電冰箱保護(hù)器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要本文是在分析了目前國(guó)內(nèi)電冰箱保護(hù)器研究的現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的一種集過(guò)壓、欠壓、延時(shí)保護(hù)集于一體的多功能電冰箱保護(hù)器。文中首先探討 了冰箱保護(hù)器的價(jià)值和發(fā)展?fàn)顩r，并提出了設(shè)計(jì)的主要任務(wù)和要求。然后分析了電網(wǎng)過(guò)、欠壓或突然斷電時(shí)，壓縮機(jī)受到的影響，并根據(jù)其工作原理， 繪制電路原理圖，并且進(jìn)行元器件的選擇和計(jì)算以及電路的調(diào)試，最后得出結(jié)論。該電冰箱保護(hù)器具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、硬件調(diào)試方便、工作性能穩(wěn)定等 優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：電冰箱保護(hù)器；過(guò)壓；欠壓；延時(shí)-I-AbstractThis paper is the analysis of the current d

2、omestic refrigerator protector research present situation in the foundation, design a set of over-voltage, under-voltage, delay protection set in one of the multifunctional protector for refrigerator. This paper first discusses the refrigerator protector value and developme nt status, and put forwar

3、d the desig n of the main tasks and requireme nts. Then it analyzes the network, under voltage or power failure suddenly occurs, the compressor is affected by, and according to its working principle, drawing the circuit diagram, and the choice of components and calculation and circuit debugging, fin

4、 ally draws the con clusi on. The refrigerator protector has simple circuit structure, hardware debugging convenience, the advantages of stable performanee.矚慫潤(rùn)厲釤瘞睞 櫪廡賴。Keywords: refrigerator protector; over-voltage; short; time delay 聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛(ài)氌譴凈。哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：

5、所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo) 教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中 特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或 公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò) 貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。作者簽名： 日 期：指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本 和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版， 并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可

6、以采用影印、縮印、數(shù)字化 或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢?5-公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。作者簽名：釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。日 期：哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄摘要IAbstractII第1章緒論11.1課題背景11.2課題的目的和意義 11.3設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 21.3.1設(shè)計(jì)任務(wù)21.3.2本課題研究的技術(shù)要求 3本章小結(jié)3第2章方案選擇42.1方案選擇42.1.1電壓取樣鑒別單元的設(shè)計(jì) 42.1.2驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì) 52.1.3直流電源的設(shè)計(jì) 52.1.4延時(shí)電路52.2電冰箱保護(hù)器的方框圖 5本章小結(jié)6第3章 系統(tǒng)單元電路的設(shè)計(jì)與分析 73.1電

7、壓取樣鑒別電路的設(shè)計(jì) 73.1.1 COMS與非門(mén)電路73.1.2電壓取樣鑒別電路及其工作原理. 8彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。3.2基本RS觸發(fā)器的設(shè)計(jì) 93.2.1電路組成及邏輯符號(hào) 93.2.2基本RS觸發(fā)器工作原理103.3延時(shí)電路的設(shè)計(jì) 113.3.1 555定時(shí)器的外部管腳及電路結(jié)構(gòu) 12 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。3.3.2 555電路的工作原理 143.3.3 555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其工作原理15 廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。3.4驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì) 163.5直流電源的設(shè)計(jì) 163.5.1電源變壓器163.5.2整流電路173.5.3濾波電路 183.5.4直流電源電路設(shè)計(jì)及工作原理

8、18 煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。本章小結(jié)19第4章 整機(jī)工作原理 204.1整機(jī)電路原理圖 204.2過(guò)壓、欠壓、斷電運(yùn)行狀態(tài)分析 204.3整機(jī)工作原理 21本章小結(jié)23第5章 系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 245.1電路元器件選擇與計(jì)算 245.1.1 IC 的選擇245.1.2與非門(mén)G1G6的選擇245.1.3電壓取樣鑒別單元阻容元件的選擇 24鵝婭盡損鶴慘歷蘢鴛賴。5.1.4延時(shí)電路元件的選擇 255.1.5驅(qū)動(dòng)單元元器件選擇和計(jì)算 255.1.6直流穩(wěn)壓電源元器件的選擇和計(jì)算 26 籟叢媽羥為贍債蟶練淨(jìng)。5.2安裝步驟275.3整機(jī)調(diào)試275.4調(diào)試中的問(wèn)題及解決方法 28本章小結(jié) 29結(jié)論30致謝

9、31參考文獻(xiàn)32附錄1譯文33附錄2英文參考資料 35附錄3整機(jī)電路原理圖 37附錄4元器件表38-VII-哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章緒論1.1課題背景隨著科技的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步和人們生活水平的不斷提高。家用電器的應(yīng)用幾乎遍及我們生活。而家用電器保護(hù)，則是發(fā)電、供電、用電系統(tǒng)的重 要器件。它幾乎滲透到所有用電領(lǐng)域，是人民生活正常生產(chǎn)和安全工作的重 要保證，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和節(jié)能事業(yè)中有著不可替代的重要地位和作用。預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。說(shuō)到家用電器，讓我們不難想到電冰箱。在冰箱出現(xiàn)以前，我們一直在 為食品存放時(shí)間一久就會(huì)變得不再新鮮甚至腐敗而煩惱。真正的電冰箱發(fā)明于20年代，

10、1920年，紐約布魯克林一家平板印刷廠的一位名叫威利斯H.卡里爾的工程師，設(shè)計(jì)出一種能控制溫度和濕度的系統(tǒng)。而我國(guó)電冰箱行業(yè)是從50年代起步的，期間迅速發(fā)展壯大。從改革開(kāi)放前只有雪花一家，到 80年代開(kāi)始，海爾，海信，長(zhǎng)虹，新飛等冰箱生產(chǎn)企業(yè)相繼崛起，從而奠 定了我國(guó)制冷行業(yè)的基礎(chǔ)。電冰箱行業(yè)的迅速發(fā)展，極大的提高了我國(guó)城鄉(xiāng) 居民生活的質(zhì)量。但是，從我國(guó)目前的供電情況來(lái)看，電網(wǎng)設(shè)備還不夠完善，供電電壓不太穩(wěn)定， 電壓波動(dòng)值可能超出電冰箱的允許范圍（我國(guó)規(guī)定供電電壓穩(wěn)定度應(yīng)該在正負(fù)百分之十），而且局部斷電又時(shí)有發(fā)生，根據(jù)以上種 種原因就應(yīng)運(yùn)而生了電冰箱的自動(dòng)保護(hù)器。滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。電冰箱易

