第1页 / 共21页
第2页 / 共21页
第3页 / 共21页
第4页 / 共21页
第5页 / 共21页
第6页 / 共21页
第7页 / 共21页
第8页 / 共21页
电冰箱保护器设计报告.docx
一、 设计要求：
二、 设计的作用、目的
三、 设计的具体实现
1．系统概述
电冰箱对电源的波动范围有一定的要求，而供电电源，其波动幅度有时会不在电冰箱波动范围内。当电冰
2. 各单元电路的设计方案及原理说明
3. 仿真调试过程及结果分析
四、 心得体会及建议
1． 心得体会
2. 建议
五 、 附录
六、参考文献
华 北 科 技 学 院 课 程 设 计
目录
一、 设计要求：.....................2
二、 设计的作用、目的.........2
三、 设计的具体实现.............3
1．系统概述...................................................... 3
2. 各单元电路的设计方案及原理说明............5
3. 仿真调试过程及结果分析 .....................13
四、 心得体会及建议.........18
1． 心得体会.................................................18
建议.................................... 19
2.
五 、 附录...............................19
六、参考文献...........................20
1
华 北 科 技 学 院 课 程 设 计
电冰箱保护器的设计报告
一、 设计要求：
（1）. 设计电冰箱保护器，具有过、欠压保护，上电延时
等功能。
（2）. 电压在 180-250V 范围内，正常供电时绿灯亮。
（3）. 过压保护：当电压高于 250V 时，自动切断电源，且
红灯亮。
（4）. 欠压保护：当电压低于 180V 时，自动切断电源，且
红灯亮。
（5）. 延时保护：在上电、欠压、过压保护切断电源时，延
时一段时间 3 ～5min 才可接通电源。
二、 设计的作用、目的
（1）. 掌握电冰箱保护器工作原理。
（2）. 熟悉继电器和发光二极管的使用。
（3）. 熟悉 Multisim 和 Protel 软件。
2
华 北 科 技 学 院 课 程 设 计
三、 设计的具体实现
1．系统概述
电冰箱对电源的波动范围有一定的要求，而供电电源，其波
动幅度有时会不在电冰箱波动范围内。当电冰箱压缩机在工作时，
若遇到电网意外断电又迅速恢复供电，会使压缩机承受压力过高
而受损。为了保证电冰箱能安全工作于规定的电源范围内，并且
防止压缩机受损，在电冰箱的供电电源端接入保护器是非常必要
的。
本电路的电源由 220V 交流电经过变压器变压、整流电桥整
流、滤波电路滤波，并经过稳压电路稳压后提供直流电源。其中，
U1 从整流电桥的输出端取样，当市电压在正常的范围（180V～
250V）
内时,电路各部分正常工作；当市电电压超出正常范围时，控
制电路控制的继电器停止工作。555 时基电路起控制延时的作用。
电路组成框图如下：
图一 电路组成框图
3
华 北 科 技 学 院 课 程 设 计
此电路设计主要的应用电路元件包括：变压器、整流电桥、
滤波电容、三端稳压电源、窗口比较器、定时器（LM555CN）、继
电器等。
电路原理
接通电源后，220V 交流电经过变压器变压,整流桥式电路的
整流 ,稳压器 LM7812CT 的稳压后,在 RP2 和 RP3 两端可获得大约
12V 的直流工作电压。跟据变压器的变压系数，调整电位器 RP2
和 RP3，使市电电压在正常的工作范围内，上、下比较器都输出
高电平，此时三极管 Q1 导通，电压指示灯 LED 保持发亮。因为
C1 两端初始值为 0，LM555CN 时基电路的阈值端 6 管脚为高电平，
LM555CN 时基电路复位，三极管 Q2 截止，继电器 K1 的常闭触点
保持吸合，电冰箱电源被切断。然后电源向电容 C1 冲电，使得 2、
6 管脚电位下降，大约经过 3～5min，可使电位降至 12V 的三分
之一，LM555CN 时基电路置位，3 管脚输出高电平 ，Q2 导通，
继电器 K1 通电吸合，其常闭合触点 K1 断开，LED2 绿灯亮，电冰
箱正常工作。当交流电电网意外断电时， C1 存储的电荷通过 R4、
D3 迅速释放。当交流电电网恢复供电时，电路又要延迟大约 3～
5min 才向电冰箱供电，从而确保电冰箱压缩机不受损坏。当市电
压升高到 250V 以上，上比较器输出低电平；当市电电压下降到
180V 以下时，下比较器输出低电平。只要两者中的任何一个比较
器输出低电平，Q1 就截止，LED 就熄灭。此时 6 管脚为高电平，
LM555CN 时基电路复位，输出端 3 管脚为低电平，LED1 红灯亮，
电冰箱电源被切断，从而使电冰箱在电压过高或过低的情况下可
以自动的停止工作，保证了电冰箱能安全工作于正常的电源范围
4
华 北 科 技 学 院 课 程 设 计
内。当电压恢复正常时大约要延迟大约 3 ～5min。
电冰箱保护器的原理如下：
5
0
%
R
P
1
1
k
Ω
K
e
y
=
A
1
k
Ω
K
e
y
=
A
5
0
%
R
P
3
1
k
Ω
3
0
%
K
e
y
=
A
R
P
2
2
V
1
T
1
3
1
N
4
0
0
1
D
5
0
°
6
0
H
z
2
2
0
V
r
m
s
1
1
N
4
0
0
1
D
8
5
D
6
1
N
4
0
0
1
D
7
1
N
4
0
0
1
2
8
L
M
7
8
1
2
C
T
U
3
C
2
4
7
0
u
F
C
5
3
3
0
n
F
1
0
0
u
F
C
4
C
6
1
0
0
n
F
R
9
1
.
