过压欠压、延时保护器的设计2916.pdfVIP

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 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 u2=220÷20=11V u3=1.2×11=13.2V 则,Va=6.6 V u1=280V u2=280÷20=14V u3=1.2×14 =16.8V 则,Va=8.4V u1=180V u2=180÷20=9V u3=1.2×9 =10.8V 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=220μF,则 R3 的阻值计算如下： R=300÷（1.1×220× ）≈1.2× 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 出端电位可灵活方便地选用。 LM339 集成块采用 C-14 型封装，图 1 为外型及管脚排列 图。由于LM339 使用 灵活，应用广泛 。 LM339 类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器