11、損壞或壽命短是困擾人們的一個(gè)問(wèn)題。究其原因，供電電壓波動(dòng)、瞬時(shí)斷電是電冰箱損壞或壽命縮短的主要原因之一。而對(duì)于絕大多數(shù)家用電冰箱來(lái)說(shuō)，瞬時(shí)斷電與電壓波動(dòng)幾乎是不可避免的。為此，我們利用變 壓器，再配以控制電路設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)穩(wěn)壓、自動(dòng)延時(shí)的電冰箱保護(hù)器，該 多功能電冰箱保護(hù)器能夠根據(jù)負(fù)載電流判斷線路中的各種故障，并及時(shí)進(jìn)行保護(hù)，最大限度的降低對(duì)人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊懀且环N經(jīng)濟(jì)實(shí)用的電冰箱保護(hù)器。鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。1.2課題的目的和意義電冰箱的驅(qū)動(dòng)電機(jī)在一定的電壓范圍內(nèi)才能正常工作，供電電壓過(guò)高或過(guò)低很容易導(dǎo)致繞組線圈燒毀；另外，當(dāng)電冰箱正在工作時(shí)突然斷電而又立即通電時(shí)，電冰箱的壓縮機(jī)所承受的啟

12、動(dòng)電流要比正常啟動(dòng)電流大好幾倍， 導(dǎo)致壓縮泵內(nèi)壓力很高，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)負(fù)荷過(guò)載，也容易燒毀電機(jī)。從目前我 國(guó)供電情況來(lái)看，供電電壓還不夠穩(wěn)定，而且局不斷電時(shí)有發(fā)生，所以電冰 箱保護(hù)器具有重要的使用價(jià)值。電動(dòng)機(jī)保護(hù)器不僅能保證電冰箱的穩(wěn)定工 作，而且在工農(nóng)業(yè)正常生產(chǎn)， 提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益和在節(jié)能事業(yè)中也有 著重要意義。擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.3.1設(shè)計(jì)任務(wù)傳統(tǒng)人們?cè)谟秒姇r(shí)會(huì)因技術(shù)故障、人為故障、設(shè)備老化、質(zhì)量低劣、自 然災(zāi)害等引起的電壓過(guò)高過(guò)低、停電再來(lái)電而燒毀電器，甚至因此發(fā)生火災(zāi)的問(wèn)題，造成了人身的危害和資金的浪費(fèi)。為了避免上述危險(xiǎn)的發(fā)生，我們 應(yīng)該給電冰箱配備一個(gè)冰箱

13、保護(hù)器。該保護(hù)器的功能是：當(dāng)電網(wǎng)電壓過(guò)壓 或欠壓情況下，使家用電器的供電系統(tǒng)停止供電，當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常后使家用電器自動(dòng)恢復(fù)供電；當(dāng)家電正在工作時(shí)，一旦電源斷電而又立即供電時(shí)，本設(shè)計(jì)要使家用電器必須斷電35min后才能恢復(fù)供電。贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。本保護(hù)器的設(shè)計(jì)需要考慮下面幾個(gè)方面的問(wèn)題：(1)合適性 由于保護(hù)器的種類繁多，加之不同廠家生產(chǎn)的電機(jī)也有差 別。因此，能型電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器應(yīng)該有較好的適應(yīng)性，即通過(guò)簡(jiǎn)單方便的 設(shè)置就可使保護(hù)器不同的保護(hù)特性的要求。壇搏鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。正確性為了充分發(fā)揮電機(jī)自身的過(guò)載能力，同時(shí)還要對(duì)電機(jī)進(jìn)行有效保護(hù)。要求保護(hù)器的動(dòng)作要準(zhǔn)確。不準(zhǔn)確的動(dòng)作或造成電機(jī)的

14、損壞，或 不能充分發(fā)揮的過(guò)載能力，造成不必要的跳閘斷電，影響生產(chǎn)。蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。(3)保障性 這一方面要求保護(hù)器在無(wú)故障時(shí)不能產(chǎn)生誤動(dòng)作，而在故 障發(fā)生不能拒絕動(dòng)作，特別是在過(guò)壓、欠壓和突然斷電時(shí)。要在規(guī)定的時(shí)間 內(nèi)，準(zhǔn)確、可靠地完成規(guī)定的保護(hù)功能，并且，設(shè)計(jì)的合理性以及制造時(shí)的工藝保證是非常重要的。買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。1.3.2本課題研究的技術(shù)要求1、當(dāng)電網(wǎng)電壓250V或W 170V時(shí)，能自動(dòng)切斷電源;2、 當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常后35分鐘自動(dòng)接通電源。本章小結(jié)本章為緒論，主要介紹電冰箱保護(hù)器的課題背景和該設(shè)計(jì)的實(shí)用價(jià)值， 以及介紹家用電器保護(hù)器在發(fā)電、供電、用電系統(tǒng)的重要器件以及良好

15、的商業(yè)前景。最后介紹本課題的主要任務(wù)和需要完成的技術(shù)要求。綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。-3-哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第2章方案選擇2.1方案選擇根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求，所設(shè)計(jì)的電冰箱自保護(hù)器的基本思想為：電網(wǎng)電壓在正常范圍時(shí)，保護(hù)器不影響電冰箱的正常工作，而一旦電網(wǎng)電壓250V或W 170V時(shí)，保護(hù)器應(yīng)立即切斷用電器電源。正在工作的電冰箱一 旦斷電又恢復(fù)供電時(shí)，保護(hù)器應(yīng)延時(shí) 35min后再給電冰箱接通電源。不論是保護(hù)器立即斷電還是延時(shí)通電，都需要由繼電器觸電開(kāi)關(guān)去控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，顯然該保護(hù)器還應(yīng)設(shè)有驅(qū)動(dòng)繼電器線圈的驅(qū)動(dòng)電路。為此，本電路主 要由以下幾部分組成：電壓取樣鑒別單元、延時(shí)電

16、路、驅(qū)動(dòng)單元、直流供 電電源等。其主體方案示意圖如圖2-1所示。下面詳細(xì)地介紹系統(tǒng)各部分的組成及方案論證。驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。圖2-1方案示意圖2.1.1電壓取樣鑒別單元的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)要求保護(hù)器能夠?qū)﹄娋W(wǎng)電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，檢測(cè)出電網(wǎng)電壓的過(guò)、欠壓異常，并根據(jù)電壓的異常與否輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。為此，必 須具備有電壓取樣鑒別電路，以便能及時(shí)準(zhǔn)確的地按要求動(dòng)作。對(duì)于取樣 電路的選擇方案有以下兩種：貓蠆驢繪燈鮒誅髏 貺廡。采用由比較器組成的差分比較電路，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便調(diào)試。但延時(shí)要用LED燈顯示出來(lái)，用 555定時(shí)器會(huì)在硬件連接上很有困難。鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。直接采用非門(mén)電容、電阻、電位器和二

