課程設計報告----電冰箱保護器的設計

1、<p>　　電子技術課程設計報告</p><p>　　學   院：             </p><p>　　專業(yè)班級：           &

2、#160;      </p><p>　　學生姓名：                  </p><p>　　指導教師：  

3、60;               </p><p>　　完成時間：               

4、60;</p><p>　　成   績：                  </p><p><b>　　評閱意見：</b></p><p>　　評閱教師

5、           日期               </p><p><b>　　目     錄<

6、;/b></p><p>　　一、設計任務和指標要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3</p><p>　　二、設計框圖及整機概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4</p><p>　　三、各單元電路的設計方案及原理說

7、明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4</p><p>　　四、仿真調試過程及結果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7</p><p>　　五、設計、安裝及調試中的體會．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10</p&g

8、t;<p>　　六、對本次課程設計的意見及建議．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11</p><p>　　七、參考資料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11</p><p>　　八、附錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

9、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12</p><p>　　附件1 整機邏輯電路圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12</p><p>　　附件2 元器件清單．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

10、．．．13</p><p><b>　　一、設計任務書</b></p><p>　　1、設計時間：2010.7.5～2010.7.9</p><p><b>　　2、地點：I404</b></p><p>　　3、課程設計題目：電冰箱保護器的設計</p><p>　　4、設計

11、內容及要求： </p><p><b>　　1）設計內容：</b></p><p>　　1、設計電冰箱保護器，使其具有過壓，欠壓，上電延遲功能．</p><p>　　2、電壓在180V~250V范圍內正常供電，綠燈指示，正常范圍可根據(jù)需要進行調節(jié)．</p><p>　　3、過壓，欠壓保護：當電壓低于設計允許最低電壓或高于

12、設定允許最高電壓時，自動切斷電源，且紅燈指示．</p><p><b>　　2）設計參數(shù)</b></p><p>　　1、上電，過壓，欠壓保護或瞬時斷電時，延遲３～５min才允許接通電源．</p><p>　　2、負載功率＞２００Ｗ．</p><p><b>　　3）設計要求：</b></p&

13、gt;<p>　　1、選取單元電路及元件； </p><p>　　2、設計總體電路原理圖；</p><p>　　3、整體電路的聯(lián)調（完成全電路理論設計、仿真、調試 ）；4、撰寫設計報告。</p><p>　　二、設計框圖及整機概述</p><p>　　本電路的電源由220V交流電經過變壓器變壓、整

14、流電橋整流，并經過7812穩(wěn)壓后提供。其中，U1從整流電橋的輸出端取樣，當市電電壓在正常范圍（180V~250V）內時，電路各部分正常工作；當市電電壓超出正常范圍時，控制電路控制繼電器停止工作。555時基電路起控制延時作用。電路組成框圖如下：</p><p>　　圖 1 電路設計框圖</p><p>　　三、各單元電路的設計方案及原理說明</p><p><

15、;b>　　1.電路設計方案</b></p><p>　　1）變壓、整流、穩(wěn)壓</p><p>　　本電路先經過變壓器變壓T1，變壓系數(shù)為16:1，再經過整流電橋D1整流，最后經過LM7812穩(wěn)</p><p><b>　　2）比較器設計</b></p><p>　　電路中LM339的兩個比較器和RP2,

16、RP3等組成過電壓,欠電壓檢測電路。</p><p><b>　　3）控制電路</b></p><p>　　控制電路主要由BJTQ1、Q2和555時基電路組成。其中LED1為電壓指示燈，D2防止電容反相放電，D3對繼電器穩(wěn)壓</p><p>　　圖2 電冰箱保護器原理圖</p><p><b>　　2.電路工

17、作原理</b></p><p>　　接通電源后,220V交流電經變壓器的降壓,整流橋的整流,穩(wěn)壓器7812的穩(wěn)壓后,在RP2和RP3兩端可獲得約12V直流工作電壓.根據(jù)變壓器的變壓系數(shù),調整電位器RP2和RP3,使市電電壓在正常范圍內,上,下比較器都輸出高電平,此時VT1導通,電壓指示燈LED保持發(fā)亮.因為C1兩端初始電壓為0,555時基電路的閾值端6腳為高電平,555時基電路復位,三極管VT2截止,

