误差放大器输出的误差电压促使调制脉冲的宽度变窄从而使负载电流减小｡另外,从R56､R58并联电阻获得的分压再经R52送到339的{5}脚,当{5}脚的电平超过{4}脚时,{2}脚即输出高电平送到494的{4}脚,494停止输出脉冲信号,终止±5V､±12V､+3.3V 电源的输出,达到过流及短路保护的目的｡需要说明的是:494的{16}脚电平的高低只能改变输出脉冲的宽度,但不影响494的{4}脚电平状态,而339的{5}脚电平一旦超过{4}脚的电平,339的{2}脚就送出高电平去封锁449的脉冲输出,终止±5V､±12V､+3.3V电源的输出,同时{2}脚的高电平经R59和二极管D39反馈到{5}脚,维持{5}脚处于高电平状态,此时若过载或短路状态消失,494的{4}脚仍维持高电平,±5V与±12V､+3.3V电源仍不能输出,只有切断交流市电的输入,再重新接通交流电,方可再次开机｡四､过压保护过电压保护由R17和稳压管Z02并联电路从+5V采样,经D37送到339的{5}脚｡若+5V电源由于某种原因升高,339的{5}脚电平也会随之升高,当超过{4}脚电平时,{2}脚即送出高电平去494的{4}脚,封锁±5V､±12V､+3.3V电源的输出,达到过电压保护的目的｡正常工作时,R17上的压降不大,Z02截止送到{5}脚的电压较低,若+5V电源的电压上升,使R17上的压降超过Z02的稳压值,Z02导通,+5V电源上升后的电压值全部加到339的{5}脚上,促使其快速封锁494脉冲的输出,以保护电源五､欠压保护欠压保护从-5V的D32及-12V处的R14取样,经R34和D37送到339的{5}脚｡若因某种原因使输出电压过低时,-12V及-5V电压的负值也会随之减小,也就是电压值上升,经R34及D37送往339的{5}脚使电平上升,339的{2}脚送出高电平到494的{4}脚,从而封锁449脉冲的输出,实现欠压保护｡二极管D32在导通时,其电压降与通过的电流基本无关,保持在0.6V~0.7V,于是-5V电压的减少量会全部传送到D32的负端,提高了欠压保护的灵敏度｡六､电源保护电路故障的维修从上面的叙述中可以了解到,各种保护电路最终都是通过控制339的{5}脚电平来控制494的{4}脚电平实现的｡正常工作时,339的{5}脚电平低于339的{4}脚电平,339的{2}脚输出低电平,使494的{4}脚呈低电平状态(约为0.25V)｡若339的{5}脚电平高于339的{4}脚电平,339的{2}脚输出高电平,于是494的{4}脚变为高电平,电源就进入了保护状态,终止各路电源的输出｡因此ATX电源出了故障,若电源的整流､滤波､逆变以及辅助电源均完好,则要检查339的{4}､{5}脚的电平｡若是{5}脚电平高于{4}脚的电平,表示电源进入了保护状态｡下一步则找出是什么原因使电源进入了保护状态｡可检查与339的{5}脚相连各支路另一端的电压是不是比{5}脚电压高,高出{5}脚电压的支路就是故障所在的支路｡另外,也可以用断开与{5}脚相连的一个个支路,若是断开某一条支路后{5}脚的电平正常了,那么故障就出在这一条支路上｡再沿着这条支路往下查,很快就可以把故障排除｡下面通过两个实例来加以说明｡1.一台SLPS-250ATXC电源的输出电压偏低｡空载下,+5V电源的电压只有+1.8V,其他各路电压也按比例同样下降｡电源是采用TL494及LM339集成电路的典型ATX电路｡检查494的{4}脚电压为+2.6V｡电路似乎处于保护状态｡但保护状态时各路输出的电压均应为零,而现在却是正常电压的三分之一,令人费解｡试着把494的第{4}脚接地,电源立即输出正常｡{4}脚接地就正常工作,说明494并未损坏,问题可能出在339以及有关的电路｡用万用表查339管脚的电压,当查到第{4}脚及{7}脚时,各路电源均正常了｡甚至只用一条表笔去碰{7}脚或{4}脚,也可使电源恢复正常工作｡