17、極管組成的采樣電路是最簡(jiǎn)單的 采樣電路。而且與 555定時(shí)器會(huì)在硬件連接上更方便。構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。所以本設(shè)計(jì)采用非門(mén)電容、電阻、電位器和二極管組成的采樣電路。2.1.2驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)單元主要實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載供電線路通斷狀態(tài)的控制。在本設(shè)計(jì)中驅(qū)動(dòng)單元主要由直流繼電器和該繼電器的驅(qū)動(dòng)電路組成。輒嶧陽(yáng)檉籪癤網(wǎng)儂號(hào)澩。2.1.3直流電源的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)要求保護(hù)器在過(guò)、欠壓狀態(tài)下均能夠正常的工作，因此保護(hù)器自身的供電電源必須平穩(wěn)可靠。可采用串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源。由于驅(qū)動(dòng)電路與觸發(fā)器所用供電電壓的不同，該直流電源有兩路穩(wěn)壓電路輸出不同穩(wěn)壓值的電壓，該電源的基本組成為電源變壓器，橋式整流，電容濾波和穩(wěn) 壓電路

18、I和穩(wěn)壓電路u。 堯側(cè)閆繭絳闕絢 勵(lì)蜆贅。2.1.4延時(shí)電路正在工作的電冰箱一旦斷電又恢復(fù)供電時(shí)，保護(hù)器應(yīng)延時(shí)35分鐘后自動(dòng)給電冰箱接通電源，這就必須具有延時(shí)電路。延時(shí)電路可采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，為了減少體積，性能穩(wěn)定，采用555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路為好。 識(shí)饒鎂錕 縊灩筧嚌儼淒。2.2電冰箱保護(hù)器的方框圖通過(guò)對(duì)本設(shè)計(jì)具體要求的分析和對(duì)各部分電路實(shí)現(xiàn)方案的考慮。電冰箱保護(hù)器的電路方框圖如圖2-2所示。直浚24V 直透10V圖2-2電冰箱保護(hù)器方塊圖本章小結(jié)本章介紹了電冰箱保護(hù)器的設(shè)計(jì)思路、方案選擇和最終確定的系統(tǒng)方框圖。并把電路分成幾部分來(lái)分別討論，已達(dá)到簡(jiǎn)化電路的目的。通過(guò)多 方面的比較

19、選出合理的方案。該保護(hù)方案中包含直流電源、取樣電路、延時(shí) 電路、控制電路四部分。其中直流電源部分主要是把交流電轉(zhuǎn)換成直流電， 取樣電路是保護(hù)電冰箱在正常的電壓下工作，延時(shí)電路是在電路斷相時(shí)來(lái)保護(hù)電冰箱，控制部分是對(duì)上述三個(gè)部分正常運(yùn)行。通過(guò)方案選擇最終確定電路的整體思路，將分立的各個(gè)模塊綜合在一起最后得到整體電路。凍鈹鋨勞臘錯(cuò)癇婦脛糴。-5-哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第3章系統(tǒng)單元電路的設(shè)計(jì)與分析3.1電壓取樣鑒別電路的設(shè)計(jì)電壓取樣鑒別電路：該部分電路的主要功能是當(dāng)電網(wǎng)電壓250V和< 170V時(shí)，向驅(qū)動(dòng)單元提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使繼電器觸電動(dòng)作，電冰箱斷電； 當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)供電

20、時(shí)， 為延時(shí)電路輸入一個(gè)脈沖下降沿，以便延時(shí)電路工作，使用電冰箱經(jīng) 35min才能通電。恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。3.1.1 COMS與非門(mén)電路1. 電路組成及符號(hào)圖3-1所示是CMOS與非門(mén)的電路結(jié)構(gòu)和符號(hào)。在圖3-1 ( a)中，兩個(gè)P溝道增強(qiáng)型 MOS管Tp1、Tp2并聯(lián)，兩個(gè)N溝道增強(qiáng)型 MOS管Tn1、 TN2串聯(lián)，Tp2、Tn2的柵極連接起來(lái)成為輸入端A，TP1、Tn1的柵極連接起來(lái)是輸入端 B。圖3-1 ( b)所示是與非門(mén)的邏輯符號(hào)。鯊腎鑰詘漣鉀溈懼統(tǒng)庫(kù)。2. 工作原理在圖3-1 ( a)中，A、B兩點(diǎn)電壓只要有一個(gè)為低電平0V， Tn1、Tn2中就總有一個(gè)截止，Tp1、Tp2中就

21、總有一個(gè)導(dǎo)通，因此Y電輸出一定為高點(diǎn)平(電源電壓 Vdd )；只有當(dāng)A、B兩點(diǎn)電壓同時(shí)為高電平時(shí)，Tn1、Tn2才會(huì)都導(dǎo)通，Tp1、Tp2才會(huì)都截止，丫點(diǎn)才會(huì)為低電平0V。綜上所述，可得如表 3-1所示真值表。 碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。V DDP2TRiT N1TN2-7-(a)電路圖(b)邏輯符號(hào)哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖3-1 CMOS與非門(mén)表3-1與非門(mén)邏輯真值表ABY001011101110由表3-1可看出與非門(mén)的邏輯功能是：當(dāng)輸入端中有一個(gè)或一個(gè)以上是低電平時(shí)，輸出端為高電平；只有當(dāng)輸入端全部為高電平時(shí)，輸出端才 是低電平（即有“ 0”得“ 1 ”，全為“ T得“

22、 0”。）。其邏輯表達(dá)式為：閿擻輳嬪諫遷擇植秘騖。Y = A B公式（3-1 ）3.1.2電壓取樣鑒別電路及其工作原理該單元電路由與非門(mén)G1G3、電容C1C3、電阻R1R8、電位器RP1和Rp2、二極管VD1組成，具體電路如圖3-2所示。具體電路工作原理如1當(dāng)市網(wǎng)電壓正常時(shí)電源接通之后,正常的220V電壓經(jīng)電阻R1，R2和R3分壓后,R2由兩端 取出約40V的交流電壓，經(jīng)VD1半波整流再經(jīng)G、C2及R4濾波后成為直流取樣電壓,使圖中Ua=（1013） V, Ub<Uthi （與非門(mén)Gi的轉(zhuǎn)折電壓，對(duì)于 CMOS門(mén)，閾值電壓約等于直流電源電壓的一半，即Uth1=0.5Vdd）,Uc>

23、UtH2（與非門(mén)G2的轉(zhuǎn)折電壓），故門(mén)Gi輸出“1”電平，門(mén)G2輸出“0”電平，該信 號(hào)作為控制信號(hào)送往延時(shí)電路，此信號(hào)使延時(shí)電路不動(dòng)作。門(mén)Ga輸出“1”電平，該信號(hào)作為基本RS觸發(fā)器的控制脈沖改變其狀態(tài)。釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。2. 當(dāng)市網(wǎng)電壓250V或w 170V時(shí)由于電網(wǎng)電壓升高，使直流取樣電壓也相應(yīng)升高，因而使 Ub UtH1,Uc UtH2,故門(mén)Gi輸出為“0”電平，門(mén)G2輸出為“ 1”電平，門(mén)G3 輸出“0”電平；由于電網(wǎng)電壓降低，使直流取樣電壓相應(yīng)降低，因而使Uc乞Uthi （這時(shí)Ub : Uthi ），使門(mén)G2輸出“ 1”電平，門(mén)Ga輸出為“ 0 ”電平。當(dāng)市網(wǎng) 電壓當(dāng)市網(wǎng)電壓2

