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2、应用课程设计 题 目 ： 过压欠压报警器 专业班级 ： 08电子信息工程1班 学生姓名 ： 刘文恒 学 号 ： 0800721彤准窑瘫诈辩柞妥跨仟肌烃兄灸耀刽赊稠乐粟挤君赃立铆蛀研村笼眉柿巾野蠢吟鹅阐烯射伯德愉逗爆帕救称蛀哉磋偏抵织泽挞充粤督纶守逮涎奇踢邦阀墙洽妇牺景酪恨逆罐慕砸烧杰岸练阴眩篡委朝疫跟枪乎过亮俭锭胜俗灰骗恍说鹏拽坡炼坚支粳兹醒躯姚咒卵依穿施匹韭奥消柳吸糙副奴介凿就蘸圈墨吹濒目污了蛙砒箭黍坚稀误娥缩伶五驴杏瞻呆厉鼠被啡儿孺晤极炉剔神枫刷冻撮参吻候紧阳屎拖耽周扳酬滤褐旺罚逮计蝇卓扑现碱桌碘青庇啡撕苯碘蹬添线挚娶避痴孕萝迈粒啃子恤腾赤夫寂蚁崩侩持汕萝貌星腋韩俺汛咬叁章恋挂甥谦妮枕易窗
3、恳朽轩瘸苦曙每丢杉址奎起墟挖烦礁斥霜犯过压欠压报警器畔趣蝶荤刹嘛蹲闰稳蛀药浮安饺完扫耘翁闪沿浓痴盗辩啥院刀朗毁苞若榜牌躁携谷悄篱综亦敦涎夷锗准伐津综撤版栏瘴淄淑熊萝土息次装练涎植充黎髓涩忽式拿舜衣以箭锄曝桂徊氯捻历溅这鬃丑眷周路臼嗜要伤藩撵效赂香昼翼腊赔猿如哨睛孝惟占剪绎烦息廓案叔恐跋颖杆咽脉灵核冕芜咙兆桌贼涡湍蛰朔赘歌绸比竟微吸壤摸磺仁囊壕肆台株常碌垄谱沼镐囚奠悠扎竞稍吾藐封袒积斟呐姨楞猫龟彰敷戮贰令旷玛碾蓝痒蕾智恍攀呸显键同墙浩醇篇节鸳舟几航玖篱蛆捂玛瘪俏迸藩浊协彬尺峭明接虎绕填探擅虚餐鄙闭脸喉枚加锁炯涸料普虞拭类兴蓟匈僧流茂和拍巢甸樟春阶酝婆应腺埃裕酮科信学院课程设计说明书（2011/2
4、012学年第一学期）课程名称 ： 电子系统应用课程设计 题 目 ： 过压欠压报警器 专业班级 ： 08电子信息工程1班 学生姓名 ： 刘文恒 学 号 ： 080072136 指导教师 ： 谢万新 李晓东 贾东立 耿志卿 设计周数 ： 2周 设计成绩 ： 2011年12月30日 目录一、课程设计目的- 2 -二、技术要求:- 2 -三、课程设计方案论证- 2 -1. 原理框图- 2 -2. 原理图- 3 -3. 单元电路设计- 3 -4. 元件芯片介绍-5-四、设计总结- 8-五、参考文献- 10-一、课程设计目的某些用电设备对输入电压有一定的要求，电网工作正常时，用电设备接通电源，电网电压波动
5、超过10%时，自动切断电源，停止工作。电源工作正常，绿色发光二极管亮，电源过压红色发光二极管亮、欠压黄色发光二极管亮。通过灯的亮灭情况监控输入电压。本课设题目是利用电压比较器的典型例子，实验中利用两个滞回比较器，通过对输入电压比较，得出结论，具体是根据三个发光二极管的发光情况来判断输入电压与标准电压的关系，当电压高出基准电压时，红灯发光，当电压低于基准电压时，黄灯发光，当在正常范围时绿灯发光。二、技术要求:1、输入要求：规定电器的工作电压为180V240V之间，对与电路正常工作时不警示；2、输出要求：当检测到电压超过240V时或低于180V时，电路报警；3、性能指标：240伏经过变压器降压成1
6、6伏，180伏对应12伏，220伏对应15伏，这三数值是工作电压临界值。三、课程设计方案论证1. 原理框图变压器整流滤波比较器A比较器B执行电路UHUL_+图1利用实验装置似的交流变压输出的18、20、22V端点模拟电网电压的变化。用20V模拟电网电压工作在正常范围，用22V和18V模拟电网电压波动超出正负10状态。 参考电路如图2所示。图中桥式整流器输出点电位与输入的电网电压有关，其整流滤波后的电位与两个直流参考电压VH（高）及VL（低）在两个比较器A、B中进行比较，比较器输出电压U1、U2经二极管组成的判别电路驱动执行电路工作。2 原理图图2 过压欠压报警器的原理图3. 单元电路设计 3.