这等于在{4}脚或{7}脚上加了一条“天线”,天线接收了外来信号电源就工作正常了!我试了试天线的长度,40厘米以下对电源不起作用,长度增加了,输出电压也随着增加,达到1米左右时,输出电压就正常了,494的{4}脚电压也恢复到0V｡但电源要用“天线”才能工作,说明还有故障未找到｡再检查339的{4}脚与{5}脚的电压,{5}脚电压为2.4V,{4}脚的电压为1.2V,输出端{2}脚的电压为2.9V｡(这部分电路见图3)｡但是339的{2}脚高电位,必须由{5}脚电位高于{4}脚的电位时才能产生,那{5}脚最初的高电位是怎么来的?把与{5}脚相连的各支路断开试一试｡在断开c支路以后,电源就正常了｡沿着D2往下找,最后在+3.3V电源处对地接一个1000μF的电容时,电源就正常了｡再检查+3.3V电源原来的滤波电容,发现已经失效｡更换电容后494的{4}脚电压恢复正常,用表笔去碰触339的{4}脚或{7}脚也不起作用,问题得到了解决｡为什么+3.3V电源的滤波电容失效会造成输出电压偏低?+3.3V电源在没有电容滤波时,输出的直流电源中含有很强的由逆变功率管输出的脉冲成分,通过D3及D2送到LM339的{5}脚,使{5}脚的电平高于{4}脚的电平,电源进入了保护状态｡从+20V 电源经R3､D1､R2和三个并联电阻到接地的支路中,三个电阻并联后的电阻值是2.43kΩ,再略去其他支路的影响,可以估算出{5}脚的电压大约是2.3V,因二极管D1的钳位作用,{2}脚输出电压只能在2.9V左右,经R1送到TL494的{4}脚,减去电阻R1的降压,494的{4}脚电压就是2.6V了｡在此电压下,494会输出较窄的脉冲,于是在空载下,+5V电源有约1.8V的电压输出｡解决的办法可在d支路中串联一个47kΩ的电阻,并把R2由3.9kΩ换成100kΩ就行了｡经这样处理后,不论是正常工作或是保护状态,各路电源的输出电压和各管脚的电压均正常了｡而R2电阻的改动,也不会影响电源的过载保护性能｡至此,电源的故障才完全得到了解决(爱好者手中若有SLPS-250ATXC电源,可参考此例加一个47kΩ电阻以提高电源的保护性能)｡为什么339的{4}脚加了天线会正常工作呢?这是{2}脚经D1反馈到{5}脚后,产生了轻微的高频寄生振荡｡{4}脚或{7}脚接了天线以后,破坏了电路的振荡条件,使{4}脚的电压升高,当超过{5}脚的电压时,{2}脚送出0V的低电平信号到494的{4}脚,电源就工作正常了｡同样,在D1支路中串联了47kΩ电阻后,增加了阻尼因数,破坏了电路的振荡条件,电源也就正常了｡此时若取下+3.3V电源处新加的电解电容,通电后,电源会立即进入保护状态,各路电源都没有输出｡2.一台新时代HY-ATX300电源,空载时输出电压正常,但不能带动负载｡检查494各个管脚的电压,发现{12}脚的电压只有10V,这是造成不能带动负载的原因｡在辅助电源逆变变压器T3的初级线圈1加上16.5V的高频电压,测得次级+5VSB挡线圈3的电压是0.9V,向494集成电路{12}脚供电线圈4的电压为1.5V,约是+5VSB挡线圈电压的 1.7倍｡电源的+5VSB电源是直接从线圈3经整流和滤波后得到,+5VSB电源的稳压则是借助WD431稳压集成电路和光电耦合器反馈回逆变三极管得到的,如图4所示｡由此可以算出线圈4的电压为5×1.7=8.5V,因负载较轻,经电容滤波后的电压就是10V左右了｡由此说明T3脉冲变压器线圈4的匝数少了｡拆开T3变压器,得到各绕组的匝数为:初级2×110匝;反馈绕组10匝;+5VSB绕组12匝;绕组4的匝数是8匝｡重新绕制绕组4,把匝数由原来的8匝增加到20匝,其余绕组的匝数不变｡绕好后上机实验,494集成电路{12}脚的电压上升到17V,电源的输入功率可达130W,故障排除｡从故障现象看,可能是工厂生产时将变压器装错了｡。

