日常生活中，我們會(huì)用到用到各種各樣的電氣設(shè)備。由于電網(wǎng)中大功率設(shè)備的存在使電網(wǎng)電壓會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，而電壓過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì)用戶產(chǎn)生影響，用電器可能無(wú)法正常工作甚至損壞。因此，我們提出了過(guò)欠壓提示電路，當(dāng)電壓異常時(shí)及時(shí)提示用戶，并斷開(kāi)電路，以達(dá)到用電器的目的。

　　電源模塊采用10 TO 1 的變壓器降壓，1A／50V橋式整流電路進(jìn)行整流，RC型濾波器進(jìn)行濾波。當(dāng)通以220V的交流電壓時(shí)，經(jīng)過(guò)變壓器降壓后，電壓測(cè)量值為21.978V；通過(guò)由4個(gè)相同型號(hào)的二極管組成的橋式整流電路后，得到14.725V直流電壓；再通過(guò)RC型濾波器的濾波、穩(wěn)壓功能，并通過(guò)電阻分壓，采集到電壓比較器變化端，最終得到9.692V的直流電壓。

　　過(guò)壓比較器同相輸入端與欠壓比較器反相輸入端端接電源部分采集到的電壓，過(guò)壓比較器的反相輸入端與欠壓比較器的同相輸入端則可以端接兩種電路，這個(gè)部分經(jīng)過(guò)查閱資料與討論，制定出兩套方案：

　　方案一：可以通過(guò)電源部分分別將250v與180v所對(duì)應(yīng)的電壓測(cè)試出來(lái)，分別為11.158v與7.89v。然后分別在過(guò)壓與欠壓比較器的相應(yīng)輸入端接入相同電壓值的直流電源。

　　方案二：從電源部分的輸入端接并聯(lián)個(gè)單相橋式整流電容濾波電路，對(duì)其輸出電壓進(jìn)行穩(wěn)壓，使其電壓值高于或等于250v所對(duì)應(yīng)的電壓，這個(gè)電壓值為基準(zhǔn)電壓，經(jīng)過(guò)測(cè)試后為11.77v，在過(guò)壓與欠壓比較器的相應(yīng)輸入端接入一個(gè)滑動(dòng)比較器，起調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓的作用，然后將基準(zhǔn)電壓與滑動(dòng)變阻器連接，這時(shí)便可以通過(guò)滑動(dòng)變阻器將基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)為兩個(gè)比較器的標(biāo)準(zhǔn)電壓。

　　通過(guò)分析比較，第二種方案較第一種方案更加節(jié)省成本，不需要更換直流電源，并且，還可以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其適用于不同的要求。因此我組決定采用第二種方案。如圖所示：

　　由于本設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)欠電壓報(bào)警、的作用，故可以選擇簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)的單門限電壓比較器來(lái)實(shí)現(xiàn)比較功能。單門限電壓比較器采用簡(jiǎn)單的運(yùn)放OPAMP，過(guò)壓比較器同相輸入端與欠壓比較器反相輸入端端接電源部分采集到的輸出電壓；另外兩個(gè)輸入端采取上述方法從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓經(jīng)變壓器、整流電路、濾波電路后與其基準(zhǔn)值相比較的目的。輸入從同相端進(jìn)，當(dāng)電網(wǎng)電壓比基準(zhǔn)電壓大時(shí)，比較器輸出電壓Vo向正向跳變；當(dāng)電網(wǎng)電壓比基準(zhǔn)電壓小時(shí)，比較器輸出電壓Vo向負(fù)向跳變。如圖所示：

　　變壓器是利用電磁的原理來(lái)改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵芯（磁芯）。主要功能有：電壓變換、電流變換、變換、隔離、穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。按用途可以分為：配電變壓器、電力變壓器、全密封變壓器、組合式變壓器、干式變壓器、油浸式變壓器、單相變壓器、電爐變壓器、整流變壓器等。

　　整流電路在工作時(shí)，電路中的四只二極管都是作為開(kāi)關(guān)運(yùn)用，根據(jù)電路圖可知：當(dāng)正半周時(shí)，二極管D1、D3導(dǎo)通（D2、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(shí)，二極管D2、D4導(dǎo)通（D1、D3截止），在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周。

　　LM7812是指三段穩(wěn)壓集成電路IC芯片元器件，適用于各種電源穩(wěn)壓電路，輸出穩(wěn)定性好、使用方便、輸出過(guò)流、過(guò)熱自動(dòng)

　　LM7812是指三段穩(wěn)壓集成電路IC芯片元器件，適用于各種電源穩(wěn)壓電路，輸出穩(wěn)定性好、使用方便、輸出過(guò)流、過(guò)熱自動(dòng)。

　　電路由兩個(gè)LM258組成一個(gè)窗口比較器。當(dāng)被比較的信號(hào)電壓Uin位于門限電壓之間時(shí)（UR1《Uin《UR2），輸出為高電位（UO=UOH）。當(dāng)Uin不在門限電位范圍之間時(shí)，（Uin》UR2或Uin《UR1）輸出為低電位（UO=UOL），窗口電壓U=UR2-UR1。它可用來(lái)判斷輸入信號(hào)電位是否位于指定門限電位之間。

