电网电压报警器毕业设计精品(编辑修改稿)

电网电压报警器毕业设计精品(编辑修改稿)内容摘要：

电压通过滑动变阻器分压获得。 报警电路 类型 电容滤波 电感滤波 RCπ形滤波 LCπ性滤波 LCr形滤波 接法 +C1RL RLL R+C1 +C2RL +C1 +C2RLL +C1RLL U0 ≈ ≈ ≈ RLRRL ≈ ≈ 二极管冲击电流 大 小 大 大 小 带负载能力 差 强 差 差 强 适用场合 小电流 大电流 小电流 小电流 大电流或小电流 其他特点 电路简单 电感较笨重 成本高 脉动成分减少、但电 阻上有直流压降 脉动成分减少但电感较笨重、成本高 脉动成分减少、适用性较强但也需要电感 xx 大学本科 毕业设计（论文） 9 方案一： 本设计要求超压报警使用“嘀嘟„„”声，欠压报警使用“嘀 —— 嘀„„”声。 实现这两种声音报警有多种方法，最为常用的是在网上购买成品的音乐 IC。 方案二： 采用 555 作为发声电路的核心。 由于两种声音均需两块 555 构成，故选用一片内含两块 555 电路的 NE556 芯片。 为了节约成本，将两种声音发生电路整合到一起，使用比较电路输出的信号作为控制两种声音切换 本设计中采用方案二，考虑到网上购买，从经济上是不允许的，但成品有个优点是稳定性高，方便 . 仿真部分方案 Multisim 介绍 Multisim 本是加拿大图像交互技术公司（ Interactive Image Technoligics 简称IIT 公司 )推出的以 Windows 为基础的仿真工具，被美国 NI 公司收购后，更名为NI .Multisim ，而 是其（即 NI， National Instruments）最新推出的 .Multisim最新版本。 目前美国 NI公司的 EWB 的包含有电路仿真设计的模块 .Multisim、 PCB设计软件Ultiboard、布线引擎 Ultiroute 及通信电路分析与设计模块 Commsim 4 个部分，能完成从电路的仿真设计到电路版图生成的全过程。 .Multisim、 Ultiboard、 Ultiroute 及Commsim 4个部分相互独立，可以分别使用。 .Multisim、 Ultiboard、 Ultiroute及 Commsim 4个部分有增强专业版（ Power Professional）、专业版（ Professional）、个人版（ Personal）、教育版（ Education）、学生版（ Student）和演示版（ Demo）等多个版本，各版本的功能和价格有着明显的差异。 NI .Multisim 10用软件的方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表，实现了“软件即元器件”、“ 软件即仪器”。 NI .Multisim 10 是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。 NI .Multisim 10 的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用，同时也可以新建或扩充已有的元器件库，而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到，因此也很方便的在工程设计中使用。 NI .Multisim 10 的虚拟测试仪器仪表种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源；而且还有一般实验室少有或没有的仪器，如波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换 器、失真仪、频谱分析仪和网络分析仪等。 NI .Multisim 10 具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、 时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离xx 大学本科 毕业设计（论文） 10 散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法，以帮助设计人员分析电路的性能。 NI .Multisim 10 可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工学、模拟电路、数字电路、射频电路及微控制器和接口电路等。 可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察不同 故障情况下的电路工作状况。 在进行仿真的同时，软件还可以存储测试点的所有数据，列出被仿真电路的所有元器件清单，以及存储测试仪器的工作状态、显示波形和具体数据等。 NI .Multisim 10 有丰富的 Help 功能，其 Help 系统不仅包括软件本身的操作指南，更要的是包含有元器件的功能解说， Help 中这种元器件功能解说有利于使用 EWB 进行CAI 教学。 另外， NI .Multisim10 还提供了与国内外流行的印刷电路板设计自动化软件Protel 及电路仿真软件 PSpice 之间的文件接口，也能通过 Windows 的剪贴板把 电路图送往文字处理系统中进行编辑排版。 支持 VHDL 和 Verilog HDL 语言的电路仿真与设计。 在实际的电子产品原理图研发过程中，对于原理图的正确性可以使用专业的仿真软件来实施，其中 Multism 是一款非常优秀的仿真软件。 Multism10 属于新一代的电子工作平台（ Electronics Workbench） ,是一种在电子技术界广泛应用的优秀的计算机仿真软件， Multism10 被称为为电子工作人员的“计算机里的电子实验室”。 multism 8 的试验区就好像是一块“面包板”，在上面可以建立各种电路进行 仿真实验。 软件提供了 13000 多种的常用元器件库（包括常见 3D 元器件），用户设计和实验时可以任意调用。 更为方便的是 Multism10 还允许用户对元器件的属性进行自定义，也可以讲子电路作为一个元件使用。 同时软件还提供了 19 种常见仪表，用户可以根据设计的需求任意调用。 仪表中的安捷伦万用表、安捷伦示波器、泰克示波器等仿实物仪表，使得虚拟电子平台与实际的实验平台更加接近。 Multism10 还提供了 19 种对电路不同的分析方法，包括对电路基本参数的分析、电路特性的分析、电路结果误差的分析，还可以进行参数扫描、温度扫描、 极零点等其他参量进行分析。 