输出过压保护电路当用户在使用电源模块时，可能会由于某种原因，造成模块输出电压升高，为了保护用户电路板上的器件不被损坏，当模块的输出电压高于一定值时，模块必须封锁脉冲，阻止输出电压的继续上升。

D320产生一个5.1V电压基准送至运放U301反相输入端，R330、R334、R336用于检测输出电压、检测电压值送至运放U301同相输入端。

输出电压没有达到过压保护点时，运放U301 5脚的电压小于6脚的电压，运放输出为低电平，输出正常。

输出电压Vo升高到设定检测点电压时，电阻R336、R334、R330检测的分压比送入运放U301的5脚，此时5脚电压高于6脚电压，运放U301输出高电平，封闭控制芯片PWM信号，模块输出电压为零。

过流保护电路实例（1）图2.过流保护电路实例工作原理T2采集模块原边开关管的输入电流，采样电流经取样电阻R18转换成电压信号，再经两路开关二极管（D6）整流形成两路控制信号。

一路峰值信号去控制38C43的3脚；另一路准峰值电平进入38C43 EA的反相输入端2脚。

采用CT作电流采样的好处是采样电路功耗小，采样电路灵活，CT可以放置在MOSFET开关管的D极或S极，也可以串联于主变压器原边的Vin+端。

缺点是电路稍复杂，体积大，CT存在大占空比时不能有效复位的问题。

CT采样一般用于中大功率的模块。

3843PWM芯片介绍图3.3843芯片内部结构图芯片工作原理虚线所框部分为38C43芯片内置的误差放大器和电流放大器。

误差放大器的输出经过内部分压后（被钳位到1V），进入电流放大器的反相输入端，与电流采样信号比较后进入PWM产生电路。

最终在芯片的6脚输出PWM信号。

在这里，误差放大器被用来作OCP保护，电流控制放大器I/A作峰值电流限流保护。

误差放大器E/A用于准峰值限流。

当38C43反相输入端2脚的直流电平达到2.5V时，误差放大器E/A起作用，使38C43的6脚输出驱动信号占空比D减小，达到模块OCP之目的。

过压、欠压保护插座上传者：爱情_迟到浏览次数:1401这里介绍一个家用电器保护插座，当市电电压超过220V或低于170V时，它会自动切断电源停止对外供电，保护家用电器免遭电源电压突变而损坏。

电路原理：过压、欠压保护插座电路好下图：电路由电源取样、控制两部分组成。

电源控制电路由或非门A-C组成，或非门的逻辑关系是：当输入端全部为“0”时，输出才为“1”;输入端任何一端有“1”输入时，输出即为“0”。

此关系可简化为“见1出0，全0为1”。

掌握了这个逻辑关系就能分析或非门电路了。

输入交流电经变压器T降压，二极管VD1-VD4桥式整流，电容C1滤波变成较平滑的直流电，供给整机使用。

但C1两端电压是未经稳压的，其电压高低将随电源电压波动而波动，R1、RP1和C2组成欠压取样电路，R2、RP2和C3组成过压取样电路，R3、VD5和C4组成稳压电路，输出12V稳定电压供集成块和三极管VT用电。