24、50V或w 170V時(shí)，門(mén)G2輸出由“ 0”電平翻轉(zhuǎn)為“ 1”電 平，該脈沖下降沿作為延時(shí)電路的觸發(fā)信號(hào)，使延時(shí)電路工作。門(mén)Ga輸出為“0”電平，該信號(hào)與延時(shí)電路輸出的信號(hào)一起控制基本RS觸發(fā)器的狀態(tài)，啟動(dòng)斷電保護(hù)。 慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫(huà)長(zhǎng)涼。3.2基本RS觸發(fā)器的設(shè)計(jì)該部分電路受電壓取樣鑒別電路的控制，主要用于記憶和產(chǎn)生控制信號(hào)送給驅(qū)動(dòng)電路。3.2.1電路組成及邏輯符號(hào)圖3-3 （ a）所示是用兩個(gè)與非門(mén)交叉連接起來(lái)構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器。S是信號(hào)輸入端，低電平有效，Q和Q是兩個(gè)互補(bǔ)的信號(hào)輸出端。RS觸發(fā)器的邏輯符號(hào)諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動(dòng)禪瀉類。圖3-3 （a） 邏輯電路圖Q圖3-3 （ b）所示是基本圖

25、3-3 （b） 邏輯符號(hào)圖3-3由與非門(mén)構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器322基本RS觸發(fā)器工作原理1. 電路有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)電路無(wú)輸入信號(hào)即Rd = S d =1時(shí)，有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。（1）0狀態(tài)當(dāng)Q=0、Q=1的狀態(tài)定義為 0狀態(tài)。由于 Q=0送到了與非門(mén) G2的 輸入端，使之截至，保證Q=1，而Q=1和Sd =1 一起使與非門(mén) G 1導(dǎo)通，維持Q=0，顯然電路的這種狀態(tài)可以自己保持，是穩(wěn)定的。嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。（2）1狀態(tài)當(dāng)Q=1、Q=0的狀態(tài)定義為 1狀態(tài)。由于 Q=0送到了與非門(mén) G1的 輸入端，使之截至，保證 Q=1，而Q=0和Rd =1 一起使與非門(mén) G2導(dǎo)通， 維持Q=0，顯然電路的這種狀

26、態(tài)也可以自己保持，是穩(wěn)定的。熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機(jī)庫(kù)。2. 電路接收輸入信號(hào)過(guò)程（1）接收置_ 1信號(hào)過(guò)程當(dāng)Rd =1、Sd =0時(shí)，觸發(fā)器將變成1狀態(tài)，即將有 Q=1、Q=0.當(dāng)Rd =1、Sd =0時(shí)，如果觸發(fā)器原來(lái)是處在0狀態(tài)，則根據(jù)與非門(mén)的邏輯特性（有 0出1，全1出0），可以肯定 G1輸出為高電平、門(mén) G2 輸出為低電平，即有Q=1、Q=0 ;如果觸發(fā)器原來(lái)就處在1狀態(tài)，則仍保持1狀態(tài)，即仍有 Q=1、Q=0。鶼漬螻偉閱劍 鯫腎邏蘞。（2）接收置_ 0信號(hào)過(guò)程當(dāng)Rd =1、Sd =0時(shí)，觸發(fā)器將變成1狀態(tài)，即將有 Q=1、Q=0.當(dāng)Rd =1、Sd =0時(shí)，如果觸發(fā)器原來(lái)是處在 0狀態(tài)，

27、則仍保持 0狀 態(tài)不變即，Q=0，Q=1的狀態(tài)不會(huì)變；如果觸發(fā)器原來(lái)是處在1狀態(tài)，則根據(jù)與非門(mén)的邏輯特性，肯定門(mén) G2輸出將為高電平，即 Q=1，而Q=1和 Sd =1又會(huì)導(dǎo)致門(mén) G1輸出為低電平，即 Q=0。 紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。由基本RS觸發(fā)器的工作原理分析，可以很容易的列出表3-2，該基本RS觸發(fā)器的特性表直觀的反映了基本RS觸發(fā)器兩輸入信號(hào)R和S與觸發(fā)器接收信號(hào)之前所處的現(xiàn)態(tài)（Qn ）及觸發(fā)器接收輸入信號(hào)之后所處的現(xiàn)態(tài)Qn+1之間的關(guān)系。穎芻莖峽餑億頓裊賠瀧。Qn 1 = S RQnRS二0約束條件公式（3-2）表3-2基本RS觸發(fā)器的特性表RS尹000000110101011110

28、0010103.3延時(shí)電路的設(shè)計(jì)延時(shí)電路主要用于電網(wǎng)突然斷電又立即恢復(fù)供電而燒毀家用電器。本電路可采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。為減小體積和性能的穩(wěn)定，采用555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路。 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。為防止因斷電后又立即通電而燒毀電機(jī)，因此要用延時(shí)電路。 該延時(shí)電路由555定時(shí)器IC、電容C7Ci。、電阻巳2巳4等組成。該電路是一個(gè)負(fù) 脈沖觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路，它的工作原理如下：銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。 dicilToucopc ZSC3I|11當(dāng)電網(wǎng)電壓從大于 240V降至略小于240V時(shí)，由于Ub ：Uthi,門(mén)Gi的 狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，輸出為“ 1 ”電平，門(mén)G2由輸出“ 1”變?yōu)檩敵觥?0”

29、（這時(shí)有Uc aUth2 ）,通過(guò)C5給555定時(shí)器IC的2腳送入一個(gè)負(fù)脈沖，則 3腳變?yōu)?“ 1”電平。同時(shí)放電管截止，直流電源Vdd經(jīng)電阻Ria對(duì)電容C7充電，UD（Uc7）上升。經(jīng)5分鐘后，U D _ 2/3U DD ,555電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，3腳恢復(fù)為“0” 電平，輸出一個(gè)負(fù)脈沖，經(jīng)電容 C9送至RS觸發(fā)器，使SD =0 （這時(shí)因G2輸 出“0”電平，Ga輸出為“ 1 ”電平，即爲(wèi)"）,迫使RS觸發(fā)器翻為“ 1”狀 態(tài)（Q=1 ），門(mén)G6及G7輸出“ 0”狀態(tài)，Ti及T2截止，繼電器常閉觸點(diǎn)閉合， 電冰箱恢復(fù)工作。這里555定時(shí)器3腳“ 1”電平的保持時(shí)間（放電管 Td的截止時(shí)間

