电冰箱保护器的设计讲解
电冰箱保护电路设计
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引言在日常生活中，在日常生活中，由于外部环境的变化、各个用户的用电情况的改变而起电压较大的波动或电力系统的突然中断与连接，但是对于电冰箱它要求工作在比较稳定的情况下，长时间的过压、欠压，突然断电、上电都会对电冰箱的性能造成不同程度的损害影响它的使用寿命，情况严重一点甚至导致电冰箱烧坏。
还有我们在使用电冰箱是会发现电冰箱用久了，当去开冰箱是手会麻一下，如果这样的话你就要注意了，可能用久了某些元件老化，出现了漏电情况，存在安全隐患。
鉴于这一系列问题，我们就要为其设计一个保护器、报警器来进行保护我们的电冰箱、保证我们的安全。
本次我们探讨的课题就是与之相关的电冰箱保护器、报警器设计通过本课题的设计，培养学生掌握电子技术的科学实验规律，熟悉实验技术，测量技术等实验研究方法，学会运用 Protelse99、EWB、ptoteus 等软件进行辅助设计，使其具有独立实验研究的能力，以便在未来的工作中开拓创新。
在设计产品时，为了使电器设备工作性能更加稳定，设计电器设备时须增加对产品的安全与稳定等指标的重视的理念。
加深对电路理论知识的理解和掌握，更主要的是学习和掌握科学实验研究方法。
学会运用理论和实验两种研究方法，解决实际问题。
目引录言…… 2 ……......设计任务书...... 3 ......第一章方案论证...... 4 1.1 数电法设计方案 (4)1.2 单片机设计方案…… 4 1.3 数模结合法设计方案…… 5 ……第二章单元电路设计…… 52.1 电源电路设计…… 5 2.2 采样比较电路设计…… 6 2.2.1 芯片介绍……6 2.2.2 LM339 芯片的基本运用。
...... 7 2.2.3 设计电路...... 9 2.3 定时及开关电路设计...... 10 2.3.1 555 芯片介绍...... 10 2.3.2 用 555 定时器单稳态触发器...... 11 2.3.3 继电器介绍...... 12 2.4 漏电报警电路设计...... 13 2.4.1 电器设备漏电的种类及原因分析...... 13 2.4.2 漏报警电电路...... 14 ......第三章总电路及原理分析...... 14 3.1 电冰箱保护电路总电路及其说明...... 14 3.1.1 电冰箱保护电路工作原理...... 15 3.2 元器件的参数设定...... 15 3.3 电路仿真...... 16 3.3.1 仿真软件介绍...... 16 3.3.2 电路仿真 (16)第四章原理图的生成及 PCB 板的制作 (19)4.1 原理图的生成及其原理图...... 19 4.2 PCB 板的制作 (19)第五章元件的安装和电路的测试 (20)5.1 元件的安装...... 20 5.2 电路的测试和调试...... 20 5.2.1 测试注意 (20)5.1.2 测试结果...... 20 ......设计心得 (21)2 2......附录...... 22 元件清单...... 22 参考文献 (23)设计任务书一课程设计的目的和任务使学生通过动脑动手解决一两个实际问题，巩固和运用在《电子线路设计》课程中所学到的理论知识和实验技能；基本掌握用模拟电子电路一般设计方法；提高设计能力和动手能力。
电冰箱多功能保护器一-基础电子
电冰箱多功能保护器一-基础电子本例介绍的电冰箱多功能保护器，具有延时通电和过电压、欠电压保护功能，它在停电后又来电时，延时5s左右再接通电冰箱的电源，可防止压缩机起动时负载过重而损坏;当市电低于185V或高于240V时，该保护器能自动切断电冰箱的工作电源，避免了电冰箱在非正常的电压范围内工作而损坏。
电路工作原理该电冰箱多功能保护器电路由电源电路、延时控制电路、电压检测电路和控制执行电路组成，如图3-169所示。
电源电路由电源变压器T、整流二极管VDl-VD4、滤波电容器Cl、C2、三端稳压集成电路ICI、电阻器Rl和电源指示发光二极管VLl组成。
延时控制电路由时基集成电路IC2、电阻器R2和电容器C3、C4组成。
电压检测电路由电阻器R3-R5、稳压二极管VS、二极管VD5和电容器C4组成。
控制执行电路由晶体管VI、V2、电阻器R6、R7、电容器C5、二极管VD6、继电器K和工作指示发光二极管VL2组成。
在市电正常时，交流220V电压经T降压(降为交流lOV电压)、VDl-VD4整流、Cl滤波后，产生l2V左右的直流电压。
该电压分为4路:一路直搂加至V2的发射极，作为控制执行电路的工作电源;一路经稳压二极管VS稳压后加至IC2的5脚，作为过电压检测电压;一路经R3-R5串联分压后，为IC2的2脚提供欠电压检测电压;另一路经lCl稳压、C2滤波后，为IC2提供+5V(Vcc)工作电源。
在接通电源瞬间，由于C3、C4两端电压不能突变，IC2的2脚和6脚均为低电平，3脚输出高电平，Vl和V2饱和导通，K吸合，其常闭触头断开，电冰箱处于断电状态。
与此同时，+5V电压经R2对C3充电，使IC2的6脚、7脚电压不断上升，当两脚电压上升至2Vcc/3以上时，IC2内电路翻转，3脚曲高电平变为低电平，Vl截止，经VDl-VD4整流后的直流电压经V2的发射结(b、e极)和R7对C5充电，当C5充电至一定值时，V2截止，K释放，其常闭触义将电冰箱的工作电源接通。
毕业设计(论文)-电冰箱保护器的设计[管理资料]
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贵州民族大学毕业论文（设计）电冰箱保护器的设计系部：计算机与信息工程学院专业：电子信息科学与技术班级： 2008级学号：学生姓名：指导教师：2012 年 5 月27 日电冰箱保护器的设计杨胜林摘要：随着我国人们生活水平的提高，电冰箱已经逐渐成为我国广大居民家庭生活必备的一种家用电器。
