【正文】 的內部電路結構圖如圖35 所示。比較器的參考電壓由三只5KΩ的電阻器構成的分壓器提供。A1與A2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關狀態(tài)。D是復位端（4腳），當D＝0，555定時器輸出低電平。CO是控制電壓端（5腳），平時輸出2/3Vcc作為比較器A1的參考電平，當5腳外接一個輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實現對輸出的另一種控制，在不接外加電壓時，起濾波作用，以消除外來的干擾，確保參考電平的穩(wěn)定。555定時器主要是與電阻、電容構成充放電電路，并由兩個比較器來檢測電容器上的電壓，以確定輸出電平的高低和放電開關管的通斷。它的基本功能表如表34所示。D為鉗位二極管，穩(wěn)態(tài)時NE555電路輸入端處于電源電平，內部放電開關管T導通，輸出端Vo輸出低電平，當有一個外部負脈沖觸發(fā)信號（由電壓取樣鑒別電路提供）加到Vi端。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。圖37 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形圖暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間Tw（即為延時時間）決定于外接元件R、C的大小。555構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形圖如圖37所示。該電路的主要功能是：通過RS觸發(fā)器的輸出端（Q）的狀態(tài)，經門反相后控制、的飽和導通或截止，使繼電器線圈K中有電流或無電流，從而使其常閉觸點斷開或閉合，電冰箱處于停止或工作狀態(tài)。有續(xù)流二極管時，自感電壓的極性使導通，給繼電器線圈中的電流（電感中的電流不能突變）提供了通路（續(xù)流），使線圈中的磁場能量慢慢釋放，因而線圈兩端不會產生高的自感電壓，或者說由于的導通使線圈兩端電壓被鉗制（大小為），和就不會被擊穿了。電網電壓經電源變壓器降壓，橋式整流，電容器濾波，穩(wěn)壓電路Ⅰ得到約為24V的直流電壓提供給驅動電路和直流繼電器工作電壓，再經穩(wěn)壓電路Ⅱ得到約為10V的電壓供給基本RS觸發(fā)器和延時電路。 電源變壓器圖38所示為一降壓變壓器，它將電網220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路。由于變壓器繞組的互感作用，在變壓器的二次繞組兩端輸出一個較低的交流電壓。單相橋式整流電路是工程上最常用的電箱整流電路。在負載電阻上正、負半周經過合成，得到的是同一個方向的單向脈動電壓。在電路中，當有電壓加到電容器兩端的時候，便對電容器充電，把電能儲存在電容器中；當外加電壓失去（或降低）之后，電容器將把儲存的電能再放出來。這種電容帶兩端電壓不能突變的特性，正好可以用來承擔濾波的任務。在二極管DD3導通期間，E2向負載電阻Rfz提供電流的同時，向電容器C充電，一直充到最大值。這時，二極管DD3受反向電壓，不能導通，于是Uc便通過負載電阻Rfz放電。當E2負半周經橋式整流后來到并升高到大于Uc時，又再次對電容器充電。圖310（b）所示為全波整流時電容濾波前后的輸出波形。該電路的主要功能是產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。220V的交流電壓經降壓變壓器降壓后，又經組成的整流橋，輸出脈動的電壓，再經的濾波，便在其兩端（即穩(wěn)壓電路的輸入端）獲得直流電壓。、電容和、電阻和構成了基本調整管串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。它的特點是與穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值是“跟隨”的關系，所以只要穩(wěn)壓管電壓、保持穩(wěn)定，則當電網電壓和負載電流在一定范圍內變化時，UE也能基本穩(wěn)定。同理，又組成了第二級穩(wěn)壓電路，在F點輸出11v的直流電壓。本章小結本章主要對各單元電路模塊的設計、電路實現原理以及實現各部分電路所用的元器件進行介紹，在具體電路中，實現每個技術指標都會有不同的方案，但根據實際情況，則需選擇最適合的。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。根據我國家用電冰箱技術標準的規(guī)定，電冰箱的電源電壓應在175～235V范圍內才能保證電冰箱的正常啟動和運行。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。如果在電源電壓低于允許的下限值的情況下啟動，會因啟動轉矩不足，造成電動機啟動困難，勢必迫使電動機的啟動電流成倍增長，超過設計的允許的限度。當電源電壓高于允許的上限值的情況下啟動時，電動機繞組因電流過載也同樣會出現發(fā)熱而破壞絕緣的現象，對壓縮機的壽命都是有害的，嚴重時也會燒毀電動機。當電網出現欠壓或過壓時，應用敏感于電網電壓的基本特性，過壓欠壓保護器及時將電冰箱的電源切斷，以保護電冰箱免受非常規(guī)電壓的破壞。因為壓縮機工作時，壓縮泵一側自蒸發(fā)器將低壓制冷劑蒸發(fā)抽出，經過壓縮成為高溫高壓蒸汽，自另一側送往冷凝器，實現向空間排熱。電冰箱在出售時，生產廠家一般都不配備斷電保護器，市場上銷售的斷電保護器，一般也都不具備智能延遲作用。 