电网电压异常报警器的设计与制作电子课程设计报告(编辑修改稿)

电网电压异常报警器的设计与制作电子课程设计报告(编辑修改稿)内容摘要：

及时、很必要的。 这样不仅能加深我们对电子电路的认识，而且还及时、真正的做到了学以致用。 这是一次对我们所学知识的检验， 课程设计是将理论知识应用到实践中，是理论和实践的结合，此外的电子技术综合课程设计是将我们所学的《模拟电子技术基础》和《数字电子技术基础》的综合应用，欲通过此次课程设计将我们所学的理论知识运用到生活实践之中去，一致更好的学习理论知识。 我们此次的设计任务是“电网电压异常报警电路 的设计和制作”， 主要是针对我们学习模拟电子技术之后与数字电子技术基础综合起来，进行综合设计培养以我们独立分析、思考与解决实际问题的能力，以及如何将所学的课程运用于实践中。 通过此次的课程设计，我们应该达到以下的基本要求 : 能够在理论知识的基础进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，合理的进行选择和运用。 能够独立的对课题进行分析，运用所学的理论知识，通过翻阅资料，设计出最优方案。 学会电子电路的安装与调试技能培养我们分析与解决问题的能力。 本次课程设计三个人为以一小组，进行团队合作进行，共安排三 周 时陕西理工学院课程设计报告 3 本次课程设计为期 三 周，此次我们组的课题是电网电压异常报警电路，在此课程设计过程中所涉及到的知识主要是模拟电子技术基础及 数字 电子技术基础等，经过构思，及讨论可以通过电源电路 模块 、 采样及 比较电路 模块 、报警电路模块 三个主要模块来构成电网电压异常报警电路。 电源模块的设计： ． 1 降压电路 降压电路采用变压器直接变压，输出 16V 交流电。 也可以用电容降压，但考虑到比较危险，而变压器转换效率高，漏磁少，可以减少整机功耗。 故最后采用变压器变压。 整流电路 整流电路一般分为半波和全波整 流。 全波整流与半波整流相比，在相同的变压器的副边电压下，对二极管的参数要求是一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此得到相当广泛的应用，其中桥式整流最为常用。 鉴于以上优点，本设计采用了桥式整流。 滤波电路 电容滤波电路是最常见也是最简单的滤波电路，在整流电路的输出端（即负载电阻的两端），并联一个电容即构成电容滤波电路。 滤波电容容量较大，利用其充放电作用，使输出电压趋于平滑。 本设计采用 RCπ型滤波器进行滤波，并配合后级的电解电容和瓷片电容使输出的直流电压更加平滑，纹波电压更小。 陕西理工学院课程设计报告 4 图 RCπ型滤波电路 模版 稳压电路 稳压电路有稳压二极管型稳压电路、串联型稳压电路和集成稳压器电路等类型。 本着使电路简单化、高效化、稳定化的思想，本设计采用了集成稳压器型稳压电路进行稳压，为集成运放提供工作电压以及为比较器提供稳定的基准电压，保证了电网电压报警的准确性。 稳压电路运用三端集成稳压器 来稳压。 需要稳压芯片 . 采样及比较模块的设计： 采样电路 采样电路 的功能是从电网电压分压后采样当前电压，然后送至比较器进行比较，检测电压是否异常。 本设计采用两个电阻分压采样。 比较电路 比较电路是本设计的核心部分。 它是由两组运放组成的上下限比较器。 由两组电阻降压后的 6V 电压分压后分别给比较器提供基准电压，改变此基准电压即可改变报警上下限（本设计设定上下限为 190V－ 250V），使本设计更加通用。 由采样电路采样到的电压与两基准电压分别进行比较，即可检测出电 网电压是否异常，并输出相应信号驱动后级报警系统。 设计时应当注意尽量不使运放的两输入陕西理工学院课程设计报告 5 端电压高于其电源电压。 报警模块的设计： 555 时基电路是一种多用途的数字 —— 模拟混合集成电路，利用它能极方便的构成施密特触发器，单稳态触发器和多谐振荡器等。 由于它使用方便，故本电路使用 555 组成报警电路。 本报警电路可发出“嘀嘟„„”和“嘀 —— 嘀„„”两种声音报警。 由比较电路的输出信号来控制其发声类型，以区别电压异常是过压或欠压。 陕西理工学院课程设计报告 6 电源电路 当今的电子产品中电源电路种类颇多，有最为普遍的变压器式电源，也有较为先进的开关电源，还有一些采用较为简单的阻容降压式电源以及最为普通的干电池电源。 各种电源均有优缺点，应用的场合也因此不同。 变压器式电源较为普遍，制作简单，使用也很安全，但是其体积较为笨重，转换效率较低；开关电源输出功率大，体积和重量都较小，但是其制作复杂，成本也较高一些；阻容降压式电源电路简单，易于制作，但其直接与电网相接，比较危险；干电池电源最为常用，但其使用时间短，提供电压有限，受其体积限制。 由于本设计要求不使用外部电源供电，故综合考虑上 述原因，本设计采用变压器式电源。 图 直流电源电路 采样及 比较电路 由于本设计为上下限报警，所以用 LM324 搭成两组比较器分别用作上限和下限比较。 二极管 D4~D6 起到保护运放 LM324 的作用，使得运放两输入端电压差不致过高。 有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： 陕西理工学院课程设计报告 7 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。 本设计中，电网电压上限为 250V，下限为 190V，正常电网电压下采样电压为 5V，代入上述公式得 : U 上 =； U下 =。 图 采样电路 陕西理工学院课程设计报告 8 图 比较电路 报警发声电路： 报警电路由单频模块与双频模块组成，由多个 555 定时器（见附录 D）构成的多谐振荡器组成单双频报警电路。 单频报警电路由 555 定时器构成两级多谐振荡器，第一级的工作频率由 R。