然而，电冰箱的驱动电机在一定的电压范围内才能正常工作，供电电压过高或过低以及雷电袭击时很容易导致绕组线圈烧毁。
因此，电冰箱易损坏或寿命短是困扰人们的一个问题。
究其原因，供电电压波动、瞬时断电、雷电袭击是电冰箱损坏或寿命缩短的主要原因之一。
而对于绝大多数家用电冰箱来说，瞬时断电与电压波动几乎是不可避免的。
为此，可以利用变压器，再配以控制电路设计了一种自动选压、自动延时的电冰箱保护器，该多功能电冰箱保护器能够根据负载电流判断线路中的各种故障并及时进行保护，最大限度的降低对人们日常生活的影响，是一种经济实用的电冰箱保护器。
本设计是在分析了目前国内外电冰箱保护器的研究进展与现状的基础上，设计了一种集过压欠压、延时、雷电保护于一体的多功能电冰箱保护器。
文中首先探讨了冰箱保护器的价值和发展状况，并提出了设计的主要任务和内容。
然后分析了电网过、欠压、突然断电和雷电袭击时，压缩机受到的影响，并根据其工作原理，绘制电路原理图，进行元器件的选择与计算，设计相应的仿真。
最后进行分析总结，并写出该设计的参考文献。
关键词：电冰箱保护器；过压；欠压；雷电；保护特性Study on integration protector of refrigeratorYangshenglinAbstract:Along with our country people living standard enhancement, freezer has gradually become China's vast household life necessary for a household appliance. However, the driving motor of refrigerator in certain voltage range to work properly, the supply voltage is too high or too low and the lightning attacks easily lead to a winding coil burning. Therefore, the refrigerator is easy to be damaged or short life is that a question. Investigate its reason, power supply voltage fluctuations, instantaneous power, thunder and lightning damage or shorten the life of the refrigerator is one of the main reasons. But for the vast majority of household refrigerators, instantaneous power and voltage fluctuation is almost inevitable. Therefore, can make use of the transformer, coupled with the control circuit design of an automatic pressure selection, automatic delay protector for a refrigerator, the multifunctional protector for refrigerator according to the load current and judgment of line in various fault and timely protection, reducing the maximum effect on people's daily life, is a kind of economical and practical protector for refrigerator.This design is in the analysis of the current domestic and foreign protector of the refrigerator and the research progress on the basis of the status quo, to design a set of over-voltage under-voltage, delay, lightning protection in one multi-functional protector for refrigerator. This paper first discusses the refrigerator protector value and development status, and put forward the design of the main tasks and contents. Then it analyzes the network, undervoltage, a sudden power failure and lightning attacks, compressor affected, and according to its working principle, drawing the circuit diagram, components selection and calculation, design the corresponding simulation. Finally, analyzed and summarized, and write the design reference.Key words:protector of the refrigerator; overvoltage; undervoltage; lightning protection characteristic.