【導(dǎo)讀】的保護(hù)使安防行業(yè)很流行，防盜措施尤為必備。其中應(yīng)用的技術(shù)和方式越來(lái)越先進(jìn)、探測(cè)和自動(dòng)報(bào)警，省時(shí)省力，極為方便。多路防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)呈現(xiàn)多樣化、先進(jìn)化、整合度高的趨勢(shì)。斷，用555定時(shí)器、揚(yáng)聲器和燈泡產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。整個(gè)電路只有門(mén)磁開(kāi)關(guān)置于布防之。處，更具有隱蔽性。

　　

【正文】 ? () 上 式中 VZ2為 DZ2的電壓， VBE為 T3的基極 與發(fā)射極之間的 電壓值。 隨溫度 升高而電壓降低 的 T3與隨溫度 升高而電壓 也 升高 的 DZ R R1可以 在溫度變化上互為補(bǔ)助 ，可 以大致 上 使 REFV 不 會(huì) 隨溫度 的 變化 出現(xiàn)大的 波動(dòng) 。另外 ， 使 用恒 定 電 流源 對(duì)齊納二極管 Z2D 供電， 來(lái)防止輸入 IV 的 中的 波動(dòng) 電壓 對(duì) 基準(zhǔn)電壓 REFV 造成 影響 。 取樣比較放大電路 和電壓 調(diào)整電路 ： 這 兩處 電路 主要 由 4T 至 11T 構(gòu) 成，其中 10T 、 11T 共同 構(gòu)成 電壓 調(diào)整 三極 管； R1 R13安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 構(gòu)成 取樣電路； 6T 、 7T 和 8T 構(gòu)成有 恒 定電 流源的差分式放大電路； 4T 、 5T 構(gòu)成 的電流源作為它的有源負(fù)載。 穩(wěn)壓器保護(hù)電路 ： 分為 減流式保護(hù)電路 和 過(guò)熱保 護(hù)電路。 減流式保護(hù)電路由 Z3D 、 Z4D 和 12T 、 11R 、 14R 、 15R 構(gòu) 成， 其中 的電阻 11R 叫做電 流檢測(cè) 電阻。 該 保護(hù) 電路 的 作用 主要是保證 電壓 調(diào)整 三極 管能 夠正常、 安全地運(yùn)行 ，它的功 率 損 耗 一般 不能超出 額定 功率 CMP 。 如果 圖 中的 Z3D 、 Z4D 和 14R 、 15R 不添加在電路中 。這時(shí)，如果穩(wěn)壓電路 正常 工作，即 C CMPP? 并且輸出電流 IO不超過(guò) 額定電流 值，流過(guò) R11的電流使 其電壓小于 ， T12截止。當(dāng)輸出電流急 速增大 ， 比 如輸出端 出現(xiàn) 短路的 情況 ，輸出電流超過(guò)極限值 1) 1( / 0 .6 /O C L C M II P V V R??（ ） () 時(shí)，即當(dāng) 11 ? 時(shí)， T12管導(dǎo)通。由于它的分流作用，減小了 T10基極 上 的電流，從而限制了輸出電流。這種簡(jiǎn)單限流保護(hù)電路的 缺點(diǎn) 是只能將輸出電流限 定 在額定值以 下 。由于調(diào)整 三極 管的耗散功率 CM C CEP I V? ，只有既考慮通過(guò)它的電流和它的管壓降 VCE值，又使 C CMPP? ，才能 進(jìn)行 整體 保護(hù)。圖 1 中 R1 R15和 DZ DZ4構(gòu)成的支路 的 意義 就在于達(dá)到 上述保護(hù)目的。電路中如果 1 1 3 4– – I O O Z ZV I R V V V??（ ） （ ），則 DZ3與 DZ4擊穿，導(dǎo)致 T12 管發(fā)射極 受 到 正向電壓而導(dǎo)通。 VBE12的值為 3 4 1112 11 1514 15I Z Z O OB E O V V V I R VV I R RRR? ? ? ??? ? () 穩(wěn)壓器經(jīng)整理后得 ? ?14 15 1512 3 411 14 14 11O B E I O Z ZR R RI V V V V VR R R R?? ? ? ? ????? () 顯然， –IOVV（ ） 越大，即調(diào)整 三極 管的 VCE值越大，則 IO越小，從而調(diào)整 三極 管的功耗 被限定 在允許范圍 之中 。由于 IO的減小， 所以這種 保護(hù) 電路叫做 減流式保護(hù)。 