当电源电压低于170V时，RP1输出取样电压较低，使或非门A输入端8、9脚为低电平“0”，故输出端10脚为“1”，或非门B输出端4脚为“0”，或非门C输出端3脚为“1”，VT饱和导通，继电器K得电吸合，它控制的常闭接点K打开，插座X就停止对外送电，从而起到了压保护作用。

如果市电电压超过240V，则RP2取样电压较高，使或非门B一个输入端即6脚为高电平“1”，所以输出端4脚为“0”，或非门C输出端3脚也就输出高电平“1”，VT饱和导通，K吸合其常闭接点打开，插座X也停止对外送电，实现了过压保护。

发光二极管LED为保护指示灯，当继电器K吸合时，它随之通电发光，表示此时电源电压已超出正常范围，插座X处于保护状态停止对外送电。

元器件选择：或非门A-C可用一块2输入端四或非门CD4001集成电路，它内部集成了4个2输入端或非门，电路采用14脚双列直插式塑封包装。

电路中另一个不用的或非门的两输入端都接电源正极或电源负极，不得悬空，否则易受外电场干扰造成逻辑电平混乱。

交流电源过压欠压保护电路课程设计交流电源过压欠压保护电路在现代电力系统中起着非常重要的作用。

它能够有效地保护电器设备免受过压和欠压的损害，保证电器设备的正常运行。

本文将以交流电源过压欠压保护电路课程设计为题，探讨该电路的设计原理和实现方法。

我们来了解一下过压和欠压对电器设备的影响。

过压是指电压超过了设备所能承受的额定电压，会导致设备内部的电子元件过载甚至损坏。

而欠压则是指电压低于设备所需的工作电压，会导致设备无法正常工作，甚至无法启动。

因此，对于电器设备来说，过压和欠压都是非常危险的情况，需要采取保护措施。

交流电源过压欠压保护电路的设计目标是根据电器设备的额定电压范围，在电压超过或低于设定阈值时，及时切断电源，防止电器设备受到损害。

通过引入过压和欠压保护电路，可以有效地保护电器设备免受电压异常情况的侵害。

在设计过程中，首先需要确定设备的额定电压范围和过压、欠压的阈值。

一般来说，额定电压是设备能够正常工作的电压范围，过压和欠压的阈值则是根据设备的特性和安全要求来确定的。

根据这些参数，可以设计出符合设备要求的过压欠压保护电路。

过压保护电路通常采用电压比较器和继电器组成。

当输入电压超过设定的过压阈值时，电压比较器将输出高电平信号，触发继电器动作，将电源与设备断开。

欠压保护电路则可以通过电压比较器和继电器实现。

当输入电压低于设定的欠压阈值时，电压比较器将输出高电平信号，触发继电器断开电源与设备的连接，起到保护作用。

除了过压和欠压保护电路，还可以考虑添加过流保护电路和温度保护电路，以进一步提高电器设备的安全性能。

过流保护电路可以通过电流传感器实时监测电流大小，当电流超过设定的阈值时，触发继电器切断电源。

温度保护电路则可以通过温度传感器实时监测设备的温度，当温度超过设定的阈值时，触发继电器切断电源。

交流电源过压欠压保护电路是一种保护电器设备免受过压和欠压损害的重要措施。

通过合理的设计和选用适当的电路元件，可以有效地保护电器设备的安全运行。