目录第1章绪论 (1)研究目的和意义： (1)国内外电冰箱的发展状况 (2)本课题的主要任务和研究内容 (3) (3) (4)第2章电冰箱的组成及工作原理 (5)电冰箱的结构组成 (5)电冰箱工作原理： (6)电冰箱保护电路设计原理 (6)第3章电冰箱的运行条件分析 (7)欠压、过压运行状态分析 (8)突然断电又即通电运行状态分析 (9)强电流运行状态分析 (9)第4章电冰箱欠压、过压、延时保护器的设计 (10)电路设计思路 (10)电路组成框图 (10)工作电路原理 (11)参数的选择计算 (12)电路仿真及调试 (12)各类元器件的认识 (15)第5章电冰箱雷电保护器设计 (18)雷电的认知 (18)防雷器的设计 (19)交流电源口防雷设计 (20)防雷器元件的认识 (21)第6章展望 (25)第7章总结 (25)致谢 (26)参考文献 (26)第1章绪论研究目的和意义：家用电器保护器是发电、供电、用电系统的重要器件。
电冰箱保护电路的设计
数字电子技术基础课程设计报告设计题目：电冰箱保护电路的设计姓名：刘赢/ 黄光超学号：3152052052439/3152052052431班级：电信15-4班指导教师：刘亚荣桂林理工大学信息科学与工程学院2016 年12 月电冰箱保护器一、设计任务与要求：(1)设计电冰箱保护器，具有过、欠压保护，上电延时等功能。
(2)电压在180-250V 范围内，正常供电时绿灯亮。
(3) 过压保护：当电压高于250V 时，自动切断电源，红灯亮。
(4) 欠压保护：当电压低于180V 时，自动切断电源，红灯亮。
(5)延时保护：在上电、欠压、过压保护切断电源时，延时3-5分钟才可接通电源。
二、方案设计与论证原理框图如图1所示。
1图1 原理框图方框图说明：输入220伏交流市电，经过变压器的降压后输入进整流滤波电路中，经过整流滤波后的交流电变为脉动的直流电，然后该直流电输入进检测电路，通过与窗口比较器的参考电压进行比较后由控制执行电路判别是否切断电路。
三、单元电路设计与参数计算1、电源电路根据对工作原理的分析,可以确定电路设计如图2所示。
图2电源电路电源电路原理：市电在经过变压器的降压后依次进行整流滤波，输出直流电，然后输入到下一级的比较器中。
整流滤波电路各阶段具体波形如图3所示。
图3 整流滤波电路各阶段的波形图2、电压检测电路根据对电路原理的分析可以确定检测电路的设计如图4所示。
V11V13图4电压检测电路电压检测电路原理：220伏的市电经过降压、整流、滤波后输入窗口比较器，当输入电压高于U RH 时，U 1输出低电平，U 2输出高电平;当输入电压低于U RL 时，U 2输出高电平，U 1输出低电平;当输入电压介于U RH 和U RL 之间时,U 1和U 2均输出高电平。
变压器原边与副边线圈匝数比为50。
1.临界状态当市电电压为250V 时，经过降压整流滤波后的输出电压值U 01=250/25×1.4=7 V2.临界状态当市电电压为190V时，经过降压整流滤波后的输出电压值U01=190/50×1.4=5.32V。
电冰箱保护电路的设计说明
电冰箱保护电路的设计说明
电冰箱保护电路的设计是为了保护冰箱运行过程中的电器元器件，确保冰箱的长期稳定运行和安全。
电冰箱保护电路的设计涉及到多个方面，包括过载保护、短路保护、过温保护等。
过载保护：通过在电冰箱控制线路中引入电流感应器，可以实现过载保护功能。
当电冰箱负载电流超过额定值时，感应器将发出信号，使电器元器件得到及时保护并停止运行。
短路保护：在电冰箱电路中引入短路保护电路，当出现短路时，电路将自动切断电源，避免电组件过热或损坏。
过温保护：由于电冰箱中涉及到制冷剂等高温流体，因此需要设计过温保护电路，使得当冰箱温度超过极限值时，及时切断电源，保护电器元器件。
总的来说，电冰箱保护电路的设计需要满足以下条件：可靠性高、实用性强、适应性广泛、易于维修和维护等。
同时，设计还应遵循安全、节能、环保等原则。
模电课程设计——电冰箱保护器的设计
模电课程设计——电冰箱保护器的设计电冰箱的日常使用，对它的电路系统会产生一定的热量，如果未及时排出，过热的电路系统会造成电路系统的发烧，从而缩短冰箱的使用寿命。
为了达到更好的保护效果，本次课程设计的主题为“电冰箱保护器”，但自动控制冰箱电路系统温度，让电冰箱长寿。
本次课程设计任务由一个应用套件完成，其中包括一个可调正交变模块(OCM)、一个温度控制模块(TMC)和一个可扩展的脉宽调制控制模块(EPMC)组成。
以可调正交变模块为例，它具有电压补偿功能。
通过电容器，它可以把220V AC电流调节到12V DC输出，从而满足冰箱的功耗要求。
此外，它的输出功率可以假定在25W附近，方便未来性能优化。
温度控制模块由三个主要外设组成，它们分别是调节管，数字电阻和电流控制阀。
调节管是一种可调整温度和电流控制的智能设备，它能够检测到冰箱电路系统内的温度变化，并且根据冰箱的需求进行调节控制。
数字电阻则是一种能够提供精确温度读数的传感器，它能够检测冰箱电路系统的温度，以保护其安全运行。
最后，电流控制阀是一种可控制冰箱电路系统的输出电流的装置，它可以根据冰箱电路系统的温度变化来调节控制冰箱电路系统的电流输出，以防止其发烧。
最后，为了增强电冰箱保护器的功能与可靠性，本次课程设计还包括一个可扩展脉宽调制控制模块，它可以将温度控制模块、正交变模块以及外接运行设备合并，形成一个可编程的电冰箱保护器，它具有实时的工作模式，可以根据不同的环境要求，自动控制冰箱电路系统的温度，从而保证安全的运行。