過(guò)熱保護(hù)電路 由 T1 T14 、 DZ2和 T3構(gòu)成。在理想狀態(tài) 下 ， R3上的壓降 約 為 ，T13與 T14為 截止，對(duì)電路工作沒(méi)有影響。當(dāng) 由于 某種原因（ 環(huán)境升溫或 過(guò)載） 電路溫 度 升 高到特定 極限值時(shí)，隨 DZ2的 電壓升高 R3上的壓降 也 升高，而 T14的發(fā)射 極 電壓VBE14 降 低 ，導(dǎo)致 T14 導(dǎo)通， T13 也隨之導(dǎo)通。 T13 將 調(diào)整 三極管 T10 的基極電流 IB10 分流，輸出電流 IO降 低，從 而得到 過(guò)熱保護(hù)的 效果 。 安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 電路中 R10 的功能 是給 T11 管的 ICBO11和 T10管的 ICEO10一條分流通路，來(lái) 改善 應(yīng)對(duì) 溫度 變化 時(shí) 穩(wěn)定性。 當(dāng)電路出現(xiàn)故障時(shí)，上面 所 述幾種保護(hù)電路是有 聯(lián)系 的。 圖 311是 輸出電壓 VO恒定 的 78L12 典型電路圖，正常 運(yùn)行 時(shí)，輸入輸出電壓差 值 為 2～ 3 V。電路中 靠近 引腳 （ 1）和引腳（ 3） 處 分別 接入電容 C C2用來(lái) 實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償， 抑制電圖 311 三端 穩(wěn)壓器的典型接法 路引入的高頻干擾和 防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激 振蕩 ， C3為 電解電容， 用來(lái) 減小 穩(wěn)壓電路 中 的低頻干擾。 D 為 保護(hù) 二極管 ， 作用 是 當(dāng) 穩(wěn) 壓電路 輸入端 短路 時(shí) ， 給 電解 電容 C3一 條 放電通路，防止 C3兩端電壓 作用于 調(diào)整 三極 管 的 be 結(jié) ，造成 be 結(jié) 被 擊穿 燒毀 。 整體 電源電路 圖 電源電路 整體圖如圖 312 所示 圖 312 電源電路 整體圖 從圖中 可以看出本文在電源電路中加了備用電源， 備用電源 為 12 V 直流電源， 該直流電源接了一個(gè)二極管 D6， C1與 C4還 具 有保護(hù)電路的作用。 當(dāng)交流電 斷電 的 一 剎那 間， 由于 電容 C C4上存在 儲(chǔ)存電能 ，接著 兩 電容開(kāi)始 釋 放電 能 ， 由于 D6導(dǎo)通 電壓為 V，所以當(dāng) 當(dāng)電容 C C4上 的電壓 值 降低 至 之后 ，二極管 D6受到 備用電源 的 電壓作用 便會(huì) 處于 導(dǎo)通 狀態(tài) ， 這時(shí) 備用直流電源開(kāi)始 代替 交流電轉(zhuǎn)化的直流電Tr1234B R I D G EC2V i n1GND2V out3 78L 12C312VC4C1D6D5D1D2D3D4～ 220V安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 對(duì)電路進(jìn)行供電 。 而 當(dāng)交流電恢復(fù)時(shí)， 電容 C C4被 充電，其上的電壓高于 后 ，二極管 D6正負(fù)極 受到的電壓小于 V， 會(huì)處于截止?fàn)顟B(tài)，備用電源停止供電，轉(zhuǎn)由交流電轉(zhuǎn)化的直流電進(jìn)行 供電 。 所以 兩 種 電源會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)供電。 安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 4 控制電路 本 文 設(shè)計(jì)的 報(bào)警 電路控制路數(shù)為 3 路。在 整體 電路中 的功 能主要 是 檢測(cè) 、 判斷 入侵 信號(hào) 和控制 發(fā)出 聲 音 、光報(bào)警信號(hào)。 設(shè)計(jì) 控制電路 的 方案千變?nèi)f化 ， 可供 選 用的 元件 也是 種類(lèi) 繁多 ， 本文選用 LM358 做集成電壓 比較 器 ， 以及 門(mén)磁開(kāi)關(guān)和 可控硅。 