山西大学课程设计陈述课程名称：系部：专业班级：学生姓名：指点教师：完成时光：陈述成绩：目录1.概述 (3)1.1 过欠压电路课程设计布景 (3)1.2 过欠压电路课程设计目标 (3)1.3 设计义务与请求 (3)2.设计内容 (4)2.1 分模块电路设计思绪 (4)2.2 电源模块的设计 (4)2.3 比较模块的设计 (5)2.4 报警模块的设计 (6)3.总电路图 (8)3.1 图像 (8)3.2 元件清单 (8)3.3 部分重要原件介绍 (8)4.仿真与调试 (11)4.1仿真 (11)4.2调试 (12)4.3结论 (14)5.心得领会 (14)6.参考文献 (15)1.概述1.1 过欠压电路课程设计布景生涯中,我们不成防止的要用到要用到各类各样的电气装备.因为电网电压的摇动,在较高的电压下很有可能使电气装备受到破坏,而在低压时电气装备不克不及正常工作.那么,在如许的情形下就须要有一个电压报警指导装备,它可以实时精确地对电网电压进行分段指导并且对过.欠压进行指导报警,从而实现呵护电器装备的目标.1.2 过欠压电路课程设计目标1.设计一过/欠电压呵护提醒电路.2.对给定的电路道理框图进行道理图设计,分单元进行设计.对电路参数进行须要的盘算,选择元器件参数.3.画出完全的电路道理图.4.对设计的电路进行仿真验证.请求打印出仿真成果.1.3 设计义务与请求1.设计一个过欠电压呵护电路,当电网交换电压大于250V或小于180V时,经3～4s本装配将割断用电装备的交换供电,并用LED发光警示.2.在电网交换电压恢复正常后,经本装配延时3～5分钟后恢复用电装备的交换供电.3.每一位学生对设计内容都应依据本身所学常识.程度及才能自力完成,不得有雷同.4.写出完全的设计陈述.2.设计内容2.1 分模块电路设计思绪a.电源模块的设计;b.比较模块的设计;c.报警延时模块的设计;2.2 电源模块的设计电源设计图：电源模块采取10 TO 1 的变压器降压,1A／50V桥式整流电路进行整流,RCπ型滤波器进行滤波.当通以220V的交换电压时,经由变压器降压后,电压测量值为21.978V;经由过程由4个雷同型号的二极管构成的桥式整流电路后,得到14.725V直流电压;再经由过程RCπ型滤波器的滤波.稳压功效,并经由过程电阻分压,收集到电压比较器变更端,最终得到9.692V的直流电压.2.3 比较模块的设计过压比较器同相输入端与欠压比较器反相输入端端接电源部分收集到的电压,过压比较器的反相输入端与欠压比较器的同相输入端则可以端接两种电路,这个部分经由查阅材料与评论辩论,制订出两套计划：计划一：可以经由过程电源部分分离将250v与180v所对应的电压测试出来,分离为11.158v与7.89v.然后分离在过压与欠压比较器的响应输入端接入雷同电压值的直流电源.计划二：从电源部分的输入端接并联个单相桥式整流电容滤波电路,对其输出电压进行稳压,使其电压值高于或等于250v所对应的电压,这个电压值为基准电压,经由测试后为11.77v,在过压与欠压比较器的响应输入端接入一个滑动比较器,起调节基准电压的感化,然后将基准电压与滑动变阻器衔接,这时即可以经由过程滑动变阻器将基准电压调节为两个比较器的尺度电压.经由过程剖析比较,第二种计划较第一种计划加倍节俭成本,不须要改换直流电源,并且,还可以对尺度电压进行调节,使其实用于不合的请求.是以我组决议采取第二种计划.如图所示：所以全部比较电路设计：因为本设计请求实现欠电压报警.呵护的感化,故可以选择简略易于实现的单门限电压比较器来实现比较功效.单门限电压比较器采取简略的运放OPAMP,过压比较器同相输入端与欠压比较器反相输入端端接电源部分收集到的输出电压;别的两个输入端采纳上述办法从而实现电网电压经变压器.整流电路.滤波电路后与其基准值比拟较的目标.输入从同相端进,当向正向跳变;当电网电压比基准电压小时,比较电网电压比基准电压大时,比较器输出电压Vo向负向跳变.