家庭保護電路實驗報告

./課程設計實驗報告—家庭保護電路專業(yè)：電子1203學號：201231002056姓名：陳來來設計任務一課程設計名稱和目的家用電器保護電路,讓我們學生在通過動手動腦解決實際問題,鞏固專業(yè)知識,掌握基本的模擬電子電路的一般設計方法；提高設計和動手能力。為以后從事這方面的工作打下基礎。二課程設計的基本要求1掌握電子電路分析和設計的基本方法。2培養(yǎng)一定的自學能力,獨立分析問題的能力和解決問題的技能。3掌握普通電子電路的生產(chǎn)流程及安裝,布線,焊接的基本技能。4鞏固常用電子儀器的正確使用方法及電子器件的測試方法。5這對我們是一個訓練以及實踐,更是對我們已學知識的考驗。三課題基本要求1設計并制作家庭電器基本保護電路,此保護器具有過壓和欠壓切斷電源,上電延時的功能；2電壓在170v~250v范圍內,屬于正常范圍綠燈亮；3欠壓保護：當電壓低于設定允許最低電壓時,電源自動切斷,且紅燈亮；4過壓保護：當電壓高于設定允許最高電壓時,電源自動切斷,且紅燈亮；5延時保護：在上電,欠壓過壓保護切斷電源,瞬間斷電時延時3分鐘才允許接通電源。欠壓,過壓保護后接通電源應滿足已經(jīng)延時3分鐘且電壓已恢復正常才允許接通電源。一課題設計方案數(shù)模結合的法設計的電路框圖如下圖所示,此電路是對電源電壓與參考電壓進行比較,當電源電壓處于最低門限和最高門限電壓之間時輸出高電平,定時一段時間,開關閉合,繼電器通電吸合,電器通電,當電源電壓低于門限電壓或者高于門限電壓時,輸出低電平,開關斷開,繼電器不通電斷開,電器斷電。實現(xiàn)斷電,欠壓,過壓的保護。比較電路~220v電源~220v~220v~220v~220v~220v~比較電路~220v電源~220v~220v~220v~220v~220v~220v定時/開關電路繼電器定時/開關電路繼電器家用電器家用電器二單元電路設計1電源穩(wěn)壓電路設計直流穩(wěn)壓呀電源的工作流程圖如下圖：電源設計仿真圖如下：2采樣電路設計采用兩個Lm339組成的一個窗口比較器。當比較信號電壓在門限電壓之間時,輸出高電位,當輸入電壓不在門限電壓范圍之內時,輸出低電位,基本電路如下圖:仿真圖如下：3定時及開關電路我們通過555定時器完成延時,通過繼電器來控制電器的接通和斷。555定時電路組成電路如下圖：由555定時器和繼電器組成的定時電路加上驅動作用的三極管組成的定時開關電路仿真圖如下：三總電路及原理分析1電器保護電路總電路及其說明2電器保護電路工作原理接通電源后,220v交流經(jīng)變壓器整流橋的整流,穩(wěn)壓7812的穩(wěn)壓后,在R2,R3兩端可獲得12v直流工作電壓,調整R2,R3的比例,調整到我們需要的門限電壓,最小允許電壓7.5v和最大允許電壓9.8v,如果電網(wǎng)電壓在這兩個門限電壓之間,則三極管Q1導通,C3充電,使2,6腳電位不斷下降,經(jīng)過約3分鐘,555的3腳輸出高電平,Q2導通,繼電器k通電吸合,電器工作。當電網(wǎng)電壓在門限電壓之外,555的3腳輸出低電平,繼電器不通電不吸合,電器不工作。3元器件參數(shù)設定最大允許電壓V交流=16.44v經(jīng)整流后Vin=19.728vVmax=9.864v正常V交流=14.47v經(jīng)整流后Vin=17.364vV=8.682v最小允許電流V交流=12.5v經(jīng)整流后Vin=15vVmin=7.5v延時由滑動變阻器R6和C3決定T=R6*C3我們的R6是用的可調電阻,所以延時的時間可以控制的。四原理圖的生成和pcb板的制作4首先打開altium軟件,薪金按一個原理圖并且命名為保護電路,選定為保存的地方,然后再工具欄中選擇元件,連線,對每一個元件進行正確封裝的選擇,選擇各個元件的參數(shù),生成原理圖如下：PCB板的制作在上圖的基礎上,在工具欄中產(chǎn)生網(wǎng)絡表,檢查網(wǎng)絡表無誤后新建一個pcb文件,直接在原理圖中更新原理圖到pcb,讓后進行自動布局然后人工調整,在人工布線后制作出pcb文件,pcb布線后得到如下pcb文件：五安裝元件并且焊接5安裝前,先將碳粉打磨掉,然后用萬用表檢查是否有短接的情況,焊接時注意焊點的大小,不要把焊錫連接到地平面上,另外安裝元件時要按照原理圖和pcb來安裝,另外要用萬用表檢測器件的參數(shù),對應的安放在相應的位置,特別注意元件的極性,不要放反了,否則很容易損壞器件。電路測試和調試在整個連接完之后,進行電路測試和調試,來發(fā)現(xiàn)和糾正方案的不足,在測試之前一定要對著原理圖和pcb按照順序進行一一檢查,以免出現(xiàn)漏洞。對中心器件的管腳依次檢查,如果出現(xiàn)原因,就依次檢查電路,確保電路沒有虛焊,可以用萬用表進行測試。沒有問題了之后就進行測試,按照上面的方法,將門限電壓調出來,就可以進行測試。將電網(wǎng)電壓調至過壓欠壓及正常,然后看電路效果,與設計要求一致。設計心得1通過這次的課程設計,加強了我們動手思考和解決問題的能力,在整個的設計過程中,我們通過了整個的電路和pcb連接,和器件的選擇。2在這個課程設計中,我們可以更好的掌握元件的功能,對電路有了更多的認識,時間是檢驗真理的唯一標準,這個課程設計對我的作用是非常大的。3在制作pcb時,我覺得我布線布不通,沒有耐心,可是真當我靜下心來布線時,就布通了,才發(fā)現(xiàn)只有有耐心恒心才能做好一件事,而且又要顧及各個方面的事情,要知道思考。4在這次制作的過程中,我發(fā)現(xiàn)了自己的問題,并且解決了,這對我來說是很有好處的,以后都會按照這個思路發(fā)現(xiàn)問題解決問題。元件清單LM78121個LM339〔DIP142個NE555〔DIP81個12V繼電器1個1N40018個90132個LED紅色〔5mm2個電位器202〔2k3個電位器105