过压欠压、延时保护器的设计.pdf

第四章 电冰箱过压、欠压、延时保护器设计 4.1电路设计思路 交流电源 桥式整流电路 延时电路 正常电压范围 过压大于280V 低压低于180V 工作 停止工作 停止工作 图 4-1电冰箱内部保护设计思路 4.2电路组成框图 设计的电路组成图如图 4-2所示，该图主要由一个 LM339电压比较器件、一个NE555 定时器和一个继电器构成整个电冰箱内部的保护系统： 图4.2电冰箱内部保护框图 4.3具体工作电路原理 图4-3电冰箱内部保护器线路原理图 其中由LM339的两个比较器和RP2、RP3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为电压指 示灯，当电压在市电正常范围内（180V—280V），该灯发亮，否则会熄灭；NE555时基电路 组成延迟记忆电路。 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78L12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。 4.4参数的选择计算 设变压器的变压系数是20：1，整流后的输出电压u3≈1.2×u2,当u1分别为220V、 180V、280V时，u2、u3、Va的计算如下： u1=220V ÷20=11Vu2=220 ×11=13.2Vu3=1.2 则,Va=6.6V u1=280V ÷20=14Vu2=280 ×14 =16.8Vu3=1.2则,Va=8.4V u1=180V ÷20=9Vu2=180 ×9 =10.8Vu3=1.2则,Va=5.4V 因此可得，比较器的上限电压为 8.4V,下限电压为5.4V。调节电位器 RP2和 RP3，使LM339 的5脚电压为8.4V，8脚电压为5.4V，使电路在280V≤u1≤180V范围能正常工作。 电网由断电到恢复供电后，电冰箱要延迟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R3决定：τ ≈1.1×R3×C1电路要求延时5分钟（即300秒），设C1=220 μ F,则R3的阻值计算如下： R=300÷（1.1×220×10 6 ）≈1.2×10 6  4.5各类元器件的认识 LM339：lm339应用电路图：LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，该电压比较 器的特点是： 失调电压小，典型值为2mV；电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压 为±1V-±18V；对比较信号源的内阻限制较宽；共模范围很大，为 0~（Ucc-1.5V）Vo；差 动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；输出端电位可灵活方