如图所示：器输出电压Vo2.4报警延时模块的设计：过压与欠压的报警装配基底细同,过压状况由一个150Ω的电阻和LED1发光二极管构成,当电压经比较器比较后,若肯定为过压,则二极管LED1发光（红光）;欠压状况由一个1kΩ的电阻和LED2发光二级管构成,比较后,若肯定为欠压,则二极管LED2发光（绿光）.此电路的延时装配为一个简略的RC充放电构成,当电路处于过/欠压状况时,给电容进行充电,充电时光则为延迟时光,此时光可经由过程转变电容的参数进行转变.盘算公式为：Ｔ=1.2×2ｎＲ×Ｃ总的来说,过压状况时LED1发红光,电磁继电器吸合开关,用电装备工作电路割断.欠压状况时LED2发绿光,电磁继电器吸合开关,用电装备工作电路割断.如图所示：3. 总电路图名称规格数目变压器220－22V 1整流桥 1B4B42 1集成运放LM7812CT 1电压比较器OPAMP3TVIRTUAL 1发光二极管LED1 1发光二极管LED2 1电阻.电容若干见图导线若干见图灯泡220v 2w 1 （1）变压器变压器是应用电磁感应的道理来转变交换电压的装配,重要构件是初级线圈.次级线圈和铁芯（磁芯）.重要功效有：电压变换.电流变换.阻抗变换.隔离.稳压（磁饱和变压器）等.按用处可以分为：配电变压器.电力变压器.全密封变压器.组合式变压器.干式变压器.油浸式变压器.单相变压器.电炉变压器.整流变压器等.（2）单相桥式整流电路整流电路在工作时,电路中的四只二极管都是作为开关应用,依据电路图可知：当正半周时,二极管D1.D3导通（D2.D4截止）,在负载电阻上得到正弦波的正半周; 当负半周时,二极管D2.D4导通（D1.D3截止）,在负载电阻上得到正弦波的负半周.（3）LM7812LM7812是指三段稳压集成电路IC芯片元器件,实用于各类电源稳压电路,输出稳固性好.应用便利.输出过流.过热主动呵护.(4）双限比较器电路由两个LM339构成一个窗口比较器.当被比较的旌旗灯号电压Uin位于门限电压之间时（UR1<Uin<UR2）,输出为高电位（UO=UOH）.当Uin不在门限电位规模之间时,（Uin>UR2或Uin<UR1）输出为低电位（UO=UOL）,窗口电压ΔU=UR2UR1.它可用来断定输入旌旗灯号电位是否位于指定门限电位之间.LM339LM339集成块内部装有四个自力的电压比较器,该电压比较器的特色是：（1）掉调电压小,典范值为2mV;（2）电源电压规模宽,单电源为236V,双电源电压为±1V±18V;（3）比较较旌旗灯号源的内阻限制较宽;（4）共模规模很大,为0~（Ucc1.5V）V o;（5）差动输入电压规模较大,大到可以等于电源电压;（6）输出端电位可灵巧便利地选用.(5)继电器继电器是具有隔离功效的主动开关元件,普遍应用于遥控,遥测,通信,主动控制,机电一体化及电力电子装备中,是最重要的控制元件之一.继电器本质是一种传递旌旗灯号的电器.电子开关与继电器比拟,不如继电器.因为继电器有以下利益：1.与开关合营,实现了主动控制;2.实现了控制回路与主回路的电气隔离;3.触点电压电流都比较大.在初步的设计完电路后,应用仿真软件进行仿真,发明有很多问题,电路无法运行曩昔,是以我组进行分区域消除.(1)起首对电源部分,应用示波器与电压表进行测试,并进行元件参数的转变,成果如下图所示：(2)基准电压的调试,它主如果靠稳压二极管来稳固电压,不管输入电压为若干,其都为稳压二极管的电压值,开端时发明稳压二极管没有起到应有的感化,无法对电压进行稳固,经由电压表的测定后,发明其稳压值太低,是以查阅相干数据,选择了IN600B 的稳压二极管,可以知足基准电压的幅值.