【正文】 選擇 25 驅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 整機調試 27 調試中的問題及解決方法 28本章小結 29結 論 30致謝 31參考文獻 32附錄1 譯文 33附錄2 英文參考資料 35附錄 3 整機電路原理圖 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動電機在一定的電壓范圍內才能正常工作，供電電壓過高或過低很容易導致繞組線圈燒毀；另外，當電冰箱正在工作時突然斷電而又立即通電時，電冰箱的壓縮機所承受的啟動電流要比正常啟動電流大好幾倍，導致壓縮泵內壓力很高，使驅動電機負荷過載，也容易燒毀電機。第2章 方案選擇 方案選擇根據(jù)設計任務及要求，所設計的電冰箱自保護器的基本思想為：電網(wǎng)電壓在正常范圍時，保護器不影響電冰箱的正常工作，而一旦電網(wǎng)電壓≥250V或≤170V時，保護器應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，、中就總有一個導通，因此Y電輸出一定為高點平（電源電壓）；只有當A、B兩點電壓同時為高電平時，、才會都導通，、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構 555電路的工作原理555電路的內部電路結構圖如圖35 所示。當Vc充電到2/3Vcc時，高電平比較器動作，比較器A1翻轉，輸出Vo從高電平返回低電平，放電開關管T重新導通，電容C上的電荷很快經(jīng)放電開關管放電，暫態(tài)結束，恢復穩(wěn)定，為下個觸發(fā)脈沖的來到作好準備。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。啟動時要求電動機啟動轉矩較大，啟動電流?？蛇_到額定工作電流的三至七倍。由于,門的狀態(tài)翻轉，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： 設二極管 的工作電流：又要求： 可計算出： 可取。 整機調試 ，當焊接完畢且檢查無誤后方可進行調試。當=100181。當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，同時當電冰箱箱體漏電時，保護器指示燈亮，保護人身安全。 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管構成的集成電路稱為MOS集成電路，而由PMOS管和NMOS管共同構成的互補型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。再用導線短接一下，使RS觸發(fā)器恢復到初態(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行檢測，而且要認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，該電壓直接反應反應電網(wǎng)電壓的變化，利用CMOS與非門的轉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 整機工作原理電冰箱保護器的整機電路原理圖詳見附錄3。當E2負半周經(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和是兩個互補的信號輸出端。第3章 系統(tǒng)單元電路的設計與分析 電壓取樣鑒別電路的設計電壓取樣鑒別電路：該部分電路的主要功能是當電網(wǎng)電壓≥250V和≤170V時，向驅動單元提供驅動信號，使繼電器觸電動作，電冰箱斷電；當電網(wǎng)恢復供電時，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，準確、可靠地完成規(guī)定的保護功能，并且，設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)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，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 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。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。 本課題研究的技術要求當電網(wǎng)電壓≥250V或≤170V時，能自動切斷電源；當電網(wǎng)電壓恢復正常后3—5分鐘自動接通電源。 驅動單元的設計驅動單元主要實現(xiàn)對負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與非門的電路結構和符號。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，3腳恢復為“0”電平，輸出一個負脈沖，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，電冰箱恢復工作。 (4)晶體管開關和輸出緩沖器晶體管T構成開關，其狀態(tài)受端控制，當為0時截止、為1時導通，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載能力和隔離負載對定時器的影響。表34 555定時器基本功能表THQD0XX低電平導通12/31/3低電平導通12/31/3高電平截止12/31/3保持原狀態(tài)保持原狀態(tài) 555定時器構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其工作原理圖36 NE555構成單穩(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，電容器C兩端（即負載電阻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，其壓縮電動機處于啟動、運行、終止的反復循環(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)電冰箱保護器的保護功能。、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。如此反復幾次，欠壓點也可調好。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，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。本保護器經(jīng)過檢測和分析，確認它有自動保護功能，它能在市電電壓低于170V或高于250V時，自動切斷負載的供電線路，可防止用電設備內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)器翻轉為“0”電平，使門輸出為“1”電平，及飽和導通，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作為電動制冷器具的核心部件,其工作的安全性不僅關系到用戶的財產(chǎn)安全,而且關系到用戶的人身安全，并且壓縮機都是在負載條件下啟動的。 （a） 電路圖 (b) 波形圖圖 310 電容濾波電路及工作波形圖 直流電源電路設計及工作原理該電源由變壓器T、整流二極管、穩(wěn)壓管、調整管、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導電性將交流電壓變換成脈動的直流電壓。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。調整,可以延時5分鐘。（1）0狀態(tài)當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。