30、）僅與電阻 R13和電容C7的乘積成正比，而與直流電源電壓Vdd的大小無(wú)關(guān)。調(diào)整R13,可以延時(shí)5分鐘。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作波型見(jiàn)圖5所示。其中為2腳電壓，為3腳電壓，為7腳電壓的波形 。 擠貼綬電麥結(jié)鈺贖 嘵類。2.若電網(wǎng)電壓從小于180V上升到大于 180V時(shí)，UcUth1 （這時(shí)UBVUTH1,門(mén)G1輸出“ 1”電平），門(mén)G2輸出“ 0”電平，通過(guò) Gs也為555 定時(shí)器IC的2腳送入一個(gè)負(fù)脈沖，接下來(lái)的過(guò)程與上述過(guò)程相同，電冰箱 又恢復(fù)工作。賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。3.3.1 555定時(shí)器的外部管腳及電路結(jié)構(gòu)1.555定時(shí)器的外部管腳。555定時(shí)器是一種中規(guī)模集成電路，只要在外部配上適當(dāng)阻

31、容元件，就可以方便的構(gòu)成脈沖產(chǎn)生和整形電路，在工業(yè)控制、定時(shí)、仿聲、電子樂(lè)器及防盜報(bào)警等方面應(yīng)用廣泛。555定時(shí)器的外引腳排列圖如表3-3。塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊(cè)庫(kù)。表3-3 NE555定時(shí)器的外引腳排列表1腳地2腳觸發(fā)3腳輸出4腳復(fù)位5腳控制電壓6腳門(mén)限（閾值）7腳放電8腳電源電壓Vcc2.555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)。 圖3-5給出的是555集成定時(shí)器的內(nèi)部電路 結(jié)構(gòu)圖，它主要由以下五部分組成：裊樣祕(mì)廬廂顫諺鍘羋藺。（1）基本RS觸發(fā)器_由兩個(gè)與非門(mén)組成，Rd是專門(mén)設(shè)置的可從外部進(jìn)行置0的復(fù)位端,當(dāng) Rd =0 時(shí)，使 Q=0、Q =1。（2）比較器倉(cāng)嫗盤(pán)紲囑瓏詁鍬齊驚。-13-哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)

32、用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）A1、A2是兩個(gè)電壓比較器。比較器有兩個(gè)輸入端，分別標(biāo)有+號(hào)和-號(hào)，如果用U+和U 表示相應(yīng)輸入端上所加的電壓，則當(dāng)U + >U 時(shí)其輸出為高電平，當(dāng)U + <U-時(shí)輸出為低電平，兩個(gè)輸入端基本上不向外電路索取電流，即輸入電阻趨近于無(wú)窮大。綻萬(wàn)璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。(3) 分壓器三個(gè)阻值均為 5k Q的電阻串聯(lián)起來(lái)構(gòu)成分壓器(555也因此得名)，為比較器 A1、A2提供參考電壓，A1之+端U+ =2/3Vcc、A2之端U_ =1/3 Vcc。如果在電壓控制端 CO另加控制電壓，則可改變A1、A2的參考電壓。工作中不使用 CO, 般都通過(guò)一個(gè)0.01卩F電容接地

33、，以旁路高頻干擾。驍顧燁鶚巰瀆蕪領(lǐng)鱺賻。(4) 晶體管開(kāi)關(guān)和輸出緩沖器晶體管t構(gòu)成開(kāi)關(guān)，其狀態(tài)受 Q端控制，當(dāng)Q為0時(shí)截止、為1時(shí)導(dǎo) 通，輸出緩沖器就是接在輸出端的反相器，其作用是提高定時(shí)器的帶負(fù)載能力和隔離負(fù)載對(duì)定時(shí)器的影響?，嶀暈R曖惲錕縞馭篩涼。綜上所述可知，555定時(shí)器不僅提供了一個(gè)復(fù)位電平為2/3Vcc、置位電平為1/3VCC,且可通過(guò)R端直接從外部進(jìn)行置 0的基本RS觸發(fā)器，而 且還給出了一個(gè)狀態(tài)受該觸發(fā)器Q端控制的晶體管開(kāi)關(guān)。因此使用起來(lái)極為靈活。鎦詩(shī)涇艷損樓紲鯗餳類圖3-5 555集成定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)33 2 555電路的工作原理555電路的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖如圖3-5所示。它含有兩

34、個(gè)電壓比較器，一個(gè)基本 RS觸發(fā)器，一個(gè)放電開(kāi)關(guān)管T。比較器的參考電壓由三只5KQ的電阻器構(gòu)成的分壓器提供。它們分別使高電平比較器A1的同相輸入端和低電平比較器 A2的反相輸入端的參考電平為 2/3Vcc和1/3Vcc。 A1 與A2的輸出端控制 RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開(kāi)關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)自6腳，即高電平觸發(fā)端輸入并超過(guò)參考電平2/3Vcc時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時(shí)放電開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號(hào)自2腳輸入 并低于1/3VCC時(shí)，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時(shí)放電開(kāi)關(guān) 管截止。 櫛緶歐鋤棗鈕種 鵑瑤錟。Rd是復(fù)位端（4腳），當(dāng)Rd = 0， 555定時(shí)器輸出低電平。

35、平時(shí)Rd端開(kāi)路或接高電平。CO是控制電壓端（5腳），平時(shí)輸出 2/3Vcc作為比較器 A1的參考 電平，當(dāng)5腳外接一個(gè)輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn) 對(duì)輸出的另一種控制，在不接外加電壓時(shí)，通常接一個(gè)0.01卩f的電容器到地，起濾波作用，以消除外來(lái)的干擾，確保參考電平的穩(wěn)定。轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)。T為放電管，當(dāng)T導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳7的電容器提供低阻放電通路。555定時(shí)器主要是與電阻、電容構(gòu)成充放電電路，并由兩個(gè)比較器來(lái)檢測(cè) 電容器上的電壓，以確定輸出電平的高低和放電開(kāi)關(guān)管的通斷。這就很方便地構(gòu)成從微秒到數(shù)十分鐘的延時(shí)電路，可方便地構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，多諧振蕩器，施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生

36、或波形變換電路。它的基本功能表如 表 3-4 所示。 峴揚(yáng)爛滾澗 輻灄興渙藺。表3-4 555定時(shí)器基本功能表rTHtrQD0XX低電平導(dǎo)通1>2/3 Vcc>1/3 Vcc低電平導(dǎo)通1<2/3 Vcc<1/3 Vcc高電平截止1<2/3 Vcc>1/3 Vcc保持原狀態(tài)保持原狀態(tài)33 3 555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其工作原理2CK13+5VRi5 IKqIClVii0.0 luf100KOOUTVoDcCvGND47ufCo圖3-6NE555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器上圖3-6所示，為由NE555定時(shí)器和外接定時(shí)元件 R、C構(gòu)成的單穩(wěn) 態(tài)觸發(fā)器。D為鉗位二極管