2
k
Ω
0
6
7
0
1
0
O
P
A
M
P
_
5
T
_
V
R
T
U
A
L
I
1
N
4
1
4
8
R
2
1
k
Ω
U
2
1
2
D
2
9
1
1
O
P
A
M
P
_
5
T
_
V
R
T
U
A
L
I
1
N
4
1
4
8
U
1
4
D
1
1
6
R
1
1
k
Ω
1
5
k
Ω
R
3
1
4
M
R
F
9
0
1
1
L
T
1
_
A
Q
1
1
7
1
5
R
4
1
0
0
Ω
L
E
D
1
N
4
0
0
1
D
3
0
R
5
1
M
Ω
8
C
3
1
0
n
F
2
0
5
2
6
7
4
C
O
N
T
R
I
T
H
R
D
I
S
R
S
T
C
1
2
2
0
u
F
L
E
D
1
L
E
D
2
G
N
D1
L
M
5
5
5
C
N
2
4
R
7
1
k
Ω
V
C
C 8
U
4
O
U
T
3
1
9
4
.
7
k
Ω
R
6
2
1
M
R
F
9
0
1
1
L
T
1
_
A
2
6
R
8
1
k
Ω
0
°
6
0
H
z
2
2
0
V
r
m
s
Q
2
2
3
2
5
V
2
D
4
1
N
4
0
0
1
K
1
E
D
R
2
0
1
A
1
2
2
2
图二 电冰箱保护原理图
5
华 北 科 技 学 院 课 程 设 计
2. 各单元电路的设计方案及原理说明
（1） 电路设计方案
a） 直流稳压电源
直流稳压电源的组成框图如下：
图三 直流稳压电源的组成框图
作用： 把交流电压变成大小合适的、稳定的直流电源。
① 电源变压器
作用： 把 220V 的电网电压变成想要的的小电压。
② 整流电路
电路的组成：四只二极管（原则是，保证在变压器副边电
压 U2 的整个周期内 ，负载上的电压和电流方向始终不变。
工作原理： 利用的是二极管的单向导电性。D5、D7 和 D6、
D8 两对二极管交替导通，致使负载电阻 RL 上在 U2 的整个周期内
都有电流通过，而且方向不变。
6
华 北 科 技 学 院 课 程 设 计
交流电压经过整流电路后变成脉动直流电压，即：既含直流，
又含交流。
③ 滤波电路 即在整流电路的输出端并联一个电解
电容。
工作原理： 利用电解电容的充放电作用，不仅使输出电压
变得平滑，而且可以使输出电压的平均值变大。
④ 稳压电路
作用： 使输出电压不受负载、温度等的影响。
直流稳压电路原理图如下：
图四 直流稳压电路原理图
b）比较器的设计
7
华 北 科 技 学 院 课 程 设 计
欠压和过压检测电路由集成电压比较器及外围电路元
件组成 。集成电压比较器电路利用理想元件 U1、U2、
D1 、D2、RP2 和 RP3 组成 ，上较器用于过电压的检测，
下比较器用于欠电压的检测。RP1 电阻的分压组成基准电
压，为比较器提供基准电压。三极管构成电子开关。
窗口比较器
当输入电压 Ui 大于 U+R，必然大于 U-R，所以集成运放
的输出 Uo=-Uomax；
当输入电压 Ui 小于 U-R，必然小于 U+R，所以集成运放
的输出 Uo=-Uomax；
当输入电压 Ui 大于 U-R 小于 U+R 时，集成运放的输出
Uo=+Uomax；
图五 窗口比较器及其电压传输特性电压比较器
窗口电压比较器的原理图如下：
8
相关推荐
2023年江西萍乡中考道德与法治真题及答案.doc
2012年重庆南川中考生物真题及答案.doc
2013年江西师范大学地理学综合及文艺理论基础考研真题.doc
2020年四川甘孜小升初语文真题及答案I卷.doc
2020年注册岩土工程师专业基础考试真题及答案.doc
2023-2024学年福建省厦门市九年级上学期数学月考试题及答案.doc
2021-2022学年辽宁省沈阳市大东区九年级上学期语文期末试题及答案.doc
2022-2023学年北京东城区初三第一学期物理期末试卷及答案.doc
2018上半年江西教师资格初中地理学科知识与教学能力真题及答案.doc
2012年河北国家公务员申论考试真题及答案-省级.doc
2020-2021学年江苏省扬州市江都区邵樊片九年级上学期数学第一次质量检测试题及答案.doc
2022下半年黑龙江教师资格证中学综合素质真题及答案.doc
