電冰箱保護器的設(shè)計1.概述2.電路設(shè)計3.元器件介紹4.電路板的仿真調(diào)試及結(jié)果分析5.安裝調(diào)試6.小結(jié)7.參考文獻8.附錄摘要：電冰箱對電源的波動范圍有一定的要求，而供電電源，其波動幅度有時會超過電冰箱的允許波動范圍。當電冰箱壓縮機在運轉(zhuǎn)時，如遇到電網(wǎng)意外斷電又迅速恢復供電，會使壓縮機承受壓力過高而受損。為了保證電冰箱能安全工作于規(guī)定的電源范圍內(nèi)，并且防止壓縮機受損，在其的供電電源端介入保護電路是非常必要的。本次做的電冰箱保護器主要使用到的元件有：電壓比較器LM339、NE555、小型變壓器、繼電器及其一些元件構(gòu)成。關(guān)鍵詞：保護；比較；延時ProtectForRefrigeratorDesignAbstract：Refrigeratortosupplythefluctuationrangeofcertainrequirements,whilethepowersupply,itsfluctuationssometimesexceedstheallowedrangeofrefrigerator.Whentherefrigeratorcompressorinoperation,suchasencounteredinPowerGridAccidentpower-offandrestorepowersupplyquickly,canmakecompressorunderhighpressureandimpaired.Inordertoensuretherefrigeratorcansafetyworkinspecifiedpowerrange,andpreventcompressordamage,inthepowersupplyendinterventionalprotectivecircuitisverynecessary.Thistimeintherefrigeratorprotectorismainlyusedtothecomponentsare:voltagecomparatorsLM339,NE555,smalltransformers,relaysandsomeofitscomponents.Keywords:protection,comparison,timedelay1概述1.1電冰箱保護器的必要性電冰箱是一種常用的電器，目前已被廣泛應用于家用、車間、廠房等各個領(lǐng)域。但目前為止，電冰箱的使用壽命不高，使用過程中可能出現(xiàn)這樣或者那樣的問題，導致出現(xiàn)上述情況的原因有很多。市電電壓的不穩(wěn)定，過高、過低。電網(wǎng)的斷電都會影響電冰箱的使用。電冰箱對電源的波動范圍有一定的要求，而供電電源，其波動幅度有時會超過電冰箱的允許波動范圍。當電冰箱壓縮機在運轉(zhuǎn)時，如遇到電網(wǎng)意外斷電又迅速恢復供電，會使壓縮機承受壓力過高而受損。為了保證電冰箱能安全工作于規(guī)定的電源范圍內(nèi)，并且防止壓縮機受損，在其的供電電源端接入保護電路是非常必要的。1.2電冰箱保護器使用到的主要元件本次做的電冰箱保護器主要使用到的元件有：電壓比較器LM339、NE555、小型變壓器、繼電器及其一些元件構(gòu)成。2電路設(shè)計2.1電冰箱保護器的電路原理本設(shè)計的電路原理如下圖2所示，其中LM339的兩個比較器和R2、R3等組成過電壓、欠電壓檢測電路，其中L1A比較器用于過電壓檢測，L1C比較器用于欠電壓檢測；VT1構(gòu)成電子開關(guān)，其中LED為指示燈，當電壓在市電正常范圍內(nèi)，該燈發(fā)亮，否則會熄滅；NE555時基電路組成延遲記憶電路。組成框圖如下圖1所示：工作原理：1.接通電源之后：220V經(jīng)過降壓、整流、穩(wěn)壓之后，可獲得12直流穩(wěn)壓，根據(jù)電位器的調(diào)節(jié)，使之電壓在正常范圍內(nèi)，此時指示燈保持發(fā)亮，由于電容兩端開始為0V，555時基電路復位，VT2截止，繼電器K1吸合，電冰箱電源被切斷，然后向C1充電，約經(jīng)過5min，使555時基電路置位，使繼電器K1出點斷開，電冰箱通電工作。2.當外網(wǎng)斷電：C1儲存電荷通過電位器R2、D5泄放，當電網(wǎng)恢復供電時，電路又要延遲5min左右才向電冰箱供電，從而確保壓縮機不受損壞。過壓、欠壓：當過壓時，上比較器輸出低電平；過低時，下比較器輸出低電平，只要兩者之一輸出低電平，VT1就截止，LED熄滅。使時基電路復位，輸出端為低電平，電冰箱電源切斷，從而使其在過壓、欠壓狀態(tài)下制動，當電壓恢復正常時，電路又要延遲5min左右正常工作。3.過壓、欠壓：當過壓時，上比較器輸出低電平；過低時，下比較器輸出低電平，只要兩者之一輸出低電平，VT1就截止，LED熄滅。使時基電路復位，輸出端為低電平，電冰箱電源切斷，從而使其在過壓、欠壓狀態(tài)下制動，當電壓恢復正常時，電路又要延遲5min左右正常工作。2.2電冰箱保護器參數(shù)的選擇計算設(shè)變壓器的變壓系數(shù)為20:1，整流后的輸出電壓u3≈1.2*u2，當u1分別為220、180、280v時，u2、u3、Va的計算如下：①．