总的来说，本次课程设计的主题为“电冰箱保护器”，工作原理如下：用调节管检测冰箱电路系统内温度变化，通过电流控制阀调节温度，同时使用可调正交变模块调节输出电流，以及用数字电阻来精确读取温度，最终通过可扩展的脉宽调制器完成自动控制的任务，从而实现保护冰箱电路系统的功能。
冰箱保护电路的设计
1 引言电冰箱作为应用较为广泛的家用电器，由于其受多种不确定因素的影响，将会发生很多故障。
电源电压过高或过低都会影响电冰箱的正常运行。
电源电压过高时，电冰箱压缩机的运行电流增大，压缩机温升过高，会影响寿命，甚至烧毁电机；电源电压过低时，电机启动力矩减小，电机启动不起来，这时，电机通过持续的大电流而被烧毁。
另外，目前使用的压缩机电动机普遍采用分相启动的单相异步交流电动机，这种电机的启动力矩小，若电冰箱在运行时，遇到瞬时断电，使压缩机停机后又立即送电，此时因电冰箱制冷循环系统的高、低压两侧的压力差很大，电机的负载力矩很大，电机不能启动，发生所谓的闷车现象而烧毁电机。
一般电机在停运3—5分钟后，制冷循环系统的高低压两侧压力才平衡，这时就可以重新启动了。
保护器就是针对上述情况而设计的，它主要是由集成电路为主要元件而构成的高可靠性保护器，它具有电源电压显示、过压保护、欠压保护、延时供电和漏电显示等功能，对那些居住在电网电压不稳、经常停电的区域的家庭使用的电冰箱，具有很好的保护作用。
并且部分电路已用Multisim2001软件仿真，验证了电路的正确性。
论文共分为五章，第一章即为前言部分，介绍了设计冰箱保护电路的目的和意义；第二章为论文的关键，主要介绍了电冰箱保护电路设计方案的选择。
实现冰箱保护器的原理有很多，但要选择一个最佳方案来设计；第三章即为核心部分，主要介绍了电源电压显示电路、过压欠压保护电路、延时供电电路和漏电显示电路的设计原理和参数的确定；第四章为仿真部分，仿真了电源电压显示电路和过压欠压保护电路，电源电压显示电路中仿真了压控振荡电路、时基电路和计数电路，过压欠压保护电路中仿真了超压电路及欠压电路，通过仿真与实际相符，验证了电路的正确性；第五章为结论。
2 电冰箱保护电路方案的选择经过查阅有关资料有以下几种实现冰箱保护器的方案：方案一：图2.1 方案一原理框图该电路的工作原理是：220V交流电由电源变压器降压后，经整流二极管D1～D4桥式整流和电容滤波及稳压后为整个电路提供12V直流电压，由电阻、电位器、与非们等组成过、欠压检测控制电路，延时保护电路由与非门元件组成。
电子技术课程设计-电冰箱保护器电路2003
当控制端5脚接ECC时：UR1= 1/2ECC UR2= ECC
VD
D
RD
U U TH TH UCO
6 5 UR2
8 R=5k + C2 ﹣ + C1 ﹣
4
Uo2
R
1
≥1
≥1
Q Q ≥1 1
R UR1
UTR
2
US O1 U So1
1
3
UO
R
T
7
(7-6)
1
D
工作原理
UTH< (2VDD/3) ,UTR< (VDD/3)时 R=0,S=1 Q=1,T截止，UO=1 UTH (2VDD/3) ,UTR (VDD/3)时 R=1,S=0 UTH <(2VDD/3) ,UTR (VDD/3)时 R=0,S=0 8 R=5k + C ﹣ 2 + C1 ﹣ Uo2 Q=0,T导通，UO=0 Qn+1=Qn, UO保持不变
LM339管脚图
万用电路板
走线要求：尽量横平竖直
模拟电子技术课程设计——
电冰箱保护电路 一、 设计任务要求
设计一个冰箱过压、欠压、延时供电电路， 可以通过电位器模拟调节过压和欠压，并使用 发光二极管指示过压、欠压报警状态，使用发 光二极管模拟指示冰箱通电工作状态。冰箱上 电时有延时通电要求，保护后恢复供电也要延 时送电，延时时间是10秒左右。
过压欠压设定电路
< (2VDD/3) < (VDD/3)
(2VDD/3) (VDD/3)
< (2VDD/3) (VDD/3)
1
1
0
电冰箱保护器电路设计
电冰箱保护器电路设计Ap0705122 吕礼锋一：设计原因及要求原因：电冰箱对电压的波动范围有一定的要求，但市电有时会不稳定，低于或者高于电冰箱的允许波动电压范围。
有时市电会突然断电又来电，这样易使电冰箱的压缩机损坏，因此接入电冰箱的保护电路是非常有必要的。
要求：用LM339和NE555设计一个电冰箱保护器。
（1）当市电过压(V802≥)或欠压(V801≤)时能自动切断冰箱交流供电电源（2）复电延时功能：从停电到来电时能延时3—5分钟再接通冰箱的交流电源。
二：电路设计1.电路原理本电路主要用LM339的两个比较器与电位器组成过电压、欠电压检测电路；VT1构成电子开关，当电压在180V~280V范围内时，指示灯D1会发亮，否则会熄灭。
NE555组成延时电路。
其工作原理：接通电源后，市电220v在变压器，整流桥，还有稳压器后，稳定在直流12V。
根据变压器的变压系数，调整电位器RP2与RP3，使市电电压保持在正常范围内，指示灯LED保持发亮。
因为C1两端初始电压为0V，555 时基电路的阈值端6 脚为高电平，555 时基电路复位，三极管VT2 截止，继电器K1的常闭触点保持吸合，电冰箱电源被切断。
然后电源向C1 充电，使2、6 两脚电位不断下降，约经过5min，可使电位降至12V电压的1/3，555 时基电路才置位，3 脚输出高电平，VT2 导通，继电器K1通电吸合，其常闭合触点K-1断开，电冰箱通电工作。
当交流电网意外断电时，C1 储存电荷通过R2、D5 迅速泄放，当电网恢复供电时，电路又要延迟5min 左右才向电冰箱供电，从而确保电冰箱压缩机不受损坏。
当市电电压升高到280V以上，上比较器输出低电平；市电电压下降到180V以下，下比较器输出低电平只要两者之一输出低电平，VT1截止，LED 熄灭。
此时6 脚为高电平，555 时基电路复复位，输出端3 脚为低电平，电冰箱电源被切断，从而使电冰箱在电压过高或过低的情况下自动停止工作，保证了电冰箱能安全工作于规定的电源范围内。