37、，穩(wěn)態(tài)時(shí)NE555電路輸入端處于電源電平，內(nèi)部放電開(kāi)關(guān)管 T導(dǎo)通，輸出端 Vo輸出低電平，當(dāng)有一個(gè)外部負(fù)脈沖觸 發(fā)信號(hào)（由電壓取樣鑒別電路提供）加到 Vi端。并使2端電位瞬時(shí)低于 1/3Vcc，低電平比較器動(dòng)作，單穩(wěn)態(tài)電路即開(kāi)始一個(gè)穩(wěn)態(tài)過(guò)程，電容C開(kāi)始充電，Vc按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。當(dāng)Vc充電到2/3Vcc時(shí)，高電平比較器動(dòng)作，比較器 A1翻轉(zhuǎn)，輸出 Vo從高電平返回低電平，放電開(kāi)關(guān)管T重新導(dǎo)通，電容 C上的電荷很快經(jīng)放電開(kāi)關(guān)管放電，暫態(tài)結(jié)束，恢復(fù)穩(wěn)定， 為下個(gè)觸發(fā)脈沖的來(lái)到作好準(zhǔn)備。波形圖如圖 3-7所示。詩(shī)叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。ViOT I IVoLnt十JV-15-哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院

38、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖3-7單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形圖暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間 Tw （即為延時(shí)時(shí)間）決定于外接元件R、C的大小。Tw =1.1RC公式（3-3）通過(guò)改變R、C的大小，可使延時(shí)時(shí)間在幾個(gè)微秒和幾十分鐘之間變 化。555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形圖如圖3-7所示。 則鯤愜 韋瘓賈暉園棟瀧。3.4驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì)該單元電路由三極管 和T2、與非門(mén)G6、二極管D2、繼電器K和電阻 Rii組成。該電路的主要功能是：通過(guò)RS觸發(fā)器的輸出端（Q）的狀態(tài)，經(jīng)門(mén)G6反相后控制Ti、T2的飽和導(dǎo)通或截止，使繼電器線圈K中有電流或無(wú)電流，從而使其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)或閉合，電冰箱處于停止或工作狀態(tài)。D2是續(xù)流二極管，其作用

39、是：當(dāng)二極管Ti及T2由導(dǎo)通變截止時(shí)，繼電器線圈中的電流不會(huì)突然中斷， 在其線圈兩端會(huì)產(chǎn)生上負(fù)下正的自感電壓，由于該電壓很高，可能會(huì)擊穿三極管Ti和T2。有續(xù)流二極管時(shí)，自感電壓的極性使 D2 導(dǎo)通，給繼電器線圈中的電流 （電感中的電流不能突變） 提供了通路（續(xù)流）， 使線圈中的磁場(chǎng)能量慢慢釋放，因而線圈兩端不會(huì)產(chǎn)生高的自感電壓，或者說(shuō)由于D 2的導(dǎo)通使線圈兩端電壓被鉗制（大小為 Ud2），Ti和T2就不會(huì)被擊 穿了。 脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。3.5直流電源的設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源提供整個(gè)保護(hù)器各部分工作的直流電壓。電網(wǎng)電壓經(jīng)電源變壓器降壓，橋式整流，電容器濾波，穩(wěn)壓電路I得到約為24V的直流電壓提供

40、給驅(qū)動(dòng)電路和直流繼電器工作電壓，再經(jīng)穩(wěn)壓電路U得到約為i0V的電壓供給基本 RS觸發(fā)器和延時(shí)電路。它需要經(jīng)過(guò)變壓、整流、濾 波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成。鰓躋峽禱紉誦幫 廢掃減。3.5.i電源變壓器圖3-8所示為一降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路。該電源變壓器降壓電路的工作原理是： 在開(kāi)關(guān)Si閉合時(shí)，220V交流市電經(jīng) Si （圖中未閉合）加到電源變壓器 Ti的一次繞組兩端，交流電流經(jīng)Si從一次繞組的上端流入，從一次繞組的下端流出。由于變壓器繞組的互感作用，在變壓器的二次繞組兩端輸出一個(gè)較低的交流電壓。稟虛嬪賑維嚌妝擴(kuò)踴糶。圖3-8電源變壓器降壓電路3.

41、5.2整流電路整流就是利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒔涣麟妷鹤儞Q成脈動(dòng)的直流電壓。單相橋式整流電路是工程上最常用的電箱整流電路。整流電路在工作時(shí)，電路中的四只二極管都是作為開(kāi)關(guān)運(yùn)用，由圖如圖3-9可知：陽(yáng)簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。當(dāng)正半周時(shí)，二極管 D1、D3導(dǎo)通（D2、D4截止），在負(fù)載電阻上 得到正弦波的正半周；當(dāng)負(fù)半周時(shí)，二極管 D2、D4導(dǎo)通（D1、D3截止），在負(fù)載電阻上 得到正弦波的負(fù)半周。在負(fù)載電阻上正、負(fù)半周經(jīng)過(guò)合成，得到的是同一 個(gè)方向的單向脈動(dòng)電壓。溈氣嘮戇萇鑿鑿 櫧諤應(yīng)。（a）電路圖圖3-9橋式整流電路及波形圖（b）波形圖3.5.3濾波電路通常利用電容或電感元件的電抗特性，將整流電路

42、輸出的脈動(dòng)直流電壓中的大部分交流成分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。鋇嵐縣緱虜榮產(chǎn)濤團(tuán)藺。在電路中，當(dāng)有電壓加到電容器兩端的時(shí)候，便對(duì)電容器充電，把電 能儲(chǔ)存在電容器中；當(dāng)外加電壓失去（或降低）之后，電容器將把儲(chǔ)存的 電能再放出來(lái)。充電的時(shí)候，電容器兩端的電壓逐漸升高，直到接近充電 電壓；放電的時(shí)候，電容器兩端的電壓逐漸降低，直到完全消失。這種電 容帶兩端電壓不能突變的特性，正好可以用來(lái)承擔(dān)濾波的任務(wù)。圖3-10（a）是最簡(jiǎn)單的電容濾波電路，電容器與負(fù)載電阻并聯(lián)，接在橋式整流整流電路后面。在二極管D1、D3導(dǎo)通期間，E2向負(fù)載電阻 Rfz提供電流的同時(shí)，向電容器 C充電，一直充到最大值。

43、E2達(dá)到最大值以后逐漸下降；而電容器兩端電壓不能突然變化，仍然保持較高電壓。這時(shí)，二極 管D1、D3受反向電壓，不能導(dǎo)通，于是Uc便通過(guò)負(fù)載電阻 Rfz放電。由于C和Rfz較大，放電速度很慢，在E2下降期間里，電容器 C上的電壓降得不多。當(dāng) E2負(fù)半周經(jīng)橋式整流后來(lái)到并升高到大于Uc時(shí)，又再次對(duì)電容器充電。如此重復(fù)，電容器C兩端（即負(fù)載電阻 Rfz兩端）便保持了一個(gè)較平穩(wěn)的電壓，在波形圖上呈現(xiàn)出比較平滑的波形。圖3-10（b） 所示為全波整流時(shí)電容濾波前后的輸出波形。懨俠劑鈍 觸樂(lè)鷴燼觶騮。（a） 電路圖（b）波形圖圖3-10電容濾波電路及工作波形圖3.5.4直流電源電路設(shè)計(jì)及工作原理該電源由

