【正文】 的高電平，隨后，把調(diào)壓器調(diào)到電源允許的欠壓值，調(diào)節(jié) R5（此時 R4不變）使 LED1剛好發(fā)光指示，同 時繼電器 K 吸合，此時的通過 R5 的取樣電壓剛好為相對的低電平，電路即為調(diào)好。例如，自動裝置上的繼電器與其他電器一起，可以組成程序控制線路，從而實現(xiàn)自動化運行。例如，當(dāng)多個控制信號按規(guī)定的形式輸入多繞組繼電器時，經(jīng)過比 較綜合，達(dá)到預(yù)定的控制效果。例如，靈敏型繼電器、中間繼電器等，用一個很微小的控制量，可以控制很大功率的電路。例如，多觸點繼電器控制信號達(dá)到某一定值時，可以按觸點組的不同形式，同時換接、開斷、接通多路電路。感測機(jī)構(gòu)把感測到的參量傳遞給中間機(jī)構(gòu)，并和整定值相比較，當(dāng)滿足預(yù)定要求時，執(zhí)行機(jī)構(gòu)便動作，從而接通或斷開電路，實現(xiàn)自動控制功能。對于繼電器的 “ 常開、常閉 ” 觸點，可以這樣來區(qū)分： 繼電器線圈 未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為 “ 常開觸點 ” ；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為 “ 常閉 觸點 ” 。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。 電磁繼電器由低壓 和高壓工作電路兩部分構(gòu)成。 電磁繼電器一般由 電磁鐵 、 銜鐵 、彈簧片 、 觸點等組成的，其工作 是用 較小的電流 、 較低的電壓去控制較大電流 。 可以根據(jù)以上原理，構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 及延時保護(hù)，用于此電路的觸發(fā)與延時。此外需用一個續(xù)流二極管與繼電器線圈并接，以防繼電器線圈反電勢 。 Tw= 通過改變 R、 C 的大小，可使延時時間在幾個微秒和幾十分鐘之間變化。波形圖見圖 35。并使 4 端電位瞬時低于 Vcc31，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。 根據(jù)以上分析可以得出 555定時器的功能表，如表 51： 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 16 頁 共 31頁 表 51 555定時器功能表 輸入 輸出 TH TR R OUT VT 0 0 導(dǎo)通 Vcc32? Vcc31? 1 0 導(dǎo)通 Vcc32? Vcc31? 1 不變 不變 Vcc32? Vcc31? 1 1 截止 由 555 組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路 如圖 34所示 ： 圖 34 555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 555 定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理如下： 由 555 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。時，比較器 C2 輸出為低電平， C2 輸出的低電平將 RS 觸發(fā)器置為 1狀態(tài)，即 Q=1，使得定時器的輸出 OUT為 1，同時放電管 VT 截止。 （ 2）當(dāng)?shù)陀|發(fā)端 錯誤 !未找到引用源。 等于 1時， 555 定時器有以下功能： （ 1）當(dāng)高觸發(fā)端 錯誤 !未找到引用源。 為置 0 輸入端，當(dāng) 錯誤 !未找到引用源。 555 定時器的工作原理比較簡單。 （ 4）放電管 VT VT是集電極開路的三極管， VT的集電極作為定時器的引出端 D。正常工作時，必須使 錯誤 !未找到引用源。比較器 C1的輸出作為置 0輸入端，若C1輸出為 0，則 OUT=0；比較器 C2 的輸出作為置 1 輸入端，若 C2 輸出為 0，則 OUT=1。 C2 的 同相輸入端 TR 錯誤 !未找到 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 15 頁 共 31頁 引用源。 Vcc32 。 