(3)调试到电磁继电器时,发明无论输入电压是若干,继电器都是处于闭合状况,无法使其工作,将开关吸合住,也就无法起到过\欠压割断电路的感化,经由小组评论辩论与数据测试后发明,原因是电磁继电器两头电压无法达到其工作电压,是以其始终不工作,在改换继电器型号后,此问题也被解决.(4)发光二极管的发光问题,在转变输入电压值后,发明其发光不成控,精确的说是其发光不按照一开端设计的请求进行发光,在经由前面的问题处理后,就先辈行了发光二级管两头电压的测试,发明根本无法达到工作电压,经由测试,发红光二极管的工作电压精确在1.6v 阁下,是以变压后输出波形 变压后输出波形整流后输出波形将与二极管串接的电阻值改小,使二极管两头电压达到工作电压,问题也就美满解决.(1).欠电压状况为了模仿欠电压状况,我们工资的将输入电压改为150v,并且用电压表测量了欠压部分反相输入端电压Ui,得到如下图所示成果：从图中可以看出,电压Ui=6.476V小于基准电压7.89V,报警电路LED2绿灯亮,暗示此时电网欠电压.可见,此时的仿真成果与我们假设并转变的电网电压170V为欠电压相一致.(2).过电压状况工资的将输入电压改为300V,模仿过电压状况,用电压表测量过压部分的同相输入端电压Ui,得到如下图所示成果：据图不雅察,此时Ui=13.504V大于基准电压11.158V,报警电路LED1红灯亮,暗示此时电网过电压.可见,此时的仿真成果与我们假设并转变的电网电压250V为过电压相一致.(3).正常状况工资的将输入电压改为220V,模仿用电装备正常工作,成果如下图:从图中看出,灯泡正常发光,两个LED灯都不发光,暗示此时电路正常工作,可见,此时的仿真成果与我们假设并转变的电网电压220V为正常电压相一致.4.3 结论经由过程以上两次仿真模仿,从中看出,尽管测量电压值与幻想值有一点点误差,但是根本上可以疏忽.这个电路知足设计请求,可以或许在电网欠电压时由正常状况灯泡正常放光变成LED2绿光明起,过电压时又LED1红灯亮起,起到报警呵护的感化.经由近7天时光的查找材料.设计.评论辩论.仿真.总结一系列的工作,在测验前,我们小组终于将电路仿真出来了.面临本身的血汗成果十分欣喜,有成就感.在这里要感激先生耐烦指点,感激小组同窗齐心合力,合营战胜难关,也让我感触感染到团队合作的伟大力气,我十分享受这个商量研讨的进程,可以说是乐在个中.刚拿到这个课题时,作为组长的我来说是一头雾水,不知从何做起.经由查阅材料.评论辩论和先生的帮忙,我们根本肯定了设计计划.开端,我们设计的电路道理是精确的,但经由仿真运行发明,因为电路参数设置不精确,电路无法按照请求精确运行,无法达到预想后果.后来,我们查阅了很多材料,并且找到了一些所需的电路设计,经由一些修改.仿真,发明此电路可以比较精确地表达出我们想要的成果,那时愉快极了.经由过程此次着手实践,我发明光知道理论常识是不克不及够胜任这门功课,更别说是今后的工作了.所以,在往后的进修当中要理论与现实相联合去进修,去商量,如许才干精晓控制这门功课,才算不白费这大好的四年时光.最后,我认为此次课程设计根本知足了此次请求,我也尽了本身最大尽力当这个组长,我认为此次收成很多,本身的才能也进步了很多,愿望今后能多多介入相似的运动,不竭地进步本身的剖析,设计,着手才能.参考文献：1.黄培根,《Multisim虚拟仿真和业余制版实用技巧》,电子工业出版社,2.钱聪,《电子线路剖析与设计》,陕西教导出版社,2000年3.赵世平,编著,《模仿电子技巧基本》,中国电力出版社,4.康华光,《电子技巧基本模仿部分》,高级教导出版社,5.张志恒,《电子技巧基本试验教程》,中国电力出版社,。

