【正文】 選擇 25 驅(qū)動單元元器件選擇和計算 25 直流穩(wěn)壓電源元器件的選擇和計算 26 安裝步驟 27 整機(jī)調(diào)試 27 調(diào)試中的問題及解決方法 28本章小結(jié) 29結(jié) 論 30致謝 31參考文獻(xiàn) 32附錄1 譯文 33附錄2 英文參考資料 35附錄 3 整機(jī)電路原理圖 38附錄 4 元器件表 3940第1章 緒論 課題背景隨著科技的發(fā)展，社會的進(jìn)步和人們生活水平的不斷提高。 課題的目的和意義電冰箱的驅(qū)動電機(jī)在一定的電壓范圍內(nèi)才能正常工作，供電電壓過高或過低很容易導(dǎo)致繞組線圈燒毀；另外，當(dāng)電冰箱正在工作時突然斷電而又立即通電時，電冰箱的壓縮機(jī)所承受的啟動電流要比正常啟動電流大好幾倍，導(dǎo)致壓縮泵內(nèi)壓力很高，使驅(qū)動電機(jī)負(fù)荷過載，也容易燒毀電機(jī)。第2章 方案選擇 方案選擇根據(jù)設(shè)計任務(wù)及要求，所設(shè)計的電冰箱自保護(hù)器的基本思想為：電網(wǎng)電壓在正常范圍時，保護(hù)器不影響電冰箱的正常工作，而一旦電網(wǎng)電壓≥250V或≤170V時，保護(hù)器應(yīng)立即切斷用電器電源?？刹捎么?lián)式直流穩(wěn)壓電源。在圖31（a）中，A、B兩點電壓只要有一個為低電平0V，、中就總有一個截止，、中就總有一個導(dǎo)通，因此Y電輸出一定為高點平（電源電壓）；只有當(dāng)A、B兩點電壓同時為高電平時，、才會都導(dǎo)通，、才會都截止，Y點才會為低電平0V。由于Q=0送到了與非門G2的輸入端，使之截至，保證=1，而=1和D =1一起使與非門G 1導(dǎo)通，維持Q=0，顯然電路的這種狀態(tài)可以自己保持，是穩(wěn)定的。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作波型見圖5所示。 圖 35 555集成定時器的電路結(jié)構(gòu) 555電路的工作原理555電路的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖如圖35 所示。當(dāng)Vc充電到2/3Vcc時，高電平比較器動作，比較器A1翻轉(zhuǎn)，輸出Vo從高電平返回低電平，放電開關(guān)管T重新導(dǎo)通，電容C上的電荷很快經(jīng)放電開關(guān)管放電，暫態(tài)結(jié)束，恢復(fù)穩(wěn)定，為下個觸發(fā)脈沖的來到作好準(zhǔn)備。單相橋式整流電路是工程上最常用的電箱整流電路。該電路的主要功能是產(chǎn)生兩種大小不同的直流電壓：E點輸出電壓=22V，供給驅(qū)動單元；F點輸出電壓=11V,作為與非門和555定時器IC的電源電壓。啟動時要求電動機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩較大，啟動電流?？蛇_(dá)到額定工作電流的三至七倍。由于,門的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，輸出為“1”電平，門由輸出“1”變?yōu)檩敵觥?”（這時有），通過給555定時器IC的2腳送入一個脈沖下降沿，則555定時器3腳變?yōu)椤?”電平（=1），門輸出為“1”電平（=1），使基本RS觸發(fā)器端輸出“1”電平，三極管、飽和導(dǎo)通，繼電器常閉觸點斷開，家用電器仍停止供電。 電壓取樣鑒別單元阻容元件的選擇要求在R2兩端取出約40V的交流電壓，占供電電壓（220V）的十一分之二，故選:整流二極管選用2CZ55B,濾波電容: 因為是半波整流電容濾波，電容兩端的電壓： 設(shè)二極管 的工作電流：又要求： 可計算出： 可取。 整機(jī)調(diào)試 ，當(dāng)焊接完畢且檢查無誤后方可進(jìn)行調(diào)試。當(dāng)=100181。當(dāng)電冰箱突然斷電以后，它有延時一段時間才開始向電冰箱供電，同時當(dāng)電冰箱箱體漏電時，保護(hù)器指示燈亮，保護(hù)人身安全。 以下比較兩者性能，大家就知道其原因了。 CMOS電路的速度慢，傳輸延遲時間長(2550ns),但功耗低。由MOS管構(gòu)成的集成電路稱為MOS集成電路，而由PMOS管和NMOS管共同構(gòu)成的互補(bǔ)型MOS集成電路即為 CMOSIC（ Complementary MOS Integrated Circuit）。究其原因，供電電壓波動、瞬時斷電是電冰箱損壞或壽命縮短的主要原因之一。再用導(dǎo)線短接一下，使RS觸發(fā)器恢復(fù)到初態(tài)。 