这使得 Multism10 甚至有优于实际电子平台的地方。 总体而言， Multism10 使得工程技术人员有了一个采集到模拟，再到测试及运用的紧密集成、终端对终端的电子设计的解决方案 Multism10 包含了 Ultiboard10,工程技术人员可以顺利应用在一个软件有效的完成电子工程项目从最初的概念建模到最终的成品的全过程，形成一个集成的开发环境（ IDE），与以往的版本以及其它电子仿真软件比较， Multism10 有以下的特点。 介绍 Proteus 软件 是英国 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具软件 （该软件 中国 总代理为广州风标电子技术有限公司）。 它不仅具有其它 EDA 工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。 它是目前最好的仿真单片机及外 围器件的工具。 虽然目前xx 大学本科 毕业设计（论文） 11 国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真软件 )，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到 PCB 设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。 是目前世界上唯一将电路仿真软件、 PCB 设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持 8051 、 HC11 、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 2020 年又增加了 Cortex和 DSP 系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。 在编译方面，它也支持 IAR、 Keil和 MPLAB 等多种 编译器。 由于 proteus 主要针对微处理器，本次设计选择 Multism 软件。 xx 大学本科 毕业设计（论文） 12 第 3 章 电网电压异常报警器设计功能分析 电压模块的设计 由于我们在这次设计中需要将交流电变为直流，利用二极管的单向导电性，将交流电变换为单向脉动的直流电的电路，也就是我们平常所说得整流电路。 在这里我们采用单向还是三相呢，由于只用到了其中一相，即采用单向整流。 我们常见的有单相半波、全波和桥式整流电路。 鉴于本次设计的功率比较小，我们采用了单向整流。 得到 2图 T111V~220VD4整流桥 220uFC1Vin VoutGND7805220uFC3Vin VoutGND7812GNDC247nFC447nF 图 由于本次设计用到了 555 芯片，它的供电电压为 5V ,用到了稳压器 7805，输出为5V。 基准电压电 路，我们需 12V，通过 7812 单向整流的输出电压降为 12V 滤波电路： 经单向整流输出电压，除了含有直流分量外，还含有较大的谐波分量，这些谐波分量就是我们所说得纹波，故其输出电压中纹波也是比较大的。 所以我们需采用滤波电路，其作用是滤去整流输出中的交流分量，即减少纹波，以便得到较平滑的直流输出。 二极管的选择：此次设计变压的二次电压 u2 为 11v，我们假设输出的直流电流I0 =110mA 由整流桥的输出电压 u0 与变压器的二次电压关系为 u0 =(~)u2 ，我们取 u0 = ， u0 =,变压器的变比为 K=u1 /u2 =220V/11V=20 在桥式整流电容滤波电路中，流过变压器的二次绕组的电流是非正弦波，其有效值可按下面的公式计算 I2 =(~2)I0 取 I2 =2I0 ，得变压器二次绕组的电流有效值为 I2 =2I0 =2*110=220 毫安 流过二极管的平均电流为 xx 大学本科 毕业设计（论文） 13 Id =I0 /2=55 毫安 二极管的最大反向电压为 Udrm =*U2 = 因此可选 2CZ53B 硅整流二极管，其允许的最大整流电流为 300 毫安， 最大反向工作电压为 50V ,均有较大的裕量；也可选用最大整流电流为 200 毫安、最高反向工作电压为 50V的 QL3全桥硅堆。 电容的选择 Td =RL C=(3~5)T/2 取 Td =2T,得电容容量为 C=2T/RL =2*1/f/(U0 /I0 )=220uF Ucm =*U2 = 可选容量为 220 uF 、 耐压为 25 V 的电解电容 采样及比较电路的设计 根据论证结果，电网电压采样通过电阻的分压获得，并采用一片 LM324 为核心及相关元器件构成比较电路。 LM324 十四运放集成电路，它采用 14 脚双列直插塑料封装，外形如图所示。 它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源公用外四组运放相互独立。 每一组运算放大器可用图中所示的符号来表示，它有 5 个引脚，其中 “+”“”为两个信号输入端， “v+”， “v”为正，负电源端， “Uo”为输出端。 两个信号输入端中 Vi （ ）为反向输入端，表示运放输入端 Vo 的信 号与该输入端的相位相反； Vi+（ +）为同相输入端，表示运放输出端 Vo 的信号相位相同。 LM324 的引脚排列见下图： +_V i V i +U+UU0 图 xx 大学本科 毕业设计（论文） 14 LM324 管脚图 : 图 由电网采样到的电压分别与上下限基准电压比较，高于上限则给超压报警电路一个信号输出，反之，低于下限则给欠压报警电路一个信号输出。 上下限的基准电压 可由下列公式计算得到： U上＝电网电压上限 分压比； U下＝电网电压下限 分压比。 分压比是指正常电网电压下采样电压与正常电网电压的比值。 我们的设计中，电网电压上限为 250V，下限为 190V，我们设定正常电网电压下采样电压为 3V，代入上述公式得 : U上限 =； U下限 =。 比较电路如下： xx 大学本科 毕业设计（论文） 15 R11 0 k 166。 184。 R23 0 k 166。 184。 R31 0 0 k 166。 184。 K e y = A23%R41 0 0 k 166。 184。 K e y = A29%R51 0 0 k 166。 184。 K e y = A50%U 5 BL M 3 2 4 A D上限比较561147U 4 BL M 3 2 4 A D下限比较56114740153002V C C12VV C C0。