家用电器保护电路Word文件下载.docx
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整流电路常采用二极管单相全波整流电路,即整流桥。
U1的正半周内,二极管D1、D2导通,D3、D4截止;
U1的负半周内,D3、D4导通,D1、D2截止。
正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL,且方向是一致的。
(3)滤波电路:
可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而得到比较平滑的直流电压。
对应电路图为C1(470u),C2(0.01u)电容
(4)稳压电路:
稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压和负载的变化而变化。
7805即有此功能,输入电压8-12V,输出电压正5V。
50Hz,220V交流市电经过变压器变压、桥式二极管整流,电容滤波,7805稳压之后,输出稳定的+5V直流电,为窗口电压比较器LM339、延时电路555、控制电路继电器提供5V的电源电压。
2电压比较电路(窗口比较器、双限比较器)
电路由两个LM339组成一个窗口比较器。
当被比较的信号电压Uin位于门限电压之间时(UR1<
Uin<
UR2),输出为高电位(UO=UOH);
当Uin不在门限电位范围之间时(Uin>
UR2或Uin<
UR1)输出为低电位(UO=UOL),窗口电压ΔU=UR2-UR1。
它可用来判断输入信号电位是否位于指定门限电位之间
三极管Q1起着电子开关的作用
管脚
输入电平
输出电平
7(上限)
小
5/6(实际输入)
大
4(下限)
1
中
3延时电路555
该延时电路使用的555定时器构成的单稳态触发器原理。
C6与RV1用来充电,C6与R1用来放电,2脚为输入信号,下降沿有效,3脚是输出信号。
工作原理
1,没有触发信号时电路工作在稳态
无触发信号即Ui为高电平时,电路工作在稳态状态——Q=0,U0为低电平,TD饱和导通。
若触发电源后,Ui=Uih,555定时器中基本RS触发器是处在0状态,即Q=0,U0=U0L,TD饱和导通,这种状态将保持不变。
接通电源后,Ui=Uih,555定时器中基本RS触发器是处在1状态,即Q=1,U0=U0H,TD截止,则这种状态是不稳定的,经过一段时间后,电路会自动地返回稳定状态。
因为TD截止,电源会通过RV1对C6进行充电,UC将逐渐升高,当UC=UTH上升到2VCC/3时,比较器C1输出0,将基本RS触发器复位到0状态,Q=0,U0=UOL,TD饱和导通,电容C通过TD迅速放电,使UC=0,即返回到稳态。
(1)ui下降沿触发
当Ui下降沿到来时,电路被触发,立即由稳态翻转到暂态——Q=1,Uo=Uoh,TD截止。
因为U由高电平跳变到低电平时,比较器C2的输出跳变为0,基本RS触发器立刻被置成1状态,即暂稳态。
(2)暂稳态的维持时间
在暂稳态期间,电路中有一个定时电容C充电的渐变过程,充电回路是VCC——RV1——C6——地,时间常数为T=RV1*C6.在电容上电压Uc=Uth上升到2VCC/3以前,显然电路将保持暂稳态不变。
(3)暂稳态结束
随着C充电过程的进行,Uc=Uth逐渐升高,当Uc=Uth上升到2VCC/3时,比较器C1输出0,立即将基本触发器复位到0状态,即Q=0,Uo=Uol,TD饱和导通,暂稳态结束。
(4)恢复过程
当暂稳态结束后,定时电容C将通过R1放电,时间常数为T2=R1*C6,经过3T2~5T2后,C放电完毕。
Uc=Uth=0,恢复过程结束。
恢复过程结束后,电路返回到稳定状态,单稳态触发器又可以接收新的输入触发信号。
二极管D2:
1N41481起着开关作用
4控制电路
1、电磁继电器的工作原理和特性
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。
只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。
当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。
这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分:
继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;
处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。
2,在继电器旁边加二极管1N4007用来续流,保护继电器。
3.三极管Q2是用来驱动电路的作用
4.显示电路
当555输出为高电平时,D1绿灯亮,继电器指向左侧,常闭状态;
当555输出为高电平时,D4红灯亮,继电器指向右侧,常开状态;
三、仿真
仿真图形
仿真数据(电压上限:
9.54电压下限:
7.25
窗口电压上限:
3.52窗口电压下限:
2.85)
输入电压(V)
现象(LED)
5.00
红灯一直亮
6.00
7.00
8.00
红灯先亮7S,之后绿灯亮
8.50
9.00
红灯亮
9.54
10.00
11.00
四、实物
电路图
PCB图
实物调试数据(电压上限:
窗口电压上限:
3.5窗口电压下限:
2.4)
9.50
五、元件清单
元件
型号
个数
比较器
LM339
整流桥堆
1N4007
5
滑动变阻器
3296W-1-202(2K)
3
3296W-1-105(1M)
电阻
5K1/4WRJ
4.7K1/4WRJ
2
1K1/4WRJ
1001/4WRJ
三端稳压器
7805
定时器
NE555
发光二极管红色
3mm
发光二极管绿色
二极管
1N4148(35V)
三极管
3DG6
电容
0.33uf
0.01uf
电解电容
220uf/16V
470uf/16V
直流继电器
5V5脚
1k1/4WRJ
总计
35
六、电路调试出现的问题及分析
因为PCB的滑动变阻器的元件封装做错,导致2条线路出现错误,在调试的时候,把滑阻的线改正之后,用仿真时的测试方法,就可以把功能调出来。
仿真和实物调试存在一定的差异,当把输入电压固定时,窗口电压的上下限会有所改动。
七、实验总结
在设计一个实验时,首先要把电路图画出,可能会有多种方案,要选择一个简单、高性能的电路图;
之后就是仿真,确定器件的选型及大小;
然后买到器件之后要根据器件的封装画出PCB图;
最后焊接调试,需要仿真数据和PCB图的连线,在调试中检查问题,解决问题,才能得到最终的成果。
八、体会心得
在实验调试过程中遇到了很多的实际问题。
仿真上面是可以使用但是实际中却有一定的差距。
焊好板子后红绿灯不停的跳变,检查完全部电路发现原理图上一个交点没有连上导致555芯片的2脚与6脚没有连接上,所以以后做电路图时一定要更加仔细,认真。
学会把整块电路分割成一些小模块来分步调试。
学会分辨三极管的好坏判别,有2种方式,放大倍数或者正反偏。