44、變壓器 T、整流二極管 D3D6、穩(wěn)壓管Dzi -Dz3、調(diào)整管T3T5、電容GiCi3及電阻Rl5與Rl6組成。該電路的主要功能是產(chǎn)生兩種 大小不同的直流電壓：E點(diǎn)輸出電壓Ue=22V，供給驅(qū)動(dòng)單元；F點(diǎn)輸出電壓Uf=11V,作為與非門(mén)GiG6和555定時(shí)器IC的電源電壓。直流穩(wěn)壓電源 電路的工作原理如下：謾飽兗爭(zhēng)詣繚鮐癩別濾。1由變壓器T、整流管D3 D6、電容Cii組成全波橋式整流電容濾波電路。220V的交流電壓經(jīng)降壓變壓器降壓后，又經(jīng)D3D6組成的整流橋，輸出脈動(dòng)的電壓，再經(jīng)Cii的濾波，便在其兩端（即穩(wěn)壓電路的輸入端）獲得直流 電壓。為了能在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載電流變化時(shí)，該電源所輸出

45、的直流電壓基本穩(wěn)定，必須設(shè)有穩(wěn)壓電路。咼鉉們歟謙鴣餃競(jìng)蕩賺。2由T3 T5、DziDz2、電容Ci2和Ci3、電阻Ri5和Ri6構(gòu)成了基本調(diào)整管串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。其中T3和T4組成復(fù)合調(diào)整管，與 Dzi，Dz2及電阻R15構(gòu)成第一級(jí)穩(wěn)壓電路，在E點(diǎn)輸出22V直流電壓。它的特點(diǎn)是 U e與穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值Uz是“跟隨”的關(guān)系，所以只要穩(wěn)壓管電壓Uzi、Uz2保持穩(wěn)定，貝U當(dāng)電網(wǎng)電壓和負(fù)載電流在一定范圍內(nèi)變化時(shí)， UE也能基本穩(wěn)定。由于加了 射極跟隨器，使穩(wěn)壓電路帶負(fù)載能力增強(qiáng)了。同理T5，Dz3， Ri6又組成了第二級(jí)穩(wěn)壓電路，在F點(diǎn)輸出11v的直流電壓。電容Ci2和Ci3是為了改進(jìn)穩(wěn) 壓電路的暫態(tài)響

46、應(yīng)而設(shè)置的，即瞬時(shí)增減負(fù)載電流時(shí)不至于引起輸出電壓有較大的波動(dòng)?，撝C齷蘄賞組靄縐嚴(yán)減。本章小結(jié)本章主要對(duì)各單元電路模塊的設(shè)計(jì)、電路實(shí)現(xiàn)原理以及實(shí)現(xiàn)各部分電路所用的元器件進(jìn)行介紹，在具體電路中，實(shí)現(xiàn)每個(gè)技術(shù)指標(biāo)都會(huì)有不同的方案，但根據(jù)實(shí)際情況，則需選擇最適合的。實(shí)驗(yàn)證明本設(shè)計(jì)中各單元 電路設(shè)計(jì)方案正確可行，各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定可靠。麩肅鵬鏇轎騍鐐縛縟糶。-35-第4章整機(jī)工作原理4.1整機(jī)電路原理圖電冰箱保護(hù)器的整機(jī)電路原理圖詳見(jiàn)附錄3。4.2過(guò)壓、欠壓、斷電運(yùn)行狀態(tài)分析電冰箱是一種間歇工作的家庭電器，在接通電源后，其壓縮電動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)、運(yùn)行、終止的反復(fù)循環(huán)過(guò)程。根據(jù)我國(guó)家用電冰箱技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定， 電冰

47、箱的電源電壓應(yīng)在 175235V范圍內(nèi)才能保證電冰箱的正常啟動(dòng)和運(yùn) 行。為什么要對(duì)電冰箱的電源條件做出規(guī)定呢？這是由于電冰箱的壓縮機(jī)作 為電動(dòng)制冷器具的核心部件，其工作的安全性不僅關(guān)系到用戶的財(cái)產(chǎn)安全，而且關(guān)系到用戶的人身安全， 并且壓縮機(jī)都是在負(fù)載條件下啟動(dòng)的。啟動(dòng)時(shí)要求電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大， 啟動(dòng)電流?？蛇_(dá)到額定工作電流的三至七倍。在供電緊張地區(qū)或用電高峰時(shí)間里，電網(wǎng)電壓會(huì)變得很低，但有時(shí)候，電網(wǎng)電壓 又會(huì)變得很高。納疇鰻吶鄖禎銣膩鰲錟。如果在電源電壓低于允許的下限值的情況下啟動(dòng)，會(huì)因啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足， 造成電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難， 勢(shì)必迫使電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流成倍增長(zhǎng)，超過(guò)設(shè)計(jì)的允許的限度。電冰箱內(nèi)設(shè)的熱

48、保護(hù)裝置對(duì)這種瞬間大電流的反應(yīng)較差，因而極易造成壓縮機(jī)繞組的燒毀。當(dāng)電源電壓高于允許的上限值的情況下啟動(dòng)時(shí)， 電動(dòng)機(jī)繞組因電流過(guò)載也同樣會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱而破壞絕緣的現(xiàn)象，對(duì)壓縮機(jī)的壽命都是有害的，嚴(yán)重時(shí)也會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)。風(fēng)攆鮪貓鐵頻鈣薊糾廟。過(guò)壓、欠壓保護(hù)器就是應(yīng)運(yùn)而生的一種輔助性電器。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)欠壓或過(guò)壓時(shí)，應(yīng)用敏感于電網(wǎng)電壓的基本特性，過(guò)壓欠壓保護(hù)器及時(shí)將電冰箱的電源切斷，以保護(hù)電冰箱免受非常規(guī)電壓的破壞。滅曖駭諗鋅獵輛覯餿藹。在電冰箱的壓縮機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，不允許在電源突然中斷后的短時(shí)間內(nèi)重新接通電源。因?yàn)閴嚎s機(jī)工作時(shí)， 壓縮泵一側(cè)自蒸發(fā)器將低壓制冷劑蒸 發(fā)抽出，經(jīng)過(guò)壓縮成為高溫高壓蒸汽，自另一