　　LM358是雙運(yùn)算放大器。內(nèi)部包括有兩個(gè)的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無(wú)關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。

　　繼電器是具有隔離功能的自動(dòng)開(kāi)關(guān)元件，廣泛應(yīng)用于遙控，遙測(cè)，通訊，自動(dòng)控制，機(jī)電一體化及電力電子設(shè)備中，是最重要的控制元件之一。繼電器實(shí)質(zhì)是一種傳遞信號(hào)的電器。

　　在初步的設(shè)計(jì)完電路后，使用仿真軟件進(jìn)行仿真，發(fā)現(xiàn)有很多問(wèn)題，電路無(wú)法運(yùn)行過(guò)去，因此我組進(jìn)行分區(qū)域排除。

　?。?）基準(zhǔn)電壓的調(diào)試，它主要是靠穩(wěn)壓二極管來(lái)穩(wěn)定電壓，不管輸入電壓為多少，其都為穩(wěn)壓二極管的電壓值，開(kāi)始時(shí)發(fā)現(xiàn)穩(wěn)壓二極管沒(méi)有起到應(yīng)有的作用，無(wú)法對(duì)電壓進(jìn)行穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)電壓表的測(cè)定后，發(fā)現(xiàn)其穩(wěn)壓值太低，因此查閱相關(guān)數(shù)據(jù)，選擇了IN600B的穩(wěn)壓二極管，可以滿足基準(zhǔn)電壓的幅值。

　　（3）調(diào)試到電磁繼電器時(shí)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論輸入電壓是多少，繼電器都是處于閉合狀態(tài)，無(wú)法使其工作，將開(kāi)關(guān)吸合住，也就無(wú)法起到過(guò)\欠壓切斷電路的作用，經(jīng)過(guò)小組討論與數(shù)據(jù)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，原因是電磁繼電器兩端電壓無(wú)法達(dá)到其工作電壓，因此其始終不工作，在更換繼電器型號(hào)后，此問(wèn)題也被解決。

　?。?）發(fā)光二極管的發(fā)光問(wèn)題，在改變輸入電壓值后，發(fā)現(xiàn)其發(fā)光不可控，準(zhǔn)確的說(shuō)是其發(fā)光不按照一開(kāi)始設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行發(fā)光，在經(jīng)過(guò)前面的問(wèn)題處理后，就先進(jìn)行了發(fā)光二級(jí)管兩端電壓的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)根本無(wú)法達(dá)到工作電壓，經(jīng)過(guò)測(cè)試，發(fā)二極管的工作電壓大概在1.6v左右，因此將與二極管串接的電阻值改小，使二極管兩端電壓達(dá)到工作電壓，問(wèn)題也就解決。

　　仿線）、欠電壓狀態(tài)為了模擬欠電壓狀態(tài)，我們?nèi)藶榈膶⑤斎腚妷焊臑?50v，并且用電壓表測(cè)量了欠壓部分反相輸入端電壓Ui，得到如下圖所示結(jié)果：

　　從圖中可以看出，電壓Ui=6.476V小于基準(zhǔn)電壓7.89V，報(bào)警電路LED2綠燈亮，表示此時(shí)電網(wǎng)欠電壓?？梢?jiàn)，此時(shí)的仿真結(jié)果與我們假設(shè)并改變的電網(wǎng)電壓170V為欠電壓相一致。

　　人為的將輸入電壓改為300V，模擬過(guò)電壓狀態(tài)，用電壓表測(cè)量過(guò)壓部分的同相輸入端電壓Ui，得到如下圖所示結(jié)果：

　　據(jù)圖觀察，此時(shí)Ui=13.504V大于基準(zhǔn)電壓11.158V，報(bào)警電路LED1紅燈亮，表示此時(shí)電網(wǎng)過(guò)電壓?？梢?jiàn)，此時(shí)的仿真結(jié)果與我們假設(shè)并改變的電網(wǎng)電壓250V為過(guò)電壓相一致。

　　13 燈亮，表示此時(shí)電網(wǎng)欠電壓?？梢?jiàn)，此時(shí)的仿真結(jié)果與我們假設(shè)并改變的電網(wǎng)電壓170V為欠電壓相一致。（2）、過(guò)電壓狀態(tài)人為的將輸入電壓改為300V，模擬過(guò)電壓狀態(tài)，用電壓表測(cè)量過(guò)壓部分的同相輸入端電壓Ui，得到如下圖所示結(jié)果：據(jù)圖觀察，此時(shí)Ui=13.504V大于基準(zhǔn)電壓11.158V，報(bào)警電路LED1紅燈亮，表示此時(shí)電網(wǎng)過(guò)電壓。可見(jiàn)，此時(shí)的仿真結(jié)果與我們假設(shè)并改變的電網(wǎng)電壓250V為過(guò)電壓相一致。

　　從圖中看出，燈泡正常發(fā)光，兩個(gè)LED燈都不發(fā)光，表示此時(shí)電路正常工作可見(jiàn)，此時(shí)的仿真結(jié)果與我們假設(shè)并改變的電網(wǎng)電壓220V為正常電壓相一致。