欠压过压报警器报告.docx
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欠压过压报警器报告
信息与电气工程学院
电子应用系统（二级）项目
设计说明书
（2011/2012学年第二学期）
题目：
电子技术设计及仿真____
专业班级：
电子信息工程班
学生姓名：
学号：
指导教师：
贾少锐、李晓东、马永强、王鹏
设计周数：
1周
设计成绩：
2012年7月6日
目录
1设计目的.........................................2
2技术要求..........................................2
3自主设计方案.......................................2
4最终设计方案.......................................5
5芯片介绍...........................................6
6元器件清单.........................................9
7设计总结及体会......................................9
8参考文献...........................................10
过压欠压报警器
1、设计目的
大多数用电设备对输入电压都有一定的要求，当电压在正常范围时，用电设备接通电源，其中电网电压波动超过10%时，停止工作，并会促发生报警。
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。
这次课设就是利用一些简单的元件来实现电压比较器功能的例子，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，具体是根据三个不同颜色的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。
2、技术要求
2.1、输入要求：
规定电器的工作电压为198V～242V之间，对与电路正常工作时不警示；
2.2、输出要求：
当检测到电压超过242V时或低于198V时，电路报警；
2.3、性能指标：
220伏经过变压器降压成10伏，198伏对应9伏，242伏对应11伏。
3、自主设计方案
3.1.原理框图
图1
3.2.原理图
图2
3.3.单元电路分析与原理图
过压欠压报警器是由电源电路、比较电路，以及执行电路三部分组成。
电源电路是将交流电转化为直流电，并把电压降低，它主要由变压器、桥式整流器以及滤波电容构成。
比较电路是报警器的核心部分，它由两个比较器、LM7805、LM339、电阻构成。
它可以对电压是否超出规定范围进行判断。
执行电路是报警器实现的部分，对结果进行执行的部分，它由发光二极管、限流电阻、三极管、74LS86、蜂鸣器构成。
各部分原理图如下：
图3电源电路
图4比较电路
图5执行电路
4、最终设计方案
在老师的修改和帮助下，我们将电路图进行了完善，并且通过Mutisim仿真软件进行了仿真。
其中设计思路和方法相同，具体的仿真结果如下：
图6正常工作时
图7欠压工作时
图8过压工作时
5.芯片介绍
5.1LM339芯片介绍
5.1.1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lm339可以方便的组成各种电压比较器电路和振荡器电路
5.1.2LM339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。
5.1.3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“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。
当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。
两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。
LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻（称为上拉电阻，选3-15K）。
选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。
因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。
另外，各比较器的输出端允许连接在一起使用。
5.274LS86芯片介绍
5.2.1引脚图
74LS86为四组2输入端异或门，共有54/7486、54/74S86、54/74LS86三种线路结构型式，其主要电特性的典型值如下：
型号
tPLH
tPHL
pD
CT5486/CT7486
15ns
11ns
150mW
CT54S86/CT74S86
7ns
6.5ns
250mW
CT54LS86/CT74LS86
12ns
10ns
31mW
5.2.274LS86的真值表
5.3LM7805简介
4.3.1引脚图
7805是我们最常用到的稳压芯片了，使用方便，用很简单的电路即可以输入一个直流稳压电源,他的输出电压恰好为5v，刚好是51系列单片机运行所需的电压，他有很多的系列如ka7805，ads7805，cw7805等，性能有微小的差别,用的最多的还是lm7805。
5.3.2LM7805的特点
1）最大输出电流为1.5A
2）输出电压为5V
3）热过载保护
4）短路保护
5）输出晶体管安全工作区保护
6、元器件清单
序号
元器件名称
数量
1
LM7805
1
2
74LS86
1
3
LM339
1
4
发光二极管
3
5
电位器
2
6
100电阻
1
7
1K电阻
6
8
2K电阻
2
9
电容
2
10
三极管
1
11
蜂鸣器
1
7、设计总结及体会
经过近一周的课设，我学会了很多的东西，包括在设计的过程当中遇到了很多困难，但是在和老师同学们的讨论中得到了解决，使自己了解的更多。
并且在实践中用到了很多在课本上学到的知识，使自己再次认识到努力学习的重要性。
经过这次课设，我们掌握了报警器电路的基本原理，拓展了知识面。
这使我觉得自己在学习和实践方面有很大局限性，在自己设计过程中老是凭想象是不够的，必须结合实际才能成功。
在以后的学习中我一定会将实践融进去，这样才能达到更好的效果。
8、参考文献
[1]谢嘉奎，电子线路（非线性部分），高等教育出版社。
2004.6
[2]康华光，电子技术基础（数字部分），高等教育出版社。
2000.7
[3]李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社。
2005.6
[4]童诗白，华成英主编者，模拟电子技术基础.[M]北京：
高等教育出版社。
2006.5
评语
成绩
指导教师
（签字）
年月日
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