49、側(cè)送往冷凝器，實(shí)現(xiàn)向空間排 熱。兩側(cè)壓力差最大時(shí)可達(dá)到十一個(gè)大氣壓，壓縮機(jī)中斷運(yùn)行后，須經(jīng)一定的時(shí)間才能恢復(fù)兩側(cè)的平衡，最好保持在五分鐘左右，確保了壓縮機(jī)在輕載狀態(tài)下起動(dòng)；倘若壓縮機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)斷電后又很快接通的情況，由于兩側(cè)存在很大的壓力差，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的負(fù)載很大，啟動(dòng)電流較正常值成倍增加， 從而帶來(lái)燒毀電動(dòng)機(jī)的危險(xiǎn)。鐒鸝餉飾鐔閌貲諢癱騮。電冰箱在出售時(shí)，生產(chǎn)廠家一般都不配備斷電保護(hù)器，市場(chǎng)上銷售的斷電保護(hù)器，一般也都不具備智能延遲作用。一般的斷電保護(hù)器，在電冰箱停 電后復(fù)電，不管停電時(shí)間多久，它都要延遲3分鐘左右才能接通電源，顯得非常機(jī)械，人們希望在剛剛斷電的最近3分鐘之內(nèi)能對(duì)電冰箱進(jìn)行保護(hù)

50、，不允許通電，而3分鐘之后，則要求一旦來(lái)電壓縮機(jī)能馬上通電起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，以 便在電冰箱室內(nèi)的溫度下降的最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)制冷，既能保證食物不至于變質(zhì)，又可節(jié)約電能。 攙閿頻嶸陣澇諗譴隴瀘。4.3整機(jī)工作原理1. 當(dāng)電網(wǎng)電壓在正常范圍內(nèi)時(shí)電源剛接通的瞬間，電容C6上的電壓不能突變，因而Uc6=0,所以門(mén)G5輸出（也是基本 RS觸發(fā)器的輸出端 Q）“ 1 ”狀態(tài)，Q的輸出“ 0” 狀態(tài)，三極管 V、VT2截止，繼電器常閉觸點(diǎn)不打開(kāi)，電冰箱得以供電 可以啟動(dòng)。 趕輾雛紈 顆鋝討躍滿賺。電源接通之后,正常的電網(wǎng)電壓經(jīng)電阻Ri、R2和R3分壓后,由R2兩端取出約40V的交流電壓,經(jīng)VD!半波整流再經(jīng) Ci、C2

51、及R4濾波后成為直 流取樣電壓,使圖中U a=（1013） V, UB<UTH1 （與非門(mén)Gi的轉(zhuǎn)折電壓，對(duì)于 CMOS門(mén)，閾值電壓約等于直流電源電壓的一半，即UtH1=0.5VdD）,Uc>UtH2（與非門(mén)G2的轉(zhuǎn)折電壓），故門(mén)G1輸出“ 1 ”電平，門(mén)G2輸出“0”電平，門(mén)G3、 G5輸出（RS觸發(fā)器的Rd端）“ 1”電平；因?yàn)镚2輸出“ 0”電平，這時(shí) 555定時(shí)器2腳始終為低電平， 其輸出端3腳輸出仍為“0”電平，電容C6 兩端電壓仍為零，使門(mén) G5輸入（RS觸發(fā)器的Sd端）為“ 1”電平，所以 RS觸發(fā)器Q端保持初始“ 0”狀態(tài)，繼電器 K仍不吸合，其常閉觸點(diǎn)仍閉 合，電

52、冰箱得以繼續(xù)工作。夾覡閭輇駁檔驀遷錟 減。2. 當(dāng)電網(wǎng)電壓250V時(shí)由于電網(wǎng)電壓升高，使直流取樣電壓也相應(yīng)升高，因而使 Ub -UtH1,Uc -UtH2 ，故門(mén)G1輸出為“ 0”電平門(mén)G2輸出為“ 1”電平， 門(mén)G3、G5輸出“ 0”電平，基本_RS觸發(fā)器Rd=0，而這時(shí)C6仍未充電， 仍然保持“ 0”，所以觸發(fā)器的 Q輸出翻轉(zhuǎn)成“ 1 ”狀態(tài)，使VT1和VT2飽 和導(dǎo)通，繼電器K吸合，常閉觸點(diǎn)Ki及K2斷開(kāi)，電冰箱斷電而停止工作。視絀鏝鴯鱭鐘腦鈞欖栃。3. 當(dāng)電網(wǎng)電壓W 170V時(shí)由于電網(wǎng)電壓降低，使直流取樣電壓相應(yīng)降低，因而使Uc乞Uthi （這時(shí)Ub :：: Uth1 ）,使門(mén)G2輸出

53、“ 1”電平，門(mén)G3輸出為“ 0”電平，也同樣 迫使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為“ 0”電平，使門(mén)G6輸出為“ 1”電平，VT及VT2飽和 導(dǎo)通，繼電器 K吸合，常閉觸點(diǎn) K1、K2斷開(kāi)，電冰箱停止工作。偽澀錕攢鴛擋緬鐒鈞錠。4. 當(dāng)電網(wǎng)電壓從大于250V降至略小于 250V時(shí)由于Ub :： Uth1,門(mén)G1的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，輸出為“ 1 ”電平，門(mén)G2由輸出“ 1 ” 變?yōu)檩敵觥?0”（這時(shí)有 Uc - Uth2 ），通過(guò)C5給555定時(shí)器IC的2腳送 入一個(gè)脈沖下降沿，則555定時(shí)器3腳變?yōu)椤?1”電平（Sd=1 ），門(mén)G5輸出為“ 1”電平（Rd=1 ），使基本RS觸發(fā)器Q端輸出“ 1”電平，三極管 VT1、

54、VT2飽和導(dǎo)通，繼電器常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，家用電器仍停止供電。555定時(shí)器3腳變?yōu)椤?1”電平的同時(shí)放電管截止，直流電源Vdd經(jīng)電阻R13對(duì)電容C7充電，Ud （ Uc7）上升。經(jīng)5分鐘后，Ud>2/3Vdd ,555電路狀態(tài)翻 轉(zhuǎn)，3腳恢復(fù)為“ 0”電平，經(jīng)電容 C9送至RS觸發(fā)器，使Sd=0 ,這時(shí)因G2 輸出“0”電平，G3輸出為“1”電平，即Rd=1,迫使RS觸發(fā)器Q端翻為“0” 狀態(tài)，V及VT2截止，繼電器常閉觸點(diǎn)閉合，電冰箱恢復(fù)工作。這里555定時(shí)器3腳“1”電平的保持時(shí)間（放電管Td的截止時(shí)間）僅與電阻 R13和電容C7的乘積成正比，而與直流電源電壓Vdd的大小無(wú)關(guān)。調(diào)整 R13，可以延時(shí)5分鐘。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作波型見(jiàn)圖3-7所示。其中 Vi為2腳電壓，Vc為3腳電壓，Vo為7腳電壓的波形。 緦徑銚膾齲轎級(jí) 鏜撟廟。5. 當(dāng)電網(wǎng)電壓從小于170V升至略大于170V時(shí)由于電網(wǎng)電壓升高，使直流