电冰箱保护器课程设计
-讨论电冰箱保护器在节能减排方面的贡献，提升学生的环保意识；
-分析电冰箱保护器如何帮助减少能源浪费，促进可持续发展。
4.3电路故障分析与排查
-指导学生识别常见的电冰箱电路故障，并学习相应的排查方法；
-通过案例分析，训练学生的问题解决能力和逻辑思维能力。
4.4创新设计与展示
电冰箱保护器课程设计
一、教学内容
《电冰箱保护器课程设计》
本节课内容基于八年级物理教材中“家用电器的原理与使用”章节，具体包含以下要点：
1.电冰箱的工作原理与构造；
2.电冰箱保护器的作用及种类；
3.电冰箱保护器的电路原理与设计；
4.电冰箱保护器的实际操作与测试；
5.电冰箱保护器在家庭用电安全中的应用。
3.2电冰箱保护器的未来发展
-讲解电冰箱保护器在智能家居中的应用前景；
-鼓励学生关注家用电器保护技术的发展动态。
3.3实践活动设计
-安排学生进行电冰箱保护器的拆装和组装练习，加深对电路结构的理解；
-组织学生进行保护器性能测试，比较不同设计方案的优缺点。
3.4知识拓展
-介绍其他家用电器保护器的原理和设计，如空调、洗衣机等；
-拓宽学生对电器安全保护领域的认知视野。
3.5课程评价与反馈
-设计评价表格，让学生自我评价在课程中的学习表现；
-收集学生反馈意见，为改进教学方法提供参考。
4、教学内容
《电冰箱保护器课程设计》
4.1家庭用电安全意识教育
-强化学生对于家庭用电安全的认识，强调电冰箱保护器在预防电器事故中的作用；
-教育学生遵守用电规范，避免潜在的电器安全隐患。
2.5课程总结与反思
-通过小组讨论，总结电冰箱保护器的设计原理和实际应用；
电冰箱保护器课设报告
摘要：该课程设计要求设计一个电冰箱多功能保护器，具有延时通电和过电压、欠电压保护功能。
它在停电后又来电时，延时5秒再接通电冰箱的电源，可防止压缩机启动时负载过重而损坏；当市电低于185V 或高于240V 时，该保护器能自动切断电冰箱的工作电源，避免了电冰箱在非正常的电压范围内工作而损坏。
关键词：保护器；电冰箱；电压比较器一、概述本课题涉及了模拟电子线路和数字电路两个方面的知识。
在现在的生产和生活中，都有使用类似功能的装置。
它的主要作用是保护如压缩机一类在电器中比较关键的部位，由于在实际的生活中，电压过低或者过高是有可能的，以及突然停电和来电的情况都可能损坏一些器件，所以从80年代开始中国的很多家电中都加入了这类保护装置来避免用电器因在非正常工作电压下工作而损坏。
这次课程设计的目的是更加深刻的掌握电路和数电多方面的知识，并将这些知识融合起来。
学会系统的联合方法。
本课题要求使用的是一个220V ，50HZ 的交流电源，设计要求如下：1. 当市电低于185V 或高于240V 时，该保护器能自动切断电冰箱的工作电源；2．停电后又来电时，延时5秒再接通电冰箱的电源；二、工作原理说明该装置由一个电源电路，延时电路，一个电压检测电路以及控制电路几个部分组成。
（原理框图如图1所示）其中直流稳压源将市电转换成直流，通过电压比较装置和控制执行电路让电源在非正常工作电压以外的时候断开并显示出是过压还是欠压。
在停电又来电的时候，通过一个延时电路让电源延时五秒再接通。
图1电冰箱多功能保护器原理框图三、电路设计（一） 连续可调电源1.稳压器的选择：三端固定输出稳压器，因内部有过热，过流保护电路，因此它的性能优良，可靠性高。
又因这种稳压器具有体积小，使用方便，价格低廉等优点，所以我在下面的两个电路中都采用了三端固定输出稳压器。
在连续可调该电路中我选择了LM317H ，该稳压器的输出电压为1.2～37V 输出电流为0.5A 。
电冰箱保护器课程设计
电冰箱保护器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解电冰箱的基本工作原理和电路组成；2. 学生掌握电流过载对电器的危害，了解保护器的作用及种类；3. 学生能够解释电冰箱保护器的工作原理及其在电路中的作用。
技能目标：1. 学生能够正确使用万用表等工具进行电路测试；2. 学生通过小组合作，设计并制作一个简单的电冰箱保护器电路；3. 学生能够运用所学知识，分析并解决电冰箱保护器在实际应用中出现的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电器安全意识和电器保护重要性的认识；2. 培养学生团队合作意识，学会倾听他人意见，尊重他人观点；3. 提高学生对物理学科的兴趣，激发他们探索科学的热情。
课程性质：本课程为实践性较强的物理学科课程，结合电冰箱保护器的实际应用，让学生在实践中掌握电器保护知识。
学生特点：学生处于八年级，对物理知识有一定的了解，具备基本的电路知识，但动手能力和实际问题解决能力有待提高。
教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养学生的动手能力和创新思维。
在教学过程中，关注学生的学习反馈，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活，提高他们的电器安全意识。
二、教学内容1. 电冰箱工作原理回顾：引导学生复习电冰箱的基本工作原理，重点理解压缩机和冷凝器的作用，以及制冷剂的循环过程。
相关教材章节：第四章“制冷技术”第二节“电冰箱的工作原理”。
2. 电流过载的危害：讲解电流过载对电器的损害，以电冰箱为例，阐述保护器的重要性。
相关教材章节：第三章“家庭电路”第四节“电流过载及其保护”。
3. 保护器的种类与原理：介绍常见保护器的种类、工作原理及应用场景，重点讲解电冰箱保护器的构造与功能。
相关教材章节：第三章“家庭电路”第五节“保护器及其应用”。
4. 制作电冰箱保护器电路：指导学生使用万用表、电阻、电容等元件，设计并制作一个简单的电冰箱保护器电路。
