过欠电压保护提示电路

@@@大学课程设计报告

课程名称：过/欠电压保护提示电路

系部：电力工程系

专业班级：电气工程及其自动化

学生姓名：

指导教师：张志恒

完成时间：

报告成绩：

目录

1.概述 (3)

1.1 过欠压电路课程设计背景 (3)

1.2 过欠压电路课程设计目的 (3)

1.3 设计任务与要求 (3)

2.设计内容 (4)

2.1 分模块电路设计思路 (4)

2.2 电源模块的设计 (4)

2.3 比较模块的设计 (5)

2.4 报警模块的设计 (6)

3.总电路图 (7)

3.1 图像 (7)

3.2 元件清单 (7)

3.3 部分重要原件介绍 (8)

4.仿真与调试 (12)

4.1 仿真过程中数据记录 (12)

4.2 结论 (19)

5.心得体会 (20)

1.概述

1.1 过欠压电路课程设计背景

日常生活中，我们不可避免的要用到要用到各种各样的电气设备。由于电网电压的波动，在较高的电压下很有可能使电气设备受到损坏，而在低压时电气设备不能正常工作。在这种情况下就需要有一个电压报警指示设备，使其可以及时准确地对电网电压进行分段指示并对过、欠压进行指示报警，从而实现保护电器设备的目的。

1.2 过欠压电路课程设计目的

通过设计，使同学们对模拟电子技术理论知识在生产实际中的应用有一个初步的认识。加深同学们对所学的理论知识与实际的应用的结合。通过设计，全面提高同学们、分析、判断、解决问题的能力。

1.3 设计任务与要求

(1) 设计一个过欠电压保护电路，当电网交流电压大于250V 或小于180V时，经3～4s本装置将切断用电设备的交流供电，并用LED发光警示。

(2) 在电网交流电压恢复正常后，经本装置延时3～5分钟后恢复用电设备的交流供电。

2.设计内容

2.1 分模块电路设计思路

a.电源模块的设计；

b.比较模块的设计；

c. 报警模块的设计.

2.2 电源模块的设计

电源设计图：

电源模块说明：

电源模块采用10 TO 1 的变压器降压，1A／50V桥式整流电路进行整流，RCπ型滤波器进行滤波。当通以220V的交流电压时，经过变压器降压后，电压测量值为21.978V；通过由4 个相同型号的二极管组成的桥式整流电路后，得到14.725V直流电压；再通过RCπ型滤波器和LM7812与LM7806的滤波、稳压功能，最终得到6.012V的直流电压。此时即可根据电源模块的输出电压算出门限电压，V

=6.012*190/220=5.19V。

REF

2.3 比较模块的设计

比较模块电路图：

比较模块说明：

电路由两个L339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（UR1UR2或Uin

2.4 报警模块的设计

报警模块电路图：

报警模块说明：

报警模块中，共并联了三条支路。第一条支路由两个对接的型号为02BZ2.2的稳压二极管组成，它使电压比较结束后，比较

能够向正负两个方向跳变，并且提供了±2.2V的器的输出电压V

o

跳变高度，从而使得相应报警指示灯能够亮或者是灭；第二条支路由一个150Ω的电阻和一个红色的LED发光二极管组成，其中150Ω的电阻用于保护发光二极管，当电网电压小于基准电压时，V

向负向跳变，此时LED1截止，LED2导通，LED2发出红光，表o

示电网欠电压；第三条支路由一个150Ω电阻和一个绿色的LED

发光二极管组成，其中150Ω电阻用于保护发光二极管，当电网电压大于基准电压时，V

向正向跳变，此时LED2截止，LED1导通，

o

LED1发出绿光，表示电网电压正常。

3.总电路图

3.1 图像

3.2 元件清单

名称规格数量

变压器220－22V 1

整流桥1B4B42 1

集成运放LM7812CT 1

电压比较器OPAMP-3T-VIRTUAL 1

发光二极管LED1 1

发光二极管LED2 1

电阻、电容若干见图

3.3 部分重要原件介绍

（1）变压器

变压器（Transformer）是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器等。

（2）单相桥式整流电路

整流电路在工作时，电路中的四只二极管都是作为开关运用，根据电路图可知：当正半周时，二极管D1、D3导通（D2、D4

截止），在负载电阻上得到正弦波的正半周；当负半周时，二极管D2、D4导通（D1、D3截止），在负载电阻上得到正弦波的负半周。

（3）LM7812

lm7812是指三段稳压集成电路IC芯片元器件，适用于各种电源稳压电路，输出稳定性好、使用方便、输出过流、过热自动保护。

(4）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（U R1U R2或Uin

IM339

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：1）失调电压小，典型值为2mV；2）电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V；3）对比较信号源的内阻限制较宽；4）共模范围很大，为0~（Ucc-1.5V）Vo；5）差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；6）输出端电位可灵活方便地选用。