重要部件介绍 - LM358欠压和过流保护电路设计与实现

　　重要部件介绍

　　（1）变压器

　　变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器等。

　　（2）单相桥式整流电路

　　整流电路在工作时，电路中的四只二极管都是作为开关运用，根据电路图可知：当正半周时，二极管D1、D3导通（D2、D4截止），在负载电阻上得到正弦波的正半周；当负半周时，二极管D2、D4导通（D1、D3截止），在负载电阻上得到正弦波的负半周。

　　（3）LM7812

　　LM7812是指三段稳压集成电路IC芯片元器件，适用于各种电源稳压电路，输出稳定性好、使用方便、输出过流、过热自动保护

　　LM7812是指三段稳压集成电路IC芯片元器件，适用于各种电源稳压电路，输出稳定性好、使用方便、输出过流、过热自动保护。

　　（4）双限比较器

　　电路由两个LM258组成一个窗口比较器。当被比较的信号电压Uin位于门限电压之间时（UR1《Uin《UR2），输出为高电位（UO=UOH）。当Uin不在门限电位范围之间时，（Uin》UR2或Uin《UR1）输出为低电位（UO=UOL），窗口电压ΔU=UR2-UR1。它可用来判断输入信号电位是否位于指定门限电位之间。

　　LM358

　　LM358是双运算放大器。内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。

　　（5）继电器

　　继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控，遥测，通讯，自动控制，机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。继电器实质是一种传递信号的电器。

　　电子开关与继电器相比，不如继电器。因为继电器有以下好处：

　　1.与开关配合，实现了自动控制；

　　2.实现了控制回路与主回路的电气隔离；

　　3.触点电压电流都比较大。

　　调试

　　在初步的设计完电路后，使用仿真软件进行仿真，发现有很多问题，电路无法运行过去，因此我组进行分区域排除。

　　（1）首先对电源部分，使用示波器与电压表进行测试，并进行元件参数的改变，结果如下图所示：

　　（2）基准电压的调试，它主要是靠稳压二极管来稳定电压，不管输入电压为多少，其都为稳压二极管的电压值，开始时发现稳压二极管没有起到应有的作用，无法对电压进行稳定，经过电压表的测定后，发现其稳压值太低，因此查阅相关数据，选择了IN600B的稳压二极管，可以满足基准电压的幅值。

　　（3）调试到电磁继电器时，发现无论输入电压是多少，继电器都是处于闭合状态，无法使其工作，将开关吸合住，也就无法起到过\欠压切断电路的作用，经过小组讨论与数据测试后发现，原因是电磁继电器两端电压无法达到其工作电压，因此其始终不工作，在更换继电器型号后，此问题也被解决。

　　（4）发光二极管的发光问题，在改变输入电压值后，发现其发光不可控，准确的说是其发光不按照一开始设计的要求进行发光，在经过前面的问题处理后，就先进行了发光二级管两端电压的测试，发现根本无法达到工作电压，经过测试，发红光二极管的工作电压大概在1.6v左右，因此将与二极管串接的电阻值改小，使二极管两端电压达到工作电压，问题也就圆满解决。

　　仿真

　　（1）、欠电压状态为了模拟欠电压状态，我们人为的将输入电压改为150v，并且用电压表测量了欠压部分反相输入端电压Ui，得到如下图所示结果：

　　从图中可以看出，电压Ui=6.476V小于基准电压7.89V，报警电路LED2绿灯亮，表示此时电网欠电压。可见，此时的仿真结果与我们假设并改变的电网电压170V为欠电压相一致。

　　（2）过电压状态

　　人为的将输入电压改为300V，模拟过电压状态，用电压表测量过压部分的同相输入端电压Ui，得到如下图所示结果：

　　据图观察，此时Ui=13.504V大于基准电压11.158V，报警电路LED1红灯亮，表示此时电网过电压。可见，此时的仿真结果与我们假设并改变的电网电压250V为过电压相一致。

　　13 灯亮，表示此时电网欠电压。可见，此时的仿真结果与我们假设并改变的电网电压170V为欠电压相一致。（2）、过电压状态人为的将输入电压改为300V，模拟过电压状态，用电压表测量过压部分的同相输入端电压Ui，得到如下图所示结果：据图观察，此时Ui=13.504V大于基准电压11.158V，报警电路LED1红灯亮，表示此时电网过电压。可见，此时的仿真结果与我们假设并改变的电网电压250V为过电压相一致。

　　（3）、正常状态

　　人为的将输入电压改为220V，模拟用电设备正常工作，结果如下图：

　　从图中看出，灯泡正常发光，两个LED灯都不发光，表示此时电路正常工作可见，此时的仿真结果与我们假设并改变的电网电压220V为正常电压相一致。