《过压欠压报警器》word版

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1、科信学院课程设计说明书（2011/2012学年第一学期）课程名称：电子系统应用课程设计题目：过压欠压报警器专业班级：08电子信息工程1班学生姓名：刘文恒学号：080072136指导教师：谢万新李晓东贾东立耿志卿设计周数：2周设计成绩：2011年12月30日-10-目录一、课程设计目的-2-二、技术要求:-2-三、课程设计方案论证-2-1.原理框图-2-2.原理图-3-3.单元电路设计-3-4.元件芯片介绍-5-四、设计总结-8-五、参考文献-10--10-一、课程设计目的某些用电设备对输入电压有一定的要

2、求，电网工作正常时，用电设备接通电源，电网电压波动超过10%时，自动切断电源，停止工作。电源工作正常，绿色发光二极管亮，电源过压红色发光二极管亮、欠压黄色发光二极管亮。通过灯的亮灭情况监控输入电压。本课设题目是利用电压比较器的典型例子，实验中利用两个滞回比较器，通过对输入电压比较，得出结论，具体是根据三个发光二极管的发光情况来判断输入电压与标准电压的关系，当电压高出基准电压时，红灯发光，当电压低于基准电压时，黄灯发光，当在正常范围时绿灯发光。二、技术要求:1、输入要求：规定电器的工作电压为180V～24

3、0V之间，对与电路正常工作时不警示；2、输出要求：当检测到电压超过240V时或低于180V时，电路报警；3、性能指标：240伏经过变压器降压成16伏，180伏对应12伏，220伏对应15伏，这三数值是工作电压临界值。三、课程设计方案论证1.原理框图变压器整流滤波比较器A比较器B执行电路UHUL_+图1利用实验装置似的交流变压输出的18、20、22V端点模拟电网电压的变化。用20V模拟电网电压工作在正常范围，用22V和18V模拟电网电压波动超出正负10％状态。参考电路如图2所示。图中桥式整流器输出点电位与

4、输入的电网电压有关，其整流滤波后的电位与两个直流参考电压VH（高）及VL（低）在两个比较器A、B中进行比较，比较器输出电压U1、U2经二极管组成的判别电路驱动执行电路工作。-10-2原理图图2过压欠压报警器的原理图3.单元电路设计3.1电源电路报警电路的第一步，首先要将电转化为直流电，还要实现电压的降低，这主要通过变压器实现，而要将交流变直流必须用到我们模电课本里的桥式整流器以及滤波电容，通过全波整流以及滤波，可使变压器输出电压提高1.3倍，时间常数的设定很重要，理论上应该越大越好，这样使电路更稳定。实

5、验过程中电源部分用可变电源代替稳压电源。3.2比较电路比较电路主要由两个理想运放组成，这是电路正常工作的核心。通过运放组成电压比较器，对输入电压判别，从而输出相应高低电平，作用于后续电路。比较电路如图3所示。-10-图3比较电路3.3执行电路执行电路也是电路中必不可缺的部分，是电路功能实现和执行部分，是决定实验的成败关键。执行电路如图4所示。图4执行电路-10-3.4电路的工作原理及说明该方案电路用可变电源代替稳压电源，用VCC=15V代替220V来检测电路，给定15V模拟电压工作在正常范围，用16.5

6、V和13.5V模拟电压波动超出正负10％状态。电路中用到两组比较器分别比较过压和欠压临界点。当给电路加入15V电压后然后分别调节两个5K的滑动变阻器，找到过压和欠压临界时的电位点，使电路恰好工作在正常电压范围内，及只有绿色指示灯两，之后，改变电压VCC使它分别取值大于等于16.5V和小于等于13.5时观察电路报警情况，实验结果与理论相符合即设计完成。4.元件芯片介绍4.1LM339芯片介绍4.1.1引脚图LM339电压比较器芯片内部装有四个独立的电压比较器，是很常见LM339引脚图的集成电路。利用lm3

7、39可以方便的组成各种电压比较器电路和振荡器电路4.1.2LM339的一些特点和参数1)电压失调小，一般是2mV；2)共模范围非常大，为0V到电源电压减1.5V;3)它对比较信号源的内阻限制很宽；4)LM339VCC电压范围宽，单电源为2—36V,双电源电压为±1V-±18V；5)输出端电位可灵活方便地选用；6）差动输入电压范围很大，甚至能等于VCC。-10-4.1.3电压比较器LM339简介LM339集成块采用C-14型封装，外型及管脚排列如图。由于LM339使用灵活，应用广泛，所以世界上各大IC生产

8、厂、公司竟相推出自己的四比较器，如IR2339、ANI339、SF339等，它们的参数基本一致，可互换使用。　　LM339类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。当“+”端电压高于“-”端