安裝步驟按電路圖買好元件后，首先檢查買回元件的好壞，按不同元件的檢測方法分別進(jìn)行檢測，而且要認(rèn)真核對與原理圖是否一致，在檢查好后才可上件、焊件，防止出現(xiàn)錯誤后不便改正。 電冰箱保護(hù)器基本工作原理為：電網(wǎng)電壓由取樣電阻分壓整流濾波后成為直流取樣電壓，該電壓直接反應(yīng)反應(yīng)電網(wǎng)電壓的變化，利用CMOS與非門的轉(zhuǎn)折電壓等于直流電源電壓的一半的特點，將該模擬直流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字控制電壓，從門輸出的信號通過電容送到555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的的2腳，555定時器的3腳輸出狀態(tài)控制基本RS觸發(fā)器輸入端的狀態(tài)：門輸出的信號控制基本RS觸發(fā)器的輸入端的狀態(tài)。 整機(jī)工作原理 電源剛接通的瞬間，電容上的電壓不能突變，因而,所以門輸出（也是基本RS觸發(fā)器的輸出端Q）“1”狀態(tài)，的輸出“0”狀態(tài)，三極管、截止，繼電器常閉觸點不打開，電冰箱得以供電可以啟動。第4章 整機(jī)工作原理電冰箱保護(hù)器的整機(jī)電路原理圖詳見附錄3。當(dāng)E2負(fù)半周經(jīng)橋式整流后來到并升高到大于Uc時，又再次對電容器充電。 電源變壓器圖38所示為一降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路。它的基本功能表如表34所示。工作中不使用CO，以旁路高頻干擾。同時放電管截止，直流電源經(jīng)電阻對電容充電，（）上升。、是信號輸入端，低電平有效，Q和是兩個互補(bǔ)的信號輸出端。第3章 系統(tǒng)單元電路的設(shè)計與分析 電壓取樣鑒別電路的設(shè)計電壓取樣鑒別電路：該部分電路的主要功能是當(dāng)電網(wǎng)電壓≥250V和≤170V時，向驅(qū)動單元提供驅(qū)動信號，使繼電器觸電動作，電冰箱斷電；當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)供電時，為延時電路輸入一個脈沖下降沿，以便延時電路工作，使用電冰箱經(jīng)3～5min才能通電。所以本設(shè)計采用非門電容、電阻、電位器和二極管組成的采樣電路。要在規(guī)定的時間內(nèi)，準(zhǔn)確、可靠地完成規(guī)定的保護(hù)功能，并且，設(shè)計的合理性以及制造時的工藝保證是非常重要的。電冰箱易損壞或壽命短是困擾人們的一個問題。 time delay畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。究其原因，供電電壓波動、瞬時斷電是電冰箱損壞或壽命縮短的主要原因之一。 本課題研究的技術(shù)要求當(dāng)電網(wǎng)電壓≥250V或≤170V時，能自動切斷電源；當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常后3—5分鐘自動接通電源。 驅(qū)動單元的設(shè)計驅(qū)動單元主要實現(xiàn)對負(fù)載供電線路通斷狀態(tài)的控制。 COMS與非門電路圖31所示是CMOS與非門的電路結(jié)構(gòu)和符號。圖33（b）所示是基本RS觸發(fā)器的邏輯符號。經(jīng)5分鐘后，2/3,555電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，3腳恢復(fù)為“0”電平，輸出一個負(fù)脈沖，經(jīng)電容送至RS觸發(fā)器，使 (這時因輸出“0”電平，輸出為“1”電平，即),迫使RS觸發(fā)器翻為“1”狀態(tài)（Q=1），門及輸出“0”狀態(tài)，及截止，繼電器常閉觸點閉合，電冰箱恢復(fù)工作。 (4)晶體管開關(guān)和輸出緩沖器晶體管T構(gòu)成開關(guān)，其狀態(tài)受端控制，當(dāng)為0時截止、為1時導(dǎo)通，輸出緩沖器就是接在輸出端的反相器，其作用是提高定時器的帶負(fù)載能力和隔離負(fù)載對定時器的影響。表34 555定時器基本功能表THQD0XX低電平導(dǎo)通12/31/3低電平導(dǎo)通12/31/3高電平截止12/31/3保持原狀態(tài)保持原狀態(tài) 555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其工作原理圖36 NE555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器上圖36所示，為由NE555定時器和外接定時元件R、C構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。