日常生活中,我們會用到用到各種各樣的電氣設備。由于電網中大功率設備的存在使電網電壓會產生波動,而電壓過高或過低都會對用戶產生影響,用電器可能無法正常工作甚至損壞。因此,我們提出了過欠壓提示保護電路,當電壓異常時及時提示用戶,并斷開電路,以達到保護用電器的目的。
電源模塊的設計電源設計圖:
電源模塊采用10 TO 1 的變壓器降壓,1A/50V橋式整流電路進行整流,RCπ型濾波器進行濾波。當通以220V的交流電壓時,經過變壓器降壓后,電壓測量值為21.978V;通過由4個相同型號的二極管組成的橋式整流電路后,得到14.725V直流電壓;再通過RCπ型濾波器的濾波、穩壓功能,并通過電阻分壓,采集到電壓比較器變化端,最終得到9.692V的直流電壓。
比較模塊的設計
過壓比較器同相輸入端與欠壓比較器反相輸入端端接電源部分采集到的電壓,過壓比較器的反相輸入端與欠壓比較器的同相輸入端則可以端接兩種電路,這個部分經過查閱資料與討論,制定出兩套方案:
方案一:可以通過電源部分分別將250v與180v所對應的電壓測試出來,分別為11.158v與7.89v。然后分別在過壓與欠壓比較器的相應輸入端接入相同電壓值的直流電源。
方案二:從電源部分的輸入端接并聯個單相橋式整流電容濾波電路,對其輸出電壓進行穩壓,使其電壓值高于或等于250v所對應的電壓,這個電壓值為基準電壓,經過測試后為11.77v,在過壓與欠壓比較器的相應輸入端接入一個滑動比較器,起調節基準電壓的作用,然后將基準電壓與滑動變阻器連接,這時便可以通過滑動變阻器將基準電壓調節為兩個比較器的標準電壓。
通過分析比較,第二種方案較第一種方案更加節省成本,不需要更換直流電源,并且,還可以對標準電壓進行調節,使其適用于不同的要求。因此我組決定采用第二種方案。如圖所示:
所以整個比較電路設計:
由于本設計要求實現欠電壓報警、保護的作用,故可以選擇簡單易于實現的單門限電壓比較器來實現比較功能。單門限電壓比較器采用簡單的運放OPAMP,過壓比較器同相輸入端與欠壓比較器反相輸入端端接電源部分采集到的輸出電壓;另外兩個輸入端采取上述方法從而實現電網電壓經變壓器、整流電路、濾波電路后與其基準值相比較的目的。輸入從同相端進,當電網電壓比基準電壓大時,比較器輸出電壓Vo向正向跳變;當電網電壓比基準電壓小時,比較器輸出電壓Vo向負向跳變。如圖所示:
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