冰箱保护器课程设计
冰箱保护器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解冰箱保护器的基本工作原理，掌握其主要部件的功能。
2. 学生能描述冰箱保护器在家庭电路中的作用，了解其在节能减排中的重要性。
3. 学生掌握冰箱保护器的安装和使用方法，了解相关安全知识。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，正确连接冰箱保护器电路，进行简单的故障排查。
2. 学生通过实际操作，提高动手能力，培养解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对家电知识的兴趣，认识到科技与生活的紧密联系。
2. 学生在团队合作中，学会相互尊重、沟通协作，增强团队意识。
3. 学生通过学习冰箱保护器的作用，提高节能环保意识，树立正确的消费观。
课程性质：本课程属于电学基础知识的应用课程，注重实践操作和动手能力的培养。
学生特点：初中生，对家电知识有一定了解，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，以实践操作为主，引导学生主动探究，培养解决问题的能力。
在教学过程中，注重知识的实际应用，提高学生的节能环保意识。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 引入新课：通过讲解冰箱的工作原理，引出冰箱保护器的作用及其在家电保护中的重要性。
相关教材章节：第一章 电冰箱基础知识2. 理论知识：a) 冰箱保护器的工作原理及其分类b) 冰箱保护器的主要部件及其功能c) 冰箱保护器在家庭电路中的应用相关教材章节：第二章 家电保护器原理与分类；第三章 冰箱保护器结构与功能3. 实践操作：a) 冰箱保护器的安装与接线方法b) 冰箱保护器电路的搭建与测试c) 冰箱保护器故障排查与处理方法相关教材章节：第四章 家电保护器安装与使用；第五章 故障排查与处理4. 节能减排与环保意识：a) 冰箱保护器在节能减排中的作用b) 生活中的节能环保措施相关教材章节：第六章 节能减排与环保教学进度安排：第1课时：引入新课，讲解冰箱工作原理及保护器作用第2课时：理论知识学习，了解冰箱保护器原理、分类、结构与功能第3课时：实践操作，学习冰箱保护器的安装、接线、搭建与测试第4课时：实践操作，进行冰箱保护器故障排查与处理方法的学习第5课时：节能减排与环保意识培养，了解冰箱保护器在节能环保中的作用，探讨生活中的节能措施教学内容遵循科学性和系统性原则，注重理论与实践相结合，提高学生的实践操作能力和节能环保意识。
电冰箱保护电路原理图
电冰箱保护器的设计李典文（AP0305241）一、概述电冰箱对电源的波动范围有一定的要求，而供电电源，其波动幅度有时会超出电冰箱的允许波动范围。
当电冰箱压缩机在运转时，如遇电网意外断电又迅速恢复供电，会使压缩机承受压力过高而受损。
为了保证电冰箱能安全工作于规定的电源范围内，并且防止压缩机受损，在其的供电电源端接入保护电路是非常必要的。
本电路主要应用LM339、NE555、继电器等元器件进行设计的。
二、电路设计1.电路原理本设计的电路图如下页所示，其中LM339的两个比较器和RP2、RP3等组成过电压、欠电压检测电路；VT1构成电子开关，其中LED为电压指示灯，当电压在市电正常范围内（180V～280V），该灯发亮，否则会熄灭；NE555时基电路组成延迟记忆电路。
组成框图如下。
V上限UiV下限电路的组成框图其工作原理如下：接通电源后，220V交流电经变压器的降压、整流桥的整流、稳压器7812的稳压后，在RP2和RP3两端可获得约12V直流工作电压。
根据变压器的变压系数，调整电位器RP2和RP3，使市电电压在正常范围内，上、下比较器都输出高电平，此时VT1导通，电压指示灯LED 保持发亮。
因为C1两端初始电压为0，555时基电路的阈值端6脚为高电平，555时基电路复位，三极管VT2截止，继电器K1的常闭触点保持吸合，电冰箱电源被切断。
然后电源向C1充电，使2、6两脚电位不断下降，约经过5min，可使电位降至12V电压的1/3，555时基电路才置位，3脚输出高电平，VT2导通，继电器K1通电吸合，其常闭合触点K-1断开，电冰箱通电工作。
当交流电网意外断电时，C1储存电荷通过R2、D5迅速泄放，当电网恢复供电时，电路又要延迟5min左右才向电冰箱供电，从而确保电冰箱压缩机不受损坏。
当市电电压升高到280V以上，上比较器输出低电平；市电电压下降到180V以下，下比较器输出低电平。
只要两者之一输出低电平，VT1截止，LED熄灭。
电冰箱保护器设计
一、电冰箱保护器系统设计1.1设计要求本次设计任务基本要求设计制作一个电冰箱保护器，此保护器具有过、欠压切断，上电延迟等功能，具体如下所示。
1.设计并制作电冰箱保护器，具有过、欠压保护，上电延时等功能。
2.电压在180～250V范围内，正常供电时绿灯亮。
正常供电范围可根据需要进行调整。
3.欠压保护：当电压低于设定允许最低电压时，自动切断电源，且红指示。
4.过压保护：当电压高于设定允许最高电压时，自动切断叫源，且红灯指示。
5.延迟保护：在上电、欠压过压保护切断电源、瞬间断电时，延迟3～5min 才允许接通电源。
欠压、过压保护后接通电源应同时满足已延迟3～5min且电压已恢复正常才允许接通电源。
1.2总体设计方案1.2.1设计思路题目要求设计一个电冰箱保护器。
电冰箱对电源的波动范围有一定要求，而供电源其波动幅度常常超出电冰箱的允许波动范围。
为了保证电冰箱能安全工作于规定的电源范围，在其的供电源端接入保护电路非常必要。
