I
摘 要
电源作为电气、电子设备必不可少的能源供应部件,需求日益增加,而且对
电源的功能、稳定性等各项指标也提出了更高的要求。对电源的研究和开发已经
成为新技术、新设备开发的重要环节,在推动科技发展中起着重要作用。
该设计主要是对五段市电电压报警指示电路的研制。它主要是将市电电网电
压分成五段,并用五种不同颜色的发光二极管分别指示市电电压所处的各种状态。
对于过压和欠压两种情况,给出声音报警提示。
该报警指示电路的具体分压范围是:电压高于 250V、电压处于 230V 到 250V
之间、电压处于 210V 到 230V 之间、电压在 180V 到 210V 之间、电压低于 180V。
其中只有电压在 210V 到 230V 之间才属正常规范。否则将处于过、欠压状态。
关键词:市电;过压;欠压
II
Abstract
Since the power supply takes the essential energy-supply part of electrical and
electronic instruments, its demand increases day by day, and also been set a higher
request to function, stability and so on. The power supply research has already become
the important segment to the development of the new technology and the new
equipment. It’s playing the vital role in the impetus of science and technology
development.
The design is mainly researched of the circuit which is about the city of
instructions voltage warning on five. It will be mainly divided the city voltage
electricity grid into five, and used five different luminous diodes respectively
instruction the state of the city electricity voltage. For two states of over pressure and
owe, giving voice warning.
The specific pressure range of the instructed circuit which can report to the police
is that: the voltage higher than 250V and the voltage between in 230V to 250V, the
voltage between in 210V to 230V, the voltage between in 180V to 210V, voltage below
than 180V. Only the voltage between in 210V to 230V, the electricity equipment is in a
normal state. In other areas, the electricity equipment is in an over pressure or owe state.
Key words:the city electricity voltage;over pressure;owe pressure
III
前 言
随着人类的进步和社会的发展,人们的生活水平有了很大提高,各种电器成
为日常生活中不可缺少的一部分。但随着我国经济的发展和人民生活水平的日益
提高,城市人口和建设规模不断扩大,各种用电设备日益增多,广大地区的电网
又缺欠改造和扩容,用电环境变得越来越恶劣。用电环境经常出现过、欠压状态。
由于电网电压的非正常波动,在较高的电压下很有可能使电器设备受到损坏,
而在低压时电器设备不能正常工作。电网电压的不稳定,加之用电设备一般缺乏
完善的过、欠压保护措施,近而损坏了大量的电器设备。
本文主要是设计一个市电电压五段报警指示电路,来对各个范围的电压进行
指示报警,以便用户及时了解市电电压的过、欠压状况,对用电设备加以保护。
本装置主要是将市电电网电压分成电压高于 250V、电压处于 230V 到 250V 之间、
电压处于 210V 到 230V 之间、电压处于 180V 到 210V 之间、电压低于 180V 五段,
并用五种不同颜色的发光二极管分别指示市电电压所处的各种状态。对于过压和
欠压两种情况,给出声音报警提示。
由于毕业设计时间较短,该电路还有许多不尽如人意的地方。比如,如何选
用性价比更优越的电子元器件,如何制成成本更低、体积更小,更广泛使用的成
型产品等等。
鉴于个人能力有限,本设计尚存在很多缺点和不足,希望各位老师批评指正。
IV
目 录
第 1 章 题目的来源及背景...................................................................................1
1.1 城市电压过压的原因及危害 ....................................................................1
1.2 城市电压欠压的原因及危害 ....................................................................2
1.3 改善措施 ....................................................................................................2
第 2 章 总体设计思想及主要功能 .........................................................................4
第 3 章 各部分电路的组成及工作原理 .................................................................8
3.1 直流稳压电路的构成及功能 ....................................................................8
3.2 电压比较电路的构成及功能 ..................................................................15
3.3 逻辑控制电路的构成及功能 ..................................................................18
3.4 报警指示电路的构成及功能 ..................................................................21
第 4 章 电路的搭接与调试 ...................................................................................25
4.1 各部分电路的搭接与调试 ......................................................................25
4.2 电路板的设计与调试 ..............................................................................27
4.3 查询故障所采用方法介绍 ......................................................................28
4.4
4.4 主要应用元器件简介 ..............................................................................29
结 论 .......................................................................................................................30
参考文献 .................................................................................................................31
致 谢 .......................................................................................................................32
1
第1章 题目的来源及背景
由于全球工业越来越发达,人民的生活水平有了很大提高。各种电器成为日
常生活中不可缺少的一部分。由于电压不稳定,无过、欠压保护,近而损坏了大
量的电器设备
[1]
。
1.1 城市电压过压的原因及危害
随着我国电力工业的迅速发展,尤其是电网发电总功率的增加和城市供电网
络质量的改善,长期以来困扰不少用电部门的供电压偏低的状况已得到有效地改
善,但随之也带来了部分区域所出现的供电电压偏高的现象。而且,在电力供应
输送过程中,为了避免送电过程中的供电线路的损耗,会以较高的电压传送以确
保用电设备达到额定电压。因此用户实际的承受电压会高于用电设备的额定电压。
尤其是在用电负荷中存在动力设备时,电源变压器的输出电压往往高于额定值 10%
左右。由于供电系统供电高峰期用电量较大,造成末端用户电压较低,为保证用
电高峰动力系统能正常工作,变压器输出电压设计值要高于电器额定值。而城市
电压偏高将给用电设备的正常工作带来诸多不利影响,其主要表现形式有如下几
种:
(1)各种用电设备都是按照额定电压来设计制造的,这些设备在额定电压下
运行才能取得最佳效果,电压过大地偏离额定值,将对用电器产生不良影响。
(2)偏高的工作电压将直接影响用电设备的使用寿命。例如普通灯泡的工作
电压升高 5%,则它的寿命将缩短一半。反过来,若电压降低到额定值的 95%,则
平均寿命将延长一倍。偏高的城市电压对于质量较低的电子产品的寿命影响更为
严重。
(3)偏高的工作电压,将使用电设备的耗电明显升高。例如高压钠灯的工作
特性随电源电压的变化而改变,当工作电压上升至额定电压的 1.1 倍时,光通量
将升至额定值的 1.35 倍,其功耗将增至额定值的 1.3 倍。再如城市路灯在后半夜
需降低照度,由于电网负荷减少电网电压反而上升,造成了大量的电能浪费。
(4)偏高的工作电压对电动机、变压器类的用电设备的使用寿命及工作性能
带来诸多不良影响。对于电机类设备,由于其自身损耗几乎与其工作电压的平方
成正比,偏高的工作电压将使电机的损耗显著上升,电机发热严重,长时间工作