555 的組成及功能 如圖 61所示， 555 定時器的內(nèi)部組成 ： 圖 61 555電路組成框圖 （ 1）電阻分壓器 由三個 5KΩ的電阻 R組成，為電壓比較器 C1和 C2 提供基準(zhǔn)電壓。 觸發(fā)電路 觸發(fā)電路的核心組成部分是一個 555 定時器，下面主要介紹 555 定時器。由于市電的正常狀態(tài)、過壓狀態(tài)、欠壓狀態(tài)時的比較器 U1D、 U1B 的輸出不同，當(dāng)為高電平時， LED LED2 不亮，當(dāng)為低電平時， LED LED2 亮，由此可以顯示正常過壓、欠壓兩種不同的狀態(tài)。如圖 51，此電路用以顯示電路的各種狀態(tài)。這種利用 注入式電致發(fā)光 原理制作的二極管 就叫 做 發(fā)光二極管，通稱 LED。在某些半導(dǎo)體材料的 PN 結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。 本設(shè)計所選用的顯示電路主要是由四個發(fā)光二極管（ LED）組成。 穩(wěn)壓二極管的選擇 因為本設(shè)計的驅(qū)動電路和激發(fā)電路主要的供電要求為 12V，根據(jù)晶體管手冊和晶體管的特性可以得出二極管應(yīng)選擇 1N4742，最大工 作電流為 76mA，最大耗損功率 1W，反向擊穿電壓 12V。 穩(wěn)壓電路 由 于輸入電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度、電路參數(shù)等的不穩(wěn)定性，往往電路因為這樣而不能正常的工作，為了使電路正常工作就需要穩(wěn)壓電路為電路提供一個穩(wěn)定的輸出電壓，此次設(shè)計所采用的穩(wěn)壓電路核心元件為穩(wěn)壓二極管。 (T 為 交 流 電 壓 周 期 ) （ 33） 電容器的額定耐壓值： 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 12 頁 共 31頁 22UUC ? （ 34） 濾波電容器型號選定應(yīng)查閱有關(guān)器件手冊，并取電容的系列標(biāo)稱值。需要 注意的是，在上述輸出電壓的估算中都沒有考慮二極管的導(dǎo)通壓降和變壓器副邊繞組的直流電阻，在設(shè)計直流電源時，當(dāng)輸出電壓較低時（ 10V 以下）時，應(yīng)該把上述因素考慮進(jìn)去，否則實際測量結(jié)果與理論設(shè)計差別較大，實踐經(jīng)驗表明，在輸出電壓較低時，按照上述的公式的計算結(jié)果在減去 2V（二極管的壓降和變壓器繞組的直流壓降之和）可以得到與實際測量相符的結(jié)果。 20 UU ? （ 31） 負(fù)載電流 錯誤 !未找到引用源。 主要性能指標(biāo) U0 和負(fù)載電流的估算 當(dāng)濾波電容較大時，一般按照 經(jīng)驗公式來估算輸出直流電壓 U0錯誤 !未找到引用源。 達(dá)到最大值以后，按正弦規(guī)律下降，當(dāng) U2UC 時， D D3的正極點位低于負(fù)極電位，所以 DD3截止，電容只能通過負(fù)載 RLC 放電，放電時間 T放 =RLC，放電時間常數(shù)越大，放電就越慢， U0 的波形就就越平滑。接通電源時 U2 由零逐漸增大，二極管 D D3， 正偏導(dǎo)通，此時 U2 經(jīng)二極管 D D3 向負(fù)載 RL 提供 電流同時向電容 C 充電，因充電時間常數(shù) 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 11 頁 共 31頁 很小，電容 C 上電壓很快達(dá)到 U2 的峰值，即 Uc= 2 U2。 電容濾波電路 本設(shè)計采用單相橋式整流電容濾波電路， 它具有以下幾個特點：輸出電壓提高、脈動成分減小、二極管導(dǎo)通時間大大減少， 電路如圖 31。它分為電容輸入式（電容器接在最前面）和電感輸入式（電感器接在最前面）。 濾波電路常用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般采用無源元件電容或電感 ， 利用其對電壓 ， 電流的儲能特性達(dá)到濾波的目的 。要把脈動直流變成波形平滑的直流，還需要再做一番 “ 填平取齊 ” 的工作，這便是濾波。 