山西大学课程设计报告课程名称:系部:专业班级：学生姓名:指导教师: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··································４2.2电源模块的设计······································４2.3 比较模块的设计 (5)２.4 报警模块的设计 (6)3.总电路图··············································８３.１图像 (8)3．2 元件清单 (8)3．３部分重要原件介绍·····································８4.仿真与调试...........................................１１4.1仿真. (11)４.2调试 (12)４．3结论 (14)5.心得体会··············································1４6.参考文献··············································１５1.概述１.１过欠压电路课程设计背景生活中,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。
那么，在这样的情况下就需要有一个电压报警指示设备,它可以及时准确地对电网电压进行分段指示并且对过、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1.设计一过/欠电压保护提示电路。
2.对给定的电路原理框图进行原理图设计，分单元进行设计。
对电路参数进行必要的计算,选择元器件参数。
3.画出完整的电路原理图。
4.对设计的电路进行仿真验证。
要求打印出仿真结果。
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。
3．每一位学生对设计内容都应根据自己所学知识、水平及能力独立完成，不得有雷同。
４.写出完整的设计报告。
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．报警延时模块的设计;２.２电源模块的设计电源设计图：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型滤波器的滤波、稳压功能,并通过电阻分压,采集到电压比较器变化端，最终得到9.692V的直流电压。
2．3 比较模块的设计过压比较器同相输入端与欠压比较器反相输入端端接电源部分采集到的电压,过压比较器的反相输入端与欠压比较器的同相输入端则可以端接两种电路,这个部分经过查阅资料与讨论,制定出两套方案:方案一:可以通过电源部分分别将25０v与18０v所对应的电压测试出来,分别为11．158v与7．89v。
然后分别在过压与欠压比较器的相应输入端接入相同电压值的直流电源。
方案二:从电源部分的输入端接并联个单相桥式整流电容滤波电路，对其输出电压进行稳压，使其电压值高于或等于２５0v所对应的电压,这个电压值为基准电压,经过测试后为１１.７7v,在过压与欠压比较器的相应输入端接入一个滑动比较器，起调节基准电压的作用，然后将基准电压与滑动变阻器连接，这时便可以通过滑动变阻器将基准电压调节为两个比较器的标准电压。
通过分析比较,第二种方案较第一种方案更加节省成本,不需要更换直流电源,并且,还可以对标准电压进行调节,使其适用于不同的要求。
因此我组决定采用第二种方案。
如图所示：所以整个比较电路设计:由于本设计要求实现欠电压报警、保护的作用，故可以选择简单易于实现的单门限电压比较器来实现比较功能。
单门限电压比较器采用简单的运放OPAMP,过压比较器同相输入端与欠压比较器反相输入端端接电源部分采集到的输出电压；另外两个输入端采取上述方法从而实现电网电压经变压器、整流电路、滤波电路后与其基准值相比较的目的。
输入从同相端进，当电网电压比基准电压大时,向正向跳变;当电网电压比基准电压小时，比较器输出电压比较器输出电压ＶoV向负向跳变。
如图所示：o２．４报警延时模块的设计：过压与欠压的报警装置基本相同，过压状态由一个150Ω的电阻和ＬED1发光二极管组成,当电压经比较器比较后,若确定为过压，则二极管LED1发光(红光)；欠压状态由一个1ｋΩ的电阻和LED2发光二级管组成，比较后,若确定为欠压,则二极管LEＤ2发光（绿光)。
此电路的延时装置为一个简单的RC充放电构成,当电路处于过/欠压状态时,给电容进行充电，充电时间则为延迟时间,此时间可通过改变电容的参数进行改变。
计算公式为:T=1.2×2nＲ×C总的来说，过压状态时LＥD１发红光，电磁继电器吸合开关,用电设备工作电路切断。
欠压状态时ＬＥD2发绿光,电磁继电器吸合开关,用电设备工作电路切断。
如图所示：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、电容若干见图导线若干见图灯泡220v2w １3.3重要部件介绍(1)变压器变压器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）LM7８１2LM78１2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（UR1<Uin＜ＵＲ２）,输出为高电位(UＯ=UOＨ)。
当Uin不在门限电位范围之间时，(Uin>UＲ２或Uiｎ<ＵＲ1)输出为低电位(ＵO=ＵＯL）,窗口电压ΔU=ＵR2-ＵR1。
它可用来判断输入信号电位是否位于指定门限电位之间。
LM339LM３39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。
(5）继电器继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控,遥测,通讯,自动控制,机电一体化及电力电子设备中,是最重要的控制元件之一。
继电器实质是一种传递信号的电器。