門(mén)磁開(kāi)關(guān) 本 電路中 用 門(mén)磁開(kāi)關(guān) 作為 觸發(fā)裝置 ， 門(mén)磁開(kāi)關(guān)主要由 永久 磁鐵 和 開(kāi)關(guān) 構(gòu) 成 ， 開(kāi)關(guān)由 簧片 經(jīng)引線連接而成 并 固定在玻璃管中 ， 稱(chēng)為干簧管， 通常情況下 管內(nèi) 的 簧片 受到磁力作用為接觸狀態(tài) ；將 具有一定 強(qiáng)度 磁場(chǎng)的磁鐵 固定在 容器 內(nèi) 作為 永久磁鐵 。 當(dāng) 干簧管和 永久 磁鐵 距離 很近時(shí)（ 通常不大 于 5mm）， 簧片因受到 磁力 變大 而接觸 閉合 ，即門(mén)磁開(kāi)關(guān) 為閉 路狀態(tài) ，此時(shí) 門(mén) 磁開(kāi)關(guān)處于 未 觸發(fā) 狀態(tài) 。 當(dāng)兩者分開(kāi)一 段 距離后 ,簧片因磁力減小 而 分開(kāi) ， 即門(mén)磁開(kāi)關(guān) 為 開(kāi)路狀態(tài) 。 此時(shí) 門(mén)磁開(kāi)關(guān) 會(huì) 由于斷路而 使 電路中電壓或電流狀態(tài)改變 。 干簧管 安裝在 窗 或 門(mén) 里 ，永久 磁鐵 安裝在 窗框 或 門(mén)框里， 通常 都是安裝 在 內(nèi)部 ， 圖 41 門(mén)磁開(kāi)關(guān) 示意圖 除非專(zhuān) 業(yè)人士 否則 一般 注意 不 到。 如圖 41 所示 。 集成 電壓比較器 此 電路中用到集成 電壓比較器 來(lái) 判斷門(mén)磁開(kāi)關(guān)的斷路或短路 ， 本 電路 中 集成電壓比較器 選用 LM358。 LM358 內(nèi)部 含有 兩個(gè) 內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)?、 獨(dú)立的、 高增益 的 雙運(yùn)算放大器 ， 適用于雙電源 或 電源電壓范圍很寬的單電源 供 電 ，在 正常的 運(yùn)行狀態(tài) 下， 電源 的提供 的 電流 與 電 壓 沒(méi)有直接 關(guān)系 。它的 適 用范圍 很 廣， 包括 電源 增益 電路 、 工業(yè)電路 控制 、 信號(hào) 放大 電路 、 音頻 功率 放大器 以及 所有 電源供電 的能 用 到 運(yùn)算放大器的環(huán)境 。 R4永久磁鐵簧片引出線 干簧管 安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 LM358 有 金屬封裝 和 塑 料 封 裝兩種 封裝形式 。 特性： 內(nèi)部頻 率補(bǔ)償 單位增益頻帶寬 (約 1MHz) 直流電壓增益高 (約 100dB) 電源電壓范圍寬： 雙電源 (177?！?177。15V)； 單電源 (3～ 30V) 低輸入偏流 功 率 損耗低， 可 用 電池供電 輸出電壓擺幅大（ 0 至 ) 參數(shù) ： 輸入失調(diào)電壓 輸入偏置電流 45 nA 輸入失調(diào)電流 50 nA 電源抑制比 100dB 共模抑制比 80dB 圖 42 為其 金屬封裝管腳圖 ， 塑封引腳圖 及 引腳功能 如圖 43 所示 ，其 內(nèi)部電路原理圖如 圖 44 所示 。 圖 42 金屬封裝管腳圖 安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 圖 43 塑封引腳圖 及 引腳功能 圖 44 LM358 內(nèi)部電路原理圖 LM358 反相 輸入端 電壓 低 于 同相 輸入 端 電壓 ，則輸出 端 輸出 高電平，否則輸出低電平 。 LM358 作為 集成電壓比較 電路 如圖 45 所示 ， R R4與 R R6阻值均 相 同 ， R4與 簧片 固定 在 干簧管 內(nèi) 。 正常 狀態(tài)下，永久 磁鐵 吸住 簧片 , R4此時(shí)為接地 狀態(tài) ， LM358各個(gè)同相 與反相輸入端電 位 均相同 ，運(yùn)算放大器 均不能導(dǎo)通 。 LM358 不導(dǎo)通 。 初始 情況下，可控硅的 正負(fù) 極 之 間 會(huì) 有正向偏 置電 壓，但 還 不 能 進(jìn)行 導(dǎo)通。一旦簧片分開(kāi) 或者引出線 被 剪斷， R4 不能接地 ， 這時(shí) 與 D8 相連的運(yùn)算放大器同相 輸入 端電 位 高于 反相 輸入端電位 ，輸出端 輸出高電平 ， 與 D9相連的運(yùn) 算 放 大 器則相反 ， 這時(shí)D8導(dǎo)通 D9不導(dǎo)通 。 