濾波電路 交流電經(jīng)過二極管整流之后，方向單一了，但是大小（電流強(qiáng)度）還是處在不斷變 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 10 頁 共 31頁 化之中。 主要性能指標(biāo) 整流電路的性能 指標(biāo) 常用兩個技術(shù)指標(biāo)來衡量：一個是反映轉(zhuǎn)換關(guān)系的，用整流輸出電壓的平均值來表示 ；另一個是，輸出的平均電流； （ 1）整流輸出電壓的平均值 (Uo 為整流后電壓平均值， U2為整流前電壓 ) 20 UU ? (21) （ 2）輸出平 均電流 LRUI / 20 ? (22) 在單相橋式整流電路中，由于四只二極管兩兩輪流導(dǎo)通，即每只二極管都只是在半個周期內(nèi)導(dǎo)通，所以流過每個二極管的平均電流是輸出電流平均值的一半，即； 2/0IIF ? (23) 二極管的最大反向峰值電壓： 錯誤 !未找到引用源。 橋式整流電路的工作原理如下 整流電路在工作時，電路中的四只二極管都是作為開關(guān)運用，根據(jù)圖 21的電路圖可知 ： 當(dāng)正半周時， 對 D D3 加正向電壓， 二極管 D D3 導(dǎo)通（ D D4 截止），在負(fù)載電阻上得到正弦波的正半周； 當(dāng)負(fù)半周時， 對 D D4 加反向電壓， 二極 管 D D4 導(dǎo)通（ D D3截止），在負(fù)載電阻上得到正弦波 的負(fù)半周。 整流前 I 整流后 I0 圖 21 橋式整流電路 如圖所示，整流電路的 基本原理就是利用二極管的單向?qū)?電性，將交流電變成一個方向流動的電流。 單相 橋式整流電路 橋式整流電路 是使用最多的一種 全波 整流電路。 整流電路的主要性能指標(biāo)有整流器輸出電壓平均值 U0、二極管的正向平均電流 I0和最大反向峰值電壓 URM 等。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 8 頁 共 31頁 整流電路 由于 各種電器設(shè)備內(nèi)部均是由不同種類的電子電路組成，電子電路正常工作需要直流電源， 而 電網(wǎng)供給用戶的是 50HZ 的 交流電 ，所以需要一個整流電路 把 交流 電變換為直流電 。如圖 31 所示。根據(jù)設(shè)計背景以及要求，本設(shè)計中變壓器定為降壓變壓器，如圖 31。因此，電源變壓器區(qū) 可 分為升壓與降壓變壓器兩種 ,而 變壓器之匝數(shù)比，一般可作為變壓器升壓或降壓的參考指標(biāo)。 一般指連接交流電源的線圈稱之為一次線圈 ， 而跨于此線圈的電壓稱之為一次 電壓。 電源變壓器的最基本型式包括兩組繞有導(dǎo)線之線圈，并且彼此以電感方式 耦 合 在 一起。 欠電壓 過電壓是 電力系統(tǒng)在特定條件下所出現(xiàn)的 低于 工作電壓的異常電壓 降低， 工頻下交流電壓均方根值降低，小于額定值的 10%，并且持續(xù)時間大與 1分鐘的長時間電壓變動現(xiàn)象；引起欠電壓的事件正好與過電壓相反，某一大容量負(fù)荷的投入或某一電容器組的斷開（無功嚴(yán)重不足引起 的欠電壓）都可能引起欠電壓。 ② 鐵磁諧振過電壓。諧振過電壓是電力系統(tǒng)中電感、電容等儲能元件在某些接線方式下與電源頻率發(fā)生諧振所造成的過電壓。 ③ 切斷空載變壓器過電壓。操作過電壓是由于進(jìn)行斷路器操作或發(fā)生突然短路而引起的衰減較快持續(xù)時間較短的 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 6 頁 共 31頁 過電壓，常見的有： ① 空載線路合閘和 重合閘過電壓。三相輸電線路 a 相短路接地故障 時， b、 c 相上的電壓會升高。在工頻電源作用下，由于遠(yuǎn)距離空載線路電容效應(yīng)的積累，使沿線電壓分布不等，末端電壓最高。暫態(tài)過電壓是由于斷路器操作或發(fā)生短 路故障，使電力系統(tǒng)經(jīng)歷過渡過程以后重新達(dá)到某種暫時穩(wěn)定的情況下所出現(xiàn)的過電壓 ， 又稱工頻電壓升高。 內(nèi)過電壓 ： 電力系統(tǒng)內(nèi)部運行方式發(fā)生改變而引起的過電壓。因此，架空輸電線路需架設(shè)避雷線和接地裝置等進(jìn)行防護(hù)。直擊雷過電壓幅值可達(dá)上百萬伏，會破壞電工設(shè)施絕緣，引起短路接地故障。雷閃擊中帶電的導(dǎo)體 ，如架空輸電線路導(dǎo)線，稱為直接雷擊。雷電過電壓的持續(xù)時