电网电压异常报警器设计.doc

课程设计

课程低频与数字电路课程设计
题目电网电压异常报警器设计
院系电子科学学院
专业班级
学生姓名
学生学号
指导教师

2008年7月19日

大庆石油学院课程设计任务书

课程低频与数字电路课程设计
题目电网电压异常报警器设计
主要内容、基本要求、主要参考资料等
主要内容：
设计一个环境温度监测报警电路，通过对温度报警电路的设计、安装和调试，掌握温度报警电路的工作原理和运算放大器在实际电子电路中的应用。
基本要求：
1.当温度在15℃～30℃范围内（允许误差±1℃）时，报警器不发声。
2.当温度高于30℃时，报警器发出两种频率交替的“滴—嘟、滴—嘟”声响。
3.当温度低于15℃时，报警器发出间歇式声响。
4.可用5～15V直流稳压电源供电。
5.在保证性能的前提下，尽量减少功耗，降低成本。
主要参考资料：
[1]童诗白，华成英.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社，2001.
[2]彭介华.电子技术课程设计指导.北京：高等教育出版社，1997.
[3]孙梅生.电子技术基础课程设计.北京：高等教育出版社，1998.

完成期限2008.7.19
指导教师
专业负责人
2008年7月10日一、任务技术指标
日常生活中，我们不可避免地要用到家用电器等各种各样的电器设备。由于电网电压的波动，在较高的电压下很有可能使电器设备受到损坏，而在低压时电器设备不能正常工作。在这种情况下就需要有一个电压报警指示设备，其可以及时准确地对电网电压进行分段指示并对过、欠压进行指示报警，使用户可以放心的使用各种电器设备。

其电网电压分段范围为：将电网电压分为五个不同范围，分别为：电压低于190V；电压处于190V到250V之间；电压高于250V这五个状态。当电压低于190V时，则用电器处于过欠压状态；当电压处于190V到250V之间时，则用电器处于正常状态；当电压高于250V时，则用电器处于超过压状态。
报警指示的表现状态为：在正常状态下，报警器的正常指示灯亮（通常设计选用的发光二极管的颜色为绿色），报警器不报警；在欠压和超过压状态下，代表各自状态的指示灯亮（各状态的指示灯可以用发光二极管的不同颜色来加以区别），代表正常状态的指示灯不亮，报警器产生报警。
二、总体设计思想
1.基本原理
日常生活中，我们不可避免地要用到家用电器等各种各样的电器设备。由于电网电压的波动，在较高的电压下很有可能使电器设备受到损坏，而在低压时电器设备不能正常工作。在这种情况下就需要有一个电压报警指示设备，其可以及时准确地对电网电压进行分段指示并对过、欠压进行指示报警，使用户可以放心的使用各种电器设备。
该电路的设计原理是运用桥式电路先将电网上的交流电转换成直流电以提供采用信号，并通过稳压电路得到稳定度较高的直流电压为各种器件提供工作电压。比较电路可以使用集成电压比较器，也可以使用集成运算放大器搭成（本设计使用集成电压比较器）。报警电路既可以采用555芯片构成的自激多谐振荡器，也可以使用逻辑电路搭成环形振荡器（本设计采用555芯片构成自激多谐振荡器）。同时用逻辑电路控制报警电路和指示电路的工作。
2.系统框图
稳压电路

采样电路

比较电路

逻辑控制电路

报警指示电路
基准
个小制作——市电欠压、过压自动保护器。
该保护器有自动保护功能，当市电电源低于或高于设定的电压时，保护器将自动切断电源，使正在使用的电器得到保护并发出断续的报警声和灯光指示。
保护器的电路使用了一块六施密特触发器集成电路CD4584B，其中触发器1、2组成了输入电压检测电路，其输入端分别与由R1、RP1和R2、RP2组成的电路接于整流器的正负两端。电位器RP1和RP2用来设定过压或欠压的保护范围。触发器4组成一个频率为2Hz的超低频振荡器，它受控于VD4。触发器6组成一个频率为800Hz的音频振荡器，它受控于VD3。当市电电压在正常的范围时，调节RP1使触发器1输入端电压低于它的翻转阀值，使其输出为高电平；调节RP2使触发器2输入端电压高于它的翻转阀值，使其输出为低电平，经触发器反相后为高电平。此时发光二极管LED1和LED2均不亮，VD1及VD2均处于截止状态，电路中的A点为高电平，从而使VT1导通，继电器K1得电工作，其常开触点K1闭合，使供电插座可向外供电。与此同时，VD4导通，使触发器4输入端被钳位于高电平，超低频振荡器停振，触发器4输出低电平，经触发器5反相后成为高电平，故由触发器6组成的音频振荡器也停振，蜂鸣器HTD不发声响，整个电路处于正常供电输出状态。
当市电电压超出设定的电压上限范围时，触发器1输入端电压高于阀值电压，触发器发生翻转，其输出变为低电平，此时发光二极管LED1点亮，发出过压的灯光报警信号。与此同时，VD1导通，使电路中A