设计中我们可以利用内部具有四个比较器的集成块LM324来进行电压比较，使电冰箱在规定的电源范围内工作，超出此范围时不工作，此过程可利用继电器的自动跳变功能来实现；延时保护可以利用定时器NE555组成单稳态触发器时电容的充放电来实现。
1.2.2总体框图图1-1 总体框图二、电冰箱保护器单元电路的设计a)直流稳压电源设计2.1.1整流电路采用直流稳压电源设计思路（1）电网供电电压为交流220V（有效值），50Hz，要获得低压直流输出，首先须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要的交流电压。
（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向的直流电，但其幅值变化大。
（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑的，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。
（4）滤波后的直流电压再通过稳压电路，便可得到基本上不受外界影响的稳定的直流电压输出，供给负载。
2.1.2直流稳压电源的原理框图分析图2-1 直流稳压电源框图采用电源变压器将电网220V，50Hz交流电降压后送整流电路，整流桥选用的二极管需要考虑允许承受的电压和电流值。
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5安装调试
在制作前，首先根据设计方案用面包板进行连线，目的是为了检验设计的线
路是否正确，避免感光板做成实物后不断修改电路。
面包板连线完成后，确认连线以及各元件的正负没有错误后，就开始调试了。
调试的步骤如下：
先调试比较电路这一部分，在调试之前要把VT1的集电极与二极管D5相连的线
断开。然后接上12v的直流电压，通过调节电位器RP2、RP3，利用电压表可以确定
图3 NE555 引脚图
图4 NE555 内部功能框图
Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。
Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触
发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。
Pin 3 (输出) -当时间周期开始NE555的输出输出脚位，移至比电源
在其的供电电源端接入保护电路是非常必要的。
1.2电冰箱保护器使用到的主要元件
本次做的电冰箱保护器主要使用到的元件有：电压比较器
LM339、NE555、小型变压器、继电器及其一些元件构成。
2 电路设计
2.1电冰箱保护器的电路原理
本设计的电路原理如下图2所示，其中LM339的两个比较器和R2、
This time in the refrigerator protector is mainly used to the components are: voltage comparators LM339, NE555, small transformers, relays and some of its components.
R3等组成过电压、欠电压检测电路，其中L1A比较器用于过电压检测，
L1C比较器用于欠电压检测；VT1构成电子开关，其中LED为指示灯，
当电压在市电正常范围内，该灯发亮，否则会熄灭；NE555时基电路
组成延迟记忆电路。组成框图如下图1所示：
工作原理：
1.接通电源之后：220V经过降压、整流、稳压之后，可获得12直流稳 压，根据电位器的调节，使之电压在正常范围内，此时指示灯保持发 亮，由于电容两端开始为0V，555时基电路复位，VT2截止，继电器K1 吸合，电冰箱电源被切断，然后向C1充电，约经过5min，使555时基 电路置位，使继电器K1出点断开，电冰箱通电工作。
Key words: protection,comparison,time delay
1 概述
1.1 电冰箱保护器的必要性
电冰箱是一种常用的电器，目前已被广泛应用于家用、车间、
厂房等各个领域。但目前为止，电冰箱的使用寿命不高，使用过程中
可能出现这样或者那样的问题，导致出现上述情况的原因有很多。市
电电压的不稳定，过高、过低。电网的断电都会影响电冰箱的使用。
电冰箱对电源的波动范围有一定的要求，而供电电源，其波动幅度有
时会超过电冰箱的允许波动范围。当电冰箱压缩机在运转时，如遇到
电网意外断电又迅速恢复供电，会使压缩机承受压力过高而受损。为
了保证电冰箱能安全工作于规定的电源范围内，并且防止压缩机受损，
Va=5.4v③． u1=280v
u2=280/20=14v
u3=1.2*14=16.8v
Va=8.4v因此可得，比较器的上限电压为8.4v，下限电压为5.4v。调
节电位器RP2和RP3，使LM339的5引脚电压为8.4v，8引脚电压为5.4v，
使电压在180v≤u1≤280v范围内能正常工作。
电网由断电到恢复供电后，电冰箱要延迟一段时间才能正常恢复使用， 此延迟时间τ 由NE555的外围电路C1和R3决定：τ ≈1.1*R3*C1
比较器的上线电压和下限电压，并且要求上限电压高于下限电压。这时，如果线
路正确的话，通过调节RP1的值，可以使发光二级管D1发光或者熄灭，其中D1发光
不代表输入的电压在上限和下限之间的范围内，D1熄灭代表输入的电压在范围外。
如果该部分电路不正常工作的话，就要检查线路是否连接正确，确定连线正确后
再调试，如果仍有问题，则检查LM339的2引脚是否接上了上拉电阻，因为LM339的
2.当外网断电：C1储存电荷通过电位器R2、D5泄放，当电网恢复供电 时，电路又要延迟5min左右才向电冰箱供电，从而确保压缩机不受损 坏。
