课设：电冰箱交流电源的设计

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1、一、概述1、课题的提出依据和意义中国人喜欢大摆筵席招呼亲朋好友，可是太多的食物往往无法消受，电冰箱就成了最好的帮手。第一台电冰箱是１９２３年，由瑞典两位工程师浦拉腾和孟德斯制成的。1956年，国内第一台电冰箱在北京“雪花”冰箱厂研制成功。它不但可以储存剩饭剩菜、发扬节约的传统美德,而且还可以保存新鲜食品，为“懒人”们腾出更多的时间。不用多说，电冰箱的发展也是日新月异的，外形越发豪华美观，功能趋向完善，如抗菌、节能、０°Ｃ保鲜等。目前电冰箱广泛应用于家庭、医药卫生、商业和科研单位冷冻、冷藏设备。在日

2、常生活中，人们对电冰箱的依赖性越来越高，但由于我国电力系统的不稳定性，给电冰箱的使用和保护带来了许多不便，不少电冰箱受到了不同程度的损坏，给家庭和社会带来了不小的损失。电冰箱保护器是随着电冰箱的不断普及而派生的一种专用保护装置。它的使用，大大延长的电冰箱的使用寿命，已经成为家庭必不可少的得力帮手。电冰箱保护器的发展也成为多样化，也为电冰箱提供了有效的保护。2、设计任务及技术指标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。电冰箱多功能保护器在停电后有来电时，延时5秒再接通电冰箱

3、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。一、方案论证经过分析设计要求，共有二个设计方案满足要求。方案一：先进行电压延迟输出，再进行电压比较，由比较电路连接显示单元。方案一的原理框图如图（1）所示驱动单元电压取样鉴别单元直流电源延时电路图（1）方案一的原理框图17方案二：电压比较和电压延迟输出同时进行，二者的输出连接一个与门，再有与门连接显示单元。控制电路比较电路方案二的原理框图如图

4、（2）所示负载延时电路图（2）方案二的原理框图经过比较俩个方案的成本、稳定性等特点，以及对电路的了解和应用，选择第二个方案。由于第二个方案在Multisim里仿真较为繁琐、不方便，而在protues里仿真相对简单得多，所以决定用protues仿真。一、电路设计1.直流稳压电源：电源转换原理框图如图（3）所示后续电路稳压元件交流220V电源整流、滤波图（3）电源转换原理框电路图如图（4）所示图（4）直流稳压电源电路图17选用220V50Hz正弦电压作为源电压，经过变压器、单相桥式整流电路和电容滤波电

5、路输出U=50V电压，在经过7805三端稳压器，输出5V的直流电压，2、比较电路：比较电路原理框图如图图（5）所示电压控制电路和240V电压比较220V交流电压和185V电压比较图（5）比较电路原理框图连接和另一个输入端端为延时电路的与门电路图如图（6）所示图（6）比较电路电路图当220V变压成3.6V时，240V所对应的电压U1满足下面的等式：UI/3.6=240/220;所以U1=240*3.6/220=4.0V。同理可得，185V所对应的电压为3.0V。17设计原理：当电压不处于220~24

6、0V之间时，根据集成运放的特性，肯定有一个运放输出电压为0，经过后面的与门，输出电压为低电平，不能驱动后续电路。当电压处于220~240V之间时，根据集成运放的特性，俩个运放输出电压为高电平，经过后面的与门，输出电压为1，可以驱动后续电路。2、延时电路延时电路原理框图如图（7）所示控制电路D触发器非门单稳态触发器电压信号图（7）延时电路原理框图连接和另一个输入端端为比较电路的与门电路图如图（8）所示图（8）延时电路电路图因为延时时间t=5s，根据单稳态触发器的特性，1.1*R1*C2=5s，可设定

7、R1=450KΩ，C2=10uf。设计原理：停电时单稳态触发器的输入为高电平，输出为低电平，所以D触发器的时钟信号为高电平、没有高电平脉冲，输出为低电平，通过后面的与门，输出电压为低电平，不能驱动后续电路。来电时单稳态触发器的初始输入为高电平，初始输出为高电平，所以D触发器的初始时钟信号为低电平、没有高电平脉冲，初始输出不反转、仍为低电平，通过后面的与门，初始输出电压为低电平，不能驱动后续电路；经过单稳态触发器的延时作用，5秒钟后输出改为低电平，所以D触发器的时钟信号改为高电平，时钟信号出现高电平

8、脉冲，输出反转、改为高电平，通过后面的与门，输出电压改为高电平，可以驱动后续电路。172、控制电路控制电路原理框图如图（9）所示显示单元比较电路提供的信号控制电路延时电路提供的信号图（9）控制电路原理框图延时电路比较电路电路图如图（10）所示图（10）控制电路电路图设计原理：当目前有电且电压值在185~220V之间时，与门俩个输入端均为高电平，输出也为高电平，可以驱动后续电路使LED灯亮起来。目前有电和电压值在185~220V之间，这俩个条件只要有一个不满足条件或者两个条件都不满足