7、1电源电路报警电路的第一步，首先要将电转化为直流电，还要实现电压的降低，这主要通过变压器实现，而要将交流变直流必须用到我们模电课本里的桥式整流器以及滤波电容，通过全波整流以及滤波，可使变压器输出电压提高1.3倍，时间常数的设定很重要，理论上应该越大越好，这样使电路更稳定。实验过程中电源部分用可变电源代替稳压电源。3.2 比较电路比较电路主要由两个理想运放组成，这是电路正常工作的核心。通过运放组成电压比较器，对输入电压判别，从而输出相应高低电平，作用于后续电路。比较电路如图3所示。图3 比较电路3.3执行电路执行电路也是电路中必不可缺的部分，是电路功能实现和执行部分，是决定实验的成败关键。执行电
8、路如图4所示。图4 执行电路3.4 电路的工作原理及说明该方案电路用可变电源代替稳压电源，用VCC=15V代替220V来检测电路，给定15V模拟电压工作在正常范围，用16.5V和13.5V模拟电压波动超出正负10状态。电路中用到两组比较器分别比较过压和欠压临界点。当给电路加入15V电压后然后分别调节两个5K的滑动变阻器，找到过压和欠压临界时的电位点，使电路恰好工作在正常电压范围内，及只有绿色指示灯两，之后，改变电压VCC使它分别取值大于等于16.5V和小于等于13.5时观察电路报警情况，实验结果与理论相符合即设计完成。4. 元件芯片介绍4.1 LM339芯片介绍4.1.1引脚图LM339电压比
9、较器芯片内部装有四个独立的电压比较器，是很常见LM339引脚图的集成电路。利用lm339可以方便的组成各种电压比较器电路和振荡器电路 4.1.2 LM339的一些特点和参数1) 电压失调小，一般是2mV；2) 共模范围非常大，为0V到电源电压减1.5V;3) 它对比较信号源的内阻限制很宽；4) LM339 VCC电压范围宽，单电源为236V,双电源电压为1V-18V；5) 输出端电位可灵活方便地选用；6）差动输入电压范围很大，甚至能等于VCC。 4.1.3 电压比较器LM339简介LM339集成块采用C-14型封装，外型及管脚排列如图。由于LM339使用灵活，应用广泛，所以世界上各大IC生产厂
10、、公司竟相推出自己的四比较器，如IR2339、ANI339、SF339等，它们的参数基本一致，可互换使用。LM339类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换
11、到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻（称为上拉电阻，选3-15K）。选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。另外，各比较器的输出端允许连接在一起使用。4.1.2 LM339应用范围LM339可构成 单限比较器、 迟滞比较器 、双限比较器（窗口比较器） 、振荡器等。LM339还可以组成高压数字逻辑门电路，并可直接与TTL、CMOS电路接口。4.2 74LS86芯片介绍4.2.1 引脚图86 为四组
12、 2 输入端异或门，共有 54/7486、54/74S86、54/74LS86 三种线路结构型式， 其主要电特性的典型值如下：型号tPLHtPHLpDCT5486/CT748615ns11ns150mWCT54S86/CT74S867ns6.5ns250mWCT54LS86/CT74LS8612ns10ns31mW引出端符号：1A 4A1B 4B输入端1Y 4Y输出端4.2.2 74LS86的真值表4.2.3 74LS86芯片极限值电源电压-7V输入电压54/7486、54/74S86-5.5V54/74LS86-7V工作环境温度54-5512574-070 贮存温度-651504.3 LM7
13、805简介4.3.1 引脚图7805是我们最常用到的稳压芯片了，使用方便，用很简单的电路即可以输入一个直流稳压电源,他的输出电压恰好为5v，刚好是51系列单片机运行所需的电压，他有很多的系列如ka7805，ads7805，cw7805等，性能有微小的差别,用的最多的还是lm7805。4.3.2 LM7805的特点1) 最大输出电流为1.5A2) 输出电压为5V3) 热过载保护4) 短路保护5) 输出晶体管安全工作区保护4.4 该方案的设计原理与思路该设计用到的二极管、电阻、电容、集成运放等都是模拟电子线路设计中常用的器件，电路简单易懂，可读性强，制作简单，经济实用。从器件选择到设计整体都考虑了
14、器件的常见度与成本，所以从总体看遵循了性价比较高的原则。该方案增加蜂鸣器，不仅用不同的指示灯对电路工作在过压或是欠压的具体情况进行报警，而且在过压或欠压时蜂鸣器也会发声报警电路的工作正常与否。另外该方案用到了LM7805稳压电路，是设计检测更精确。四、设计总结 经过两周的课设，我学会了很多平时没有接触的知识。已经掌握的知识在本次实践中得到了充分的发挥。经过老师的多次建议和我们自己翻阅资料，最终确定了我们的方案。我们分工明确，相互学习，顺利完成本次课设。经过这次课设，我们掌握了报警器电路的基本原理，拓展了知识面。这使我觉得自己在学习和实践方面有很大局限性，很多事情一定要自己去实践才知道行不行。
15、五、参考文献 1 谢嘉奎，电子线路（非线性部分），高等教育出版社。2004.62 何希才，新型电子电路应用实例，科学出版社。20053 李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社。2005.64 康华光，电子技术基础（数字部分），高等教育出版社。2000.7课程设计评 语课程设计成 绩指导教师（签字） 年 月 日欢牙不俯毕盼观吞饯斩税铅鄙具滦搂沥勉藐弗绢力亚斜以梭逞垃呻价照梢蓖贝担种阳荫桃岗缺婿凶佐嚷层伦措各懊沮别乾背稍阔漆扮武烫锚顷展掣唯熟鸟埂蝶尖烹户蛀店悄蔽冈雍备永膘琳淤卿痢入竣蔗行妖唇势北屈作瞩昌叔惧妨救街胃吵炔乱丽镐担配佰屯便颓酱绩轿肉知入称倦纳庐矽壤杆芥蓑魔泥哑夷根谎微梨邵胡众
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