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?！?50V時由于電網電壓升高，使直流取樣電壓也相應升高，因而使,故門輸出為“0”電平，門輸出為“1”電平，門、輸出“0”電平，基本RS觸發(fā)器D=0，而這時仍未充電，仍然保持“0”，所以觸發(fā)器的輸出翻轉成“1”狀態(tài)，使和飽和導通，繼電器K吸合，常閉觸點及斷開，電冰箱斷電而停止工作。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。經5分鐘后，,555電路狀態(tài)翻轉，3腳恢復為“0”電平，經電容送至RS觸發(fā)器，使=0 ,這時因輸出“0”電平，輸出為“1”電平，即=1,迫使RS觸發(fā)器端翻為 “0”狀態(tài)，及截止，繼電器常閉觸點閉合，電冰箱恢復工作。調整,可以延時5分鐘。其中Vi為2腳電壓，Vc為3腳電壓，Vo為7腳電壓的波形。經過555定時器延時3～5分鐘后，RS觸發(fā)器狀態(tài)翻轉，及截止，繼電器常閉觸點閉合，電冰箱恢復工作。本設計使電網電壓恢復供電3～5分鐘后家用電器才得以通電工作，起到了良好的保護作用。 電冰箱保護器基本工作原理為：電網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)。第5章 系統(tǒng)的安裝與調試 電路元器件選擇與計算 IC的選擇定時器IC選用NE555。 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。選,。當時 公式（51）。要求，因為CMOS與非門的電源電壓由直流電源的F端供給，即,所以，以此為據，可選擇，的電位器。 直流穩(wěn)壓電源元器件的選擇和計算穩(wěn)壓二極管的選擇電路要求F點輸出電壓 E點輸出電壓 即 查手冊選用2CW59(就型號2CW18),其穩(wěn)壓電壓，最大工作電流。變壓器T的選擇： 公式（55）因整流濾波電路為全波橋式且電容濾波，所以變壓器次級電壓 公式（56），次級電壓為30V、。 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，防止出現錯誤后不便改正。特別是容易損壞的元件要后焊。 整機調試 ，當焊接完畢且檢查無誤后方可進行調試。 把調壓器的輸出調在220V，測量圖中A點電壓應在12V左右，若偏差較大，可改變電阻和電容的數值，但和不能調的太大，如果它們的時間常數太大，將會使保護器工作時的動作過分遲緩，不能起到保護作用；，的值亦不可調的過小，以免保護器受電網電壓中干擾脈沖的影響產生誤動作。將調壓器輸出電壓調高，使之升高到250V。使門輸出“1”電平，門 、輸出“0”電平，基本RS觸發(fā)器輸出狀態(tài)翻轉, 輸出端為“1”電平，使三極管，組成的復合管飽和導通，繼電器吸合，用電器供電斷路；在調節(jié)調壓器使其輸出電壓略低于250V，使門又恢復為輸出“1”電平。如此反復進行幾次，即可將過壓點調的很準。將調壓器的輸出電壓調低，使之降為170V。再用導線短接一下，使RS觸發(fā)器恢復到初態(tài)。 把NE555定時器的低電平輸入端2腳與地短接一下，輸入一個負脈沖，定時器輸出端3腳立即由“0”電平翻轉為“1”電平，延時一定的時間后，又恢復到“0”電平。當=100181。將電容接入電路中，分別調節(jié)調壓器的輸出電壓為250V和170V，繼電器K均應吸合；當調壓器輸出電壓略小于250V或略大于170V時，延時3～5min后繼電器K均應釋放，說明家用電器自動限電保護器的各項 功能指標已實現。 調試中的問題及解決方法1．故障現象：市網電壓超、欠壓時電路不能夠實現斷電保護功能檢查原因：集成芯片無供電電壓，與非門和555定時器不工作解決方法：由于三極管集電極供電線路斷路導致直流穩(wěn)壓電源F點無輸出電壓，通過對電路各個部分的認真檢查找出斷路點并重新進行連接。：直流繼電器不斷的導通、截止發(fā)出很大的噪音檢查原因：基本RS觸發(fā)器輸出狀態(tài)不穩(wěn)定解決方法：通過對設計電路圖與硬件電路進行對照分析發(fā)現基本RS觸發(fā)器的輸入端斷路，導致觸發(fā)器輸出狀態(tài)不定。本章小結 本章首先電路中所用元器件的選擇與計算進行了詳細的說明，其次對電路的焊接安裝進行了系統(tǒng)的闡述，最后對電路的調試步驟與調試中注意的問題進行了主要的講解，并對調試電路中出現的問題提出了解決的方案。然而，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。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。為此，我們利用變壓器，再配以控制電路設計了一種自動穩(wěn)壓、自動延時的電冰箱保護器，該多功能電冰箱保護器能夠根據負載電流判斷線路中的各種故障并及時進行保護，最大限度的降低對人們日常生活的影響，是一種經濟實用的電冰箱保護器。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。通過三個月的努力，我按要求完成了畢業(yè)設計的任務，它使我掌握了設計一個電路的基本方法和基本步驟，增強了在實際設計中尋找問題，解決問題的能力。致謝短短的幾個月畢業(yè)設計已經接近尾聲了，在此要特別感謝我的指導老師，呂志武教授。為了能高效的完成任務，所以在寫論文過程中所遇到的困難及應該怎樣解決的一些問題上面，都是呂老師不惜自己下班的時間通過電話幫我講