信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计(论文)题目:市电过压与欠压自动保护电路专业: 应用电子技术班级: 应电08-2学号: 8姓名: _指导教师: _ 军二〇一〇年十月九日职业技术学院毕业设计（论文）任务书备注：任务书由指导教师填写，一式二份。

其中学生一份，指导教师一份。

目录摘要 (1)第1章绪论 (2)第2章方案设计 (3)2.1设计概述 (3)2.2方案论证 (3)2.2.1 方案一 (3)2.2.2 方案二 (4)2.2.3 方案选择 (4)2.3过压与欠压概述 (5)2.3.1 过电压 (5)2.3.2 欠电压 (6)第3章单元电路设计 (7)3.1变压电路 (7)3.2整流电路 (8)3.2.1 单相桥式整流电路 (8)3.2.2 主要性能指标 (9)3.3滤波电路 (9)3.3.1电容滤波电路 (10)3.2.2 主要性能指标 (11)3.4稳压电路 (12)3.4.1 稳压二极管 (12)3.4.2 稳压二极管的选择 (12)3.5显示电路 (12)3.6触发电路 (13)3.6.1 555定时电路 (14)3.6.2 555的组成及功能 (14)3.6.3 由555组成的单稳态触发器 (16)3.7控制开关 (18)第4章仿真与调试 (20)4.1仿真调试 (20)4.2电路仿真 (20)4.2.1 正常工作仿真 (20)4.2.2 过压仿真 (21)4.2.2 欠压仿真 (23)第五章实物制作 (25)5.1印制电路板的制作 (25)5.2焊接 (26)5.2.1 焊接的工艺要求 (26)5.2.2 焊接的操作 (26)总结 (27)参考文献 (28)附录1 整机原理图 (29)附录2 元件明细表 (30)摘要本系统应用于市电欠压、过压自动保护，它能在市电高于限定电压或低于限定电压时起自动保护动作，切断负载(用电设备)的工作电源，而在市电恢复正常后，又能自动恢复供电。

设计中主要有桥式整流电路、滤波电路、稳压电路、控制电路，电路结构简单，工作原理清晰明了，性能优良。

1、设计背景随着现在电气设备的普及，给工农业生产、国防事业、科技带来了革命性的变化，加快了社会的发展，人们步入了电气化时代，人们的生活质量得到了大幅度的提高，人们也越来越离不开这些电器设备。

而电子产品越来越多，越来越精密，要在相对稳定的电压电流下工作，使用寿命才不会缩短。

目前我国的电网正在普及，庞大的电网系统给了我们许多方便，但是随着接入电网的用户增多和用户电器的多样化，也造成了设电网电压的不稳定，经常产生浪涌电流，还有不可预料的过压以及欠压状况对用户电器造成极大的危害，为了避免这些问题就需要研究如何在电压变化较大时保护好用电设备，此次设计“过压与欠压自动保护电路”也由此孕育而生。

过电压：电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压升高。

属于电力系统中的一种电磁扰动现象。

电工设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。

研究各种过电压的起因，预测其幅值，并采取措施加以限制，是确定电力系统绝缘配合的前提，对于电工设备制造和电力系统运行都具有重要意义。

过电压分外过电压和内过电压两大类。

外过电压：又称雷电过电压、大气过电压。

是由于大气中的雷云对地面放电而引起的。

分直击雷过电压和感应雷过电压两种。

雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性，故常称为雷电冲击波。

直击雷过电压是雷闪直接击中电工设备导电部分时所出现的过电压。

雷闪击中带电的导体，如架空输电线路导线，称为直接雷击。

雷闪击中正常情况下处于接地状态的导体，如输电线路铁塔，使其电位升高以后又对带电的导体放电称为反击。

直击雷过电压幅值可达上百万伏，会破坏电工设施绝缘，引起短路接地故障。

感应雷过电压是雷闪击中电工设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电工设备（包括二次设备、通信设备）上感应出的过电压。

因此，架空输电线路需架设避雷线和接地装置等进行防护。

通常用线路耐雷水平和雷击跳闸率表示输电线路的防雷能力。