u1=220vu2=220/20=11vu3=1.2*11=13.2vVa=6.6v②．u1=180vu2=180/20=9vu3=1.2*9=10.8vVa=5.4v③．u1=280vu2=280/20=14vu3=1.2*14=16.8vVa=8.4v因此可得，比較器的上限電壓為8.4v，下限電壓為5.4v。調(diào)節(jié)電位器RP2和RP3，使LM339的5引腳電壓為8.4v，8引腳電壓為5.4v，使電壓在180v≤u1≤280v范圍內(nèi)能正常工作。電網(wǎng)由斷電到恢復供電后，電冰箱要延遲一段時間才能正?；謴褪褂?，此延遲時間τ由NE555的外圍電路C1和R3決定：τ≈1.1*R3*C1電路要求延遲5分鐘=300秒，設(shè)C1=220μF，則R3的阻值計算如下：R3=300/(1.1*220*10^6)≈1.2*10^6Ω3元器件介紹3.1元件NE555簡介NE555是屬于555系列的計時IC的其中的一種型號，555系列IC的接腳功能及運用都是相容的，只是型號不同的因其價格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個用途很廣且相當普遍的計時IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號。如下圖3、4所示：圖3NE555引腳圖圖4NE555內(nèi)部功能框圖

Pin1(接地)-地線(或共同接地)，通常被連接到電路共同接地。Pin2(觸發(fā)點)-這個腳位是觸發(fā)NE555使其啟動它的時間周期。觸發(fā)信號上緣電壓須大于2/3VCC，下緣須低于1/3VCC。Pin3(輸出)-當時間周期開始NE555的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結(jié)束輸出回到0伏左右的低電位。于高電位時的最大輸出電流大約200mA。Pin4(重置)-一個低邏輯電位送至這個腳位時會重置定時器和使輸出回到一個低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。Pin5(控制)-這個接腳準許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當計時器經(jīng)營在穩(wěn)定或振蕩的運作方式下,這輸入能用來改變或調(diào)整輸出頻率。Pin6(重置鎖定)-Pin6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當這個接腳的電壓從1/3VCC電壓以下移至2/3VCC以上時啟動這個動作。Pin7(放電)-這個接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當輸出為ON時為LOW，對地為低阻抗，當輸出為OFF時為HIGH，對地為高阻抗。Pin8(V+)-這是555個計時器IC的正電源電壓端。供應電壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。3.2元件LM339簡介LM339芯片內(nèi)部裝有四個獨立的電壓比較器，是很常見的集成電路。利用lm339可以方便的組成各種電壓比較器電路和振蕩器電路，如下圖5所示：LM339電壓比較器的特點和一些參數(shù)：1）電壓失調(diào)小，一般是2mV；2）共模范圍非常大，為0v到電源電壓減1.5v；3）他對比較信號源的內(nèi)阻限制很寬；4）LM339vcc電壓范圍寬，單電源為2-36V，雙電源電壓為±1V-±18V；5）輸出端電位可靈活方便地選用。6）差動輸入電壓范圍很大，甚至能等于vcc；4電路的仿真調(diào)試及結(jié)果分析4.1仿真的預期結(jié)果①當輸入電壓由0跳到正常電壓的范圍內(nèi),此時,D1(綠色)發(fā)光,D2(綠色,負載)仍不工作,大約經(jīng)過5min的時間才開始工作(發(fā)光),D3(紅色)則與D2相反;②當輸入電壓在范圍外恢復到正常電壓范圍內(nèi)時,工作情況與①相同;③當輸入電壓在正常范圍內(nèi)跳到電壓范圍外,D1,D2立即熄滅,D3發(fā)光,說明負載停止工作;④當輸入電壓在正常范圍內(nèi)突然停電,所有的發(fā)光二極管都熄滅.4.2電路的仿真由于該方案在Multisim軟件中無法正常仿真，因此在Protel99SE軟件中對其放真，仿真如下圖6所示：1）設(shè)置電源電壓U1為50V，輸出OUT1、OUT2值加的電壓差幾乎為0V；2）設(shè)置電源電壓U1為100V，輸出OUT1、OUT2值加的電壓差幾乎為0V；3）設(shè)置電源電壓U1為170V，輸出OUT1、OUT2值加的電壓差幾乎為0V；4）設(shè)置電源電壓U1為200V，輸出OUT1、OUT2值加的電壓差約為10V；5）設(shè)置電源電壓U1為220V，輸出OUT1、OUT2值加的電壓差約為10V；6）設(shè)置電源電壓U1為240V，輸出OUT1、OUT2值加的電壓差約為10V；7）設(shè)置電源電壓U1為280V，輸出OUT1、OUT2值加的電壓差幾乎為0V；8）設(shè)置電源