18、繼電器K1的常閉觸點保持吸合,電冰箱電源被切斷.然后電源向C1充電,使2,6兩腳電位不斷下降,約經過5min,可使電位降至12V電壓的1/3,555時基電路才置位,3腳輸出高電平,VT2導通,繼電器K1通電吸合,其常閉合觸點K-1斷開,電冰箱通電工作.當交流電網(wǎng)意外斷電時,C1儲存電荷通過R2,D5迅速泄放,當電網(wǎng)恢復供電時,電路又要延遲5min左右才向電冰箱供電,從而確保電冰箱壓縮機不受損壞.當市電電壓升高到280V以上,上比較器輸出

19、低電平;市電電壓下降到180V以下,下比較器輸出低電平.只要兩者之一輸出低電平,VT1截止,LED熄滅.此時6腳為高電平,555時基電路復位,輸出端3腳為低電平,電冰箱電源被切斷,從而使電冰箱</p><p><b>　　3.參數(shù)計算</b></p><p>　　設變壓器的變壓系數(shù)是16:1,整流后的輸出電壓u3≈1.2×u2, 當u1分別為220V,180

20、V,250V時,u2,u3,Va的計算如下: </p><p>　　u1 =220 V u2 =220÷16 =13.75 V</p><p>　　u3 =1.2×13.75 =16.5 V </p><p>　　Va =8.25 V</p><p>　　u1’ =250 V u2 =250÷16 =15.6V&

21、lt;/p><p>　　u3’ =1.2×17.50 =18.75 V </p><p>　　Va’ =9.85V</p><p>　　u1 ”=180 V u2 =180÷16 =11.25 V</p><p>　　u3” =1.2×11.25 =13.5 V </p><p>　　Va”

22、=6.75 V</p><p>　　所以,比較器的上限電壓為10.5V,下限電壓為6.75V.調節(jié)電位器RP2和RP3,使LM339的5腳電壓為10.5V,8腳電壓為6.75V,從而設置好比較器的上限和下限電壓值,使電路在280V≤u1≤180V能正常工作. </p><p>　　電網(wǎng)由斷電到恢復供電后,電冰箱要延遲一段時間才能正常工作,此段延時時間Tp由NE555的外圍電路C1和 R3決

23、定: </p><p>　　Tp≈1.1×R3×C1 </p><p>　　因為電路要求延時5分鐘(300秒),設C1=220μF,則R3的阻值計算如下: </p><p>　　R3 = 300 ÷ ( 1.1×220×10-6 ) ≈1.2×106 Ω</p><p>　　四、仿真

24、調試過程及結果分析</p><p><b>　　1.仿真的預期結果</b></p><p>　?、佼斴斎腚妷河?跳到正常電壓的范圍內,此時,D1(綠色)發(fā)光,D2(綠色,負載)仍不工作,大約經過5min的時間才開始工作(發(fā)光),D3(紅色)則與D2相反; </p><p>　　②當輸入電壓在范圍外恢復到正常電壓范圍內時,工作情況與①相同; &l

25、t;/p><p>　　③當輸入電壓在正常范圍內跳到電壓范圍外,D1,D2立即熄滅,D3發(fā)光,說明負載停止工作; </p><p>　?、墚斴斎腚妷涸谡７秶鷥韧蝗煌ｋ?所有的發(fā)光二極管都熄滅. </p><p>　　2.由于該方案在Multisim軟件中無法正常仿真，因此在Protel 99SE軟件中對其放真，仿真圖如下：</p><p>　　圖

26、3 Protel 99SE仿真圖</p><p>　　1）設置電源電壓U1為50V，輸出OUT1、OUT2值加的電壓差幾乎為0V；</p><p>　　2）設置電源電壓U1為100V，輸出OUT1、OUT2值加的電壓差幾乎為0V；</p><p>　　3）設置電源電壓U1為170V，輸出OUT1、OUT2值加的電壓差幾乎為0V；</p><p

