Protel 99 SE在過壓欠壓保護電路設(shè)計中的應(yīng)用
摘要:基于電子設(shè)計自動化(EDA)軟件Protel 99 SE設(shè)計了過壓、欠壓保護電路;利用Protel 99 SE的“DC Sweep Analysis”、“Transi-ent/Fourier Analysis”兩種方式對所設(shè)計的電路進行了仿真測試,并依照仿真結(jié)果完善了設(shè)計;當電氣設(shè)備的電源電壓波動超出正常范圍時該電路能自動切斷電源,待電源電壓恢復正常并經(jīng)過一定的延時之后又能自動接通電源,使電氣設(shè)備得到保護。
關(guān)鍵詞:仿真分析;瞬態(tài)特性分析;直流掃描分析;Protel 99 SE
電氣設(shè)備的工作電壓都有一個安全范圍,電源電壓波動超出這個范圍會造成電氣設(shè)備工作不穩(wěn)定甚至損壞。為了使電氣設(shè)備的工作免受電源電壓波動的影響,利用EDA軟件Protel 99 SE設(shè)計了過壓、欠壓保護電路,當電源電壓在185~245 V范圍時,它能夠向負載正常供電,當電源電壓超出這個范圍時它能切斷電源,待電源電壓恢復正常并經(jīng)一定時間延時后又能夠自動接通,使電氣設(shè)備得到保護。
1 電路設(shè)計
過壓欠壓保護電路如圖1所示。變壓器TF1將220 V市電變?yōu)?2 V的交流電;二極管D1~D4、電容器C3,C4組成的整流濾波電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電;由R1,R7,R2,R8組成的串聯(lián)電路對電源電壓進行取樣;控制及開關(guān)電路由555定時器IC2、三極管Q2和雙向可控硅T組成;LM7808為IC2提供穩(wěn)定的8.2 V電源電壓。
1.1 電路工作原理
當市電在185~245 V之間時,經(jīng)過變壓器TF1降壓后的交流電壓在10.1~13.4 V之間,與之對應(yīng)的直流電壓Ui為13.5~18 V。由R2,R8,R9,D6構(gòu)成的低電壓取樣電路接到IC2的2腳,由R1,R7,R6,D5,Q1反相器構(gòu)成的高電壓取樣電路也接到IC2的2腳,圖1中A點電壓小于0.6 V,Q1,D5截止,2腳電壓大于Vcc/3,6腳的高電平使IC2處于復位狀態(tài),3腳輸出低電平,三極管Q2、雙向可控硅T導通,負載獲得正常的市電。當市電低于185 V時,由R2、R8等構(gòu)成的低電壓取樣電路使得IC2的2腳電壓低于Vcc/3,IC2被觸發(fā)處于置位狀態(tài),3腳輸出高電平,三極管Q2、雙向可控硅T截止,負載與交流電源斷開,實現(xiàn)欠壓保護。當市電高于245 V時,由R1,R7等構(gòu)成的高電壓取樣電路使得電路A點電
壓大于0.6 V,三極管Q1及二極管D5導通,IC2的2腳電壓低于Vcc/3,IC2被觸發(fā)處于置位狀態(tài),3腳輸出高電平,三極管Q2、雙向可控硅T截止,負載與交流電源斷開,實現(xiàn)過壓保護。當市電高于245 V(或低于185 V),IC2的2腳電壓小于Vcc/3被觸發(fā),3腳輸出高電平的同時,電容器C7通過電阻R4充電,約6 min之后才能使IC2的6腳電壓大于2Vcc/3,在這之前,即使市電突然回到185~245 V,2腳電壓大于Vcc/3,IC2也不會復位,電源仍處于斷開狀態(tài),也就是說負載一旦斷電,只能在6 min后才能向負載恢復正常供電,實現(xiàn)了對負載的延時通電保護。
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