过压、欠压：当过压时，上比较器输出低电平；过低时，下比较器输 出低电平，只要两者之一输出低电平，VT1就截止，LED熄灭。使时基 电路复位，输出端为低电平，电冰箱电源切断，从而使其在过压、欠 压状态下制动，当电压恢复正常时，电路又要延迟5min左右正常工作。
电路要求延迟5分钟=300秒，设C1=220μ F，则R3的阻值计算如下： R3=300/(1.1*220*10^6) ≈1.2*10^6Ω
3 元器件介绍
3.1 元件NE555简介 NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接
脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、 省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当 普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各 种不同频率之脉波讯号。如下图3、4所示：
电冰箱保护器的设计
1.概述 2.电路设计 3.元器件介绍 4.电路板的仿真调试及结果分析 5.安装调试 6.小结 7.参考文献 8.附录
摘 要：
电冰箱对电源的波动范围有一定的要求，而供电电源，其波动幅度有 时会超过电冰箱的允许波动范围。当电冰箱压缩机在运转时，如遇到 电网意外断电又迅速恢复供电，会使压缩机承受压力过高而受损。为 了保证电冰箱能安全工作于规定的电源范围内，并且防止压缩机受损， 在其的供电电源端介入保护电路是非常必要的。
4电路的仿真调试及结果分析
4.1仿真的预期结果
①当输入电压由0跳到正常电压的范围内,此时,D1(绿色)发光,D2(绿色, 负载)仍不工作,大约经过5min的时间才开始工作(发光),D3(红色)则与 D2相反;
②当输入电压在范围外恢复到正常电压范围内时,工作情况与①
相同;
③当输入电压在正常范围内跳到电压范围外,D1,D2立即熄灭,D3
设变压器的变压系数为20:1，整流后的输出电压u3≈1.2*u2，
当u1分别为220、180、280v时，u2、u3、Va的计算如下：
①． u1=220v
Va=6.6v
u2=220/20=11v u3=1.2*11=13.2v
②． u1=180v u2=180/20=9v
u3=1.2*9=10.8v
3.过压、欠压：当过压时，上比较器输出低电平；过低时，下
比较器输出低电平，只要两者之一输出低电平，VT1就截止，LED熄灭。
使时基电路复位，输出端为低电平，电冰箱电源切断，从而使其在过
压、欠压状态下制动，当电压恢复正常时，电路又要延迟5min左右正
常工作。
2.2 电冰箱保护器参数的选择计算
▪ 4.3电路的调试
用Multisim软件对其进行仿真，结果如下：
通220v电压，上电延迟，如下图7所示：
图7
如下图所示输入220v电压正常工作，如下图8所示：
图8
当输入250v过压电压断电保护，如下图9所示：
图9
④如下图10，当输入180v低压断电保护中：
图10
从上图的仿真结果中看出该电冰箱保护器保护器作性能良好，在 过压、欠压的情况下能很好的保护电冰箱，从而使之在无人监控情况 下正常工作。与此同时实现了上电的延迟从而更好的保护了电冰箱。
本次做的电冰箱保护器主要使用到的元件有：电压比较器LM339、 NE555、小型变压器、继电器及其一些元件构成。
关键词：
保护；比较；延时
Protect For Refrigerator Design
Abstract：Refrigerator to supply the fluctuation range of certain requirements, while the power supply, its fluctuations sometimes exceeds the allowed range of refrigerator. When the refrigerator compressor in operation, such as encountered in Power Grid Accident power-off and restore power supply quickly, can make compressor under high pressure and impaired. In order to ensure the refrigerator can safety work in specified power range, and prevent compressor damage, in the power supply end interventional protective circuit is very necessary.
发光,说明负载停止工作;
④当输入电压在正常范围内突然停电,所有的发光二极管都熄灭.
4.2电路的仿真 由于该方案在Multisim软件中无法正常仿真，因此在Protel 99SE软件
中对其放真，仿真如下图6所示：
1）设置电源电压U1为50V，输出OUT1、OUT2值加的电压差几乎为0V； 2）设置电源电压U1为100V，输出OUT1、OUT2值加的电压差几乎为0V； 3）设置电源电压U1为170V，输出OUT1、OUT2值加的电压差几乎为0V； 4）设置电源电压U1为200V，输出OUT1、OUT2值加的电压差约为10V； 5）设置电源电压U1为220V，输出OUT1、OUT2值加的电压差约为10V； 6）设置电源电压U1为240V，输出OUT1、OUT2值加的电压差约为10V； 7）设置电源电压U1为280V，输出OUT1、OUT2值加的电压差几乎为0V； 8）设置电源电压U1为300V，输出OUT1、OUT2值加的电压差几乎为0V； 8）设置电源电压U1为350V，输出OUT1、OUT2值加的电压差几乎为0V；