LM358 導(dǎo)通。 安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 當(dāng) 兩 條 引出線 被 直接連在一起 使 門(mén)磁開(kāi)關(guān) 短路 時(shí) ， 與 D9相連的運(yùn)算放大器同 相 輸入端 上的 電位 高于反相輸入端 上的 電位， 輸出端 輸出高電平 ， 與 D8相連的運(yùn)算放大器則相反，此時(shí) D9導(dǎo)通 D8不導(dǎo)通 。 LM358 導(dǎo)通。 圖 45 集成 電壓比較器工作電路 可控硅 可控硅是 半導(dǎo)體 元件 ， 也 叫做 晶閘管。 是 非常 常用的半導(dǎo)體 元件 之一 ， 特點(diǎn) 是 結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單 、 體積小、 功能強(qiáng) 等 。該 元 件 常 用于各種 電子 產(chǎn)品 和 電路 中，多用來(lái) 做 調(diào)壓 、 可控 整流 、 無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān) 等 。 圖 46 可控硅 它 的 基本 結(jié)構(gòu) 主要是 由 四層半導(dǎo)體 構(gòu) 成 ， 內(nèi)部有 三個(gè) PN 結(jié)， 整體 有三個(gè) 極 ：第三層 P 型 硅 電極叫 做 控制極 G。最 前端 P 型 硅 電極 叫做 陽(yáng)極 A，最后 端 N 型 硅 電極 叫做 陰極 K。從 可控硅 的 符號(hào) 就能 看 出 ，它 有著 單 向?qū)щ姷?特點(diǎn) ， 這點(diǎn)與 二極管 相同 但R3 R5R6D8D9R4永久磁鐵簧片vcc 安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 是 它 多 了 控制極 G， 所以 它 有著 與二極管 截然 不同的 特性。 基本材料為 單晶 硅 的四層三端器件 ， 因?yàn)樗奶匦?與 真空閘流管 非常 像 ，所以 一般又 叫 晶體 硅閘流管，簡(jiǎn)稱(chēng)晶閘管 T，又因?yàn)榫чl管 剛 被發(fā)現(xiàn)時(shí) 多 用 在 靜 態(tài) 整流方面，所 以又 稱(chēng) 之 為可控 硅 整流 器 件，簡(jiǎn)稱(chēng) 可控硅 SCR。 可控硅有多種分類(lèi)方法： 按 開(kāi)關(guān)與 控制方式分類(lèi)可分為 逆導(dǎo)可控硅 、 門(mén)極關(guān)斷可控硅 、 溫度 可控硅 、 普通可控硅 、 光線 可控硅 、 雙向可控硅 等 類(lèi)型 。按封裝形式分類(lèi)：可分為 塑 料 封 裝、 陶瓷封裝 和 合金 封裝三種 封裝 類(lèi)型。其中，塑 料 封 裝 可控硅又 可 分 成 不 包含 散熱裝置 型和包含 散熱裝置 型兩種。按電流容量分類(lèi)：可 分為中功率 SCR、 小功率 SCR 和大功率SCR 三種。一般來(lái)說(shuō) ， 中、小功率 SCR 多 數(shù) 采用陶瓷或 塑料 的 形式 封裝 ， 大功率 SCR多 數(shù) 采用 合 金 殼封裝 。 按截止 速度分類(lèi)： 可分 為 快速 SCR 和 普通 SCR。 在性能上，可控硅 同時(shí) 具有 可控性 與 單向?qū)щ娦?。 它只有 導(dǎo)通和 截止 兩種 情況 。 可控硅 可以通過(guò) 很 小 的 電流 電壓 控制功率 比較大 的 電子 電路 的通 斷 ，如果 受 控制的 電路 的 功率 超過(guò) 了 可控硅 能 控制 的 功率， 會(huì)導(dǎo)致可控硅中 的 損耗 過(guò)大 ， 這樣 可控硅上所能流通的電流額度 就 會(huì) 降低 ， 所以要視情況合理地使用可控硅 。 圖 47 可控硅 元件符號(hào) 可控硅的優(yōu)點(diǎn)：以小功 率控制大功率，功率放大 可達(dá)數(shù) 十萬(wàn)倍 之高 ；反應(yīng) 快，在微秒級(jí) 時(shí)間 內(nèi) 便 可 導(dǎo)通 或 截止 ； 元件內(nèi)部無(wú) 接觸 ， 不會(huì) 造成 火花 與 噪音 ； 成本低 ， 效率高等 。 可控硅的 缺 點(diǎn)： 容易 因?yàn)?干擾而誤導(dǎo)通 ； 過(guò)度 負(fù)