該電源變壓器降壓電路的工作原理是：在開關(guān)S1閉合時，220V交流市電經(jīng)S1（圖中未閉合）加到電源變壓器T1的一次繞組兩端，交流電流經(jīng)S1從一次繞組的上端流入，從一次繞組的下端流出。如此重復(fù)，電容器C兩端（即負(fù)載電阻Rfz兩端）便保持了一個較平穩(wěn)的電壓，在波形圖上呈現(xiàn)出比較平滑的波形。、欠壓、斷電運(yùn)行狀態(tài)分析電冰箱是一種間歇工作的家庭電器，在接通電源后，其壓縮電動機(jī)處于啟動、運(yùn)行、終止的反復(fù)循環(huán)過程。 電源接通之后,正常的電網(wǎng)電壓經(jīng)電阻、和分壓后,由兩端取出約40V的交流電壓,經(jīng)半波整流再經(jīng)、及濾波后成為直流取樣電壓,使圖中=(10～13) V, (與非門的轉(zhuǎn)折電壓，對于CMOS門，閾值電壓約等于直流電源電壓的一半，即), (與非門的轉(zhuǎn)折電壓)，故門輸出“1”電平，門輸出“0”電平，門、輸出（RS觸發(fā)器的D端）“1”電平；因為輸出“0”電平，這時555定時器2腳始終為低電平，其輸出端3腳輸出仍為“0”電平，電容兩端電壓仍為零，使門輸入（RS觸發(fā)器的D端）為“1”電平，所以RS觸發(fā)器端保持初始“0”狀態(tài)，繼電器K仍不吸合，其常閉觸點仍閉合，電冰箱得以繼續(xù)工作。當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生變化時，門輸出信號隨之發(fā)生變化，控制555定時器3腳輸出電平（基本RS觸發(fā)器輸入端的狀態(tài)），基本RS觸發(fā)器的輸入端也發(fā)生變化，兩路信號共同改變基本RS觸發(fā)器端輸出電平去控制直流繼電器的狀態(tài)，從而實現(xiàn)電冰箱保護(hù)器的保護(hù)功能。、焊接元器件按電路布線圖的位置放置各個元器件，在放置過程中要先放置、焊接較低的元件，后焊較高的元件和要求較高的元件。如此反復(fù)幾次，欠壓點也可調(diào)好。而對于絕大多數(shù)家用電冰箱來說，瞬時斷電與電壓波動幾乎是不可避免的。 目前數(shù)字集成電路按導(dǎo)電類型可分為雙極型集成電路（主要為TTL）和單極型集成電路（CMOS、NMOS、PMOS等）。CMOS電路本身的功耗與輸入信號的脈沖頻率有關(guān)，頻率越高，芯片集越熱，這是正?，F(xiàn)象。 CMOS發(fā)展比TTL晚，但是以其較高的優(yōu)越性在很多場合逐漸取代了TTL。本保護(hù)器經(jīng)過檢測和分析，確認(rèn)它有自動保護(hù)功能，它能在市電電壓低于170V或高于250V時，自動切斷負(fù)載的供電線路，可防止用電設(shè)備內(nèi)欠電壓或者過電壓而損壞。由于電容的容量誤差及漏電流等原因，延時時間并不一致，可以調(diào)節(jié)電阻的大小來確定延時時間。需焊接集成芯片時，首先將集成芯片座焊到電路板上，在電路全部焊接完成且檢查無誤后，再將芯片牢固、準(zhǔn)確的安裝到芯片座上，注意芯片的安裝方向。 與非門G1～G6的選擇與非門G1～G6可分別選用四2輸入的CMOS與非門，其型號選CC4011?！?70V時由于電網(wǎng)電壓降低，使直流取樣電壓相應(yīng)降低，因而使（這時）,使門輸出“1”電平，門輸出為“0”電平，也同樣迫使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為“0”電平，使門輸出為“1”電平，及飽和導(dǎo)通，繼電器K吸合，常閉觸點、斷開，電冰箱停止工作。為什么要對電冰箱的電源條件做出規(guī)定呢？這是由于電冰箱的壓縮機(jī)作為電動制冷器具的核心部件,其工作的安全性不僅關(guān)系到用戶的財產(chǎn)安全,而且關(guān)系到用戶的人身安全，并且壓縮機(jī)都是在負(fù)載條件下啟動的。 （a） 電路圖 (b) 波形圖圖 310 電容濾波電路及工作波形圖 直流電源電路設(shè)計及工作原理該電源由變壓器T、整流二極管、穩(wěn)壓管、調(diào)整管、電容及電阻與組成。圖38 電源變壓器降壓電路 整流電路整流就是利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒔涣麟妷鹤儞Q成脈動的直流電壓。并使2端電位瞬時低于1/3Vcc，低電平比較器動作，單穩(wěn)態(tài)電路即開始一個穩(wěn)態(tài)過程，電容C開始充電，Vc按指數(shù)規(guī)律增長。因此使用起來極為靈活。調(diào)整,可以延時5分鐘。（1）0狀態(tài)當(dāng)Q=0、=1的狀態(tài)定義為0狀態(tài)。圖31（b）所示是與非門的邏輯符號。