27、>　　4）設置電源電壓U1為200V，輸出OUT1、OUT2值加的電壓差約為10V；</p><p>　　5）設置電源電壓U1為220V，輸出OUT1、OUT2值加的電壓差約為10V；</p><p>　　6）設置電源電壓U1為240V，輸出OUT1、OUT2值加的電壓差約為10V；</p><p>　　7）設置電源電壓U1為280V，輸出OUT1、OUT2值

28、加的電壓差幾乎為0V；</p><p>　　8）設置電源電壓U1為300V，輸出OUT1、OUT2值加的電壓差幾乎為0V；</p><p>　　8）設置電源電壓U1為350V，輸出OUT1、OUT2值加的電壓差幾乎為0V；</p><p>　　3．用Multisim軟件對令乙方按進行仿真，結果如下</p><p>　　通220v電壓，上電延遲

29、中</p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　如下圖所示輸入220v電壓正常工作中</p><p><b>　　圖5</b></p><p>　　如下圖輸入250v過壓電壓斷電保護中</p><p><b>　　圖5</b></

30、p><p>　?、苋缦聢D輸入180v低壓斷電保護中</p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　從上圖的仿真結果中看出該電冰箱保護器保護器作性能良好，在過壓、欠壓的情況下能很好的保護電冰箱，從而使之在無人監(jiān)控情況下正常工作。與此同時實現(xiàn)了上電的延遲從而更好的保護了電冰箱。</p><p>　　五、設計、安裝

31、及調試中的體會</p><p>　　作為一名自動化專業(yè)的學生，我覺得能做這樣的課程設計是十分有意義。在已度過的兩年大學生活里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎課的理論面，如何去面對現(xiàn)實中的各種電子設計？如何把我們所學到的專業(yè)基礎理論知識用到實踐中去呢？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實踐平臺。在做本次課程設計的過程中，我感觸最深的當屬查閱了很多次設計書和指導書，以及大量的網(wǎng)絡資料

32、。為了讓自己的設計更加完善，更加符合設計標準，一次次翻閱指導書是十分必要的，同時也是必不可少的。</p><p>　　通過這次課程設計，我了解和學會了如何使用Multisim軟件，并復習了對Protel 99SE軟件的使用。尤其是Multisim這個軟件，在以前根本沒聽過，通過學習，逐漸學會了Multisim軟件基本的使用方法，也認識到其在電路仿真方面的強大功能。</p><p>　　另外

33、，課堂上也有部分知識不太清楚，于是我又不得不邊學邊用，時刻鞏固所學知識，這也是我作本次課程設計的第二大收獲。通過查資料，我們對電冰箱保護器這一器件有了深刻的了解，把理論應用到了實踐當中。整個設計我基本上還滿意，由于水平有限，難免會有錯誤，還望老師批評指正。希望答辯時，老師多提些問題，由此我可用更好地了解到自己的不足，以便課后加以彌補。</p><p>　　六、對本次課程設計的意見及建議</p>&l

34、t;p>　　由于只有一周的課程設計時間，我們對很多東西都還沒掌握。尤其是對Multisim軟件的使用之掌握到皮毛，因此我建議加長課程設計的時間，能夠讓學生的知識和技能更扎實，穩(wěn)固。另外，我建議實驗室的電腦能夠上網(wǎng)，一邊學生在時間的過程中能夠隨時查找資料。</p><p><b>　　七、參考資料</b></p><p>　　1．任國燕.模擬電子技術實驗指導書.重

35、慶科技學院.2008年11月.</p><p>　　2．康華光.模擬電子技術基礎.北京：高等教育出版社.2006年12月.</p><p>　　3．陳有卿.《 實用555 時基電路300 例 》.中國電力出版社. 2005月.</p><p>　　4．莊俊華,何偉良,張俊紅. Multisim 9入門及應用. 機械工業(yè)出版社.2008年3月.</p>