1、 景德鎮陶瓷學院EDA課程訓練設計報告學 院 ： 景德鎮陶瓷學院 姓 名 ： 張 紫 鰲 班 級 ： 10電子一班 學 號 ： 201010330119 設計題目 ： 過流過壓保護直接電源 指導老師 ： 曹良足老師 2013年11月1日一、題目 ： 過流過壓保護直流電源二、任務 ：設計一直流電源，重點是過流保護。三、要求 ：電源輸出直流電壓15-17V，額定輸出電流300mA，設計保護電流300mA，即當電源輸出電流超過300mA時，保護電路動作，斷開電源與負載的連接。四、設計摘要及整個方框圖 設計摘要：過壓過流保護的方法主要是要這些措施：A、熔斷器保護，即通常用的保險絲，保險管，它是一種過流

2、保護器件，將它串聯在電源電路中，一旦當負載出現故障而使電源供電電流突然增大時，保險絲熔斷，截斷電源與負載的通路，達到保護電源和負載本身的目的。B、自恢復保險保護，實際就是一種熱敏電阻保護，它也是串接在電源電路中，是一種過流保護方法。C、以繼電器為主要器件的電子保護電路，繼電器主開關接在電源主電路中，讓控制電路控制繼電器線圈而控制及電氣主開關的通斷。D、以電源調整管為主要的電子保護電路，本項目所要介紹和實踐的電路就是一個這樣的保護電路，主要方法是讓一個控制電路控制電源調整管的通斷。E、這種電路反應快，動作值界限確定，具有自恢復功能，是一種較理想的電源保護電路，缺點是電路相對復雜，成本高。整個方框

3、圖：電容過濾二極管整流變壓器降壓調整三極管保護電路五、單元單路設計及原理分析整流濾波輸出電壓為16V左右，降壓變壓器次級電壓的選擇，因為整流濾波輸出電壓的最大值等于變壓器次級電壓的1.414倍，所以可考慮選擇變壓器次級電壓為12V，這樣，整流濾波輸出電壓的最大值等于17V。變壓器的功率選擇，因為電路輸出額定電流300mA，所以電路輸出額定功率為17V*300mA=5W，所以變壓器功率為67W就可以了。整流二極管的耐壓要求：高于17V。整流二極管的平均整流電流要求：大于300mA。這樣，整流二極管采用常用的整流二極管IN4001（耐壓而100V，電流1A）就足夠達到要求了。濾波電容的耐壓要求：高

4、于17V。濾波電容的容量要求：C（35）T/2/R,其中T為220V交流電周期為0.02秒，R為整流濾波電路負載電阻（可這樣確定最小輸出電壓閉上最大輸出電流15V/300mA=50），C（600uF1000uF），取C為1000uF/25V。保護電路 上圖所示為555定時器內部結構圖，“2”“6”接一起通過電阻接電源VCC，通過電容器接地GND，電路剛接上電源時，電容C4無充電電荷，“2”“6”為低電平，比較器C1輸出高電平，比較器C2輸出低電平，與非門G1輸出低電平，G2輸出高電平，泄流管T截止，因此調整管Q1無偏置電流而截止，這時電源通過R6對電容C4充電，“2”“6”電位升高，當電位升高

5、到（2/3）VCC時，比較器C1輸出低電平，與非門G1輸出高電平，泄流管T導通，調整管Q1導通。電源向負載供電。這就是電路其實工作過程，時間有電阻R6和電容C4決定。大約為R6*C4。 電路在正常工作條件下（無過流），檢測電阻R5上電壓較小，三極管Q2截止，555維持工作狀態不變，泄流管T導通，調整管Q1導通。電源向負載供電。 如果電路輸出電流過大，這個電流通過R5，在R5上產生較大的電壓，使Q2導通，電容C4通過Q2快速放電，使“2”“6”電位快速下降低于（1/3）VCC時，比較器C1輸出高電平，比較器C2輸出低電平，與非門G1輸出低電平，G2輸出高電平，泄流管T截止，因此調整管Q1無偏置電

6、流而截止，斷開電源與負載的連接，起到保護電路和負載的目的。電路保護后，輸出電流為0，Q2又截止，C4再次充電，當充電使得“2”“6”電位升高到（2/3）VCC時，比較器C1輸出低電平，與非門G1輸出高電平，泄流管T導通，調整管Q1導通，電源向負載供電。但只要故障沒有排除，電源又立即進入保護狀態。當電路出于保護狀態時，與非門G1輸出低電平，非門G3輸出高電平，發光二極管D1亮，表示電路處于保狀態。六、整個電路原理圖 圖1、過流過壓保護電路 正常工作時，Trl和Tr2均截止，555復位，555中的放電品體管導通，它從Tr3基極吸取電流，使Tr3處開飽和，電視污5-12V便直接送主負載。當負載吸取電

7、流超過規定值時，Rsc壓降增加，使Trl導通，555被觸發，于是內部放電晶體管截止，跟著Tr3也截止，將電源與負載隔離，這時555處于單穩狀夯，單穩時間一到，只要負載過流現象不排除，555又重新觸發，Tr3繼續將負載隔離。若負載出現過壓，別經R4. RS. D1后Tr2導通，也使555觸發，Tr3這時也將負載隔離。對于過流或過壓，555腳均將輸出高電位，仲LED發光，表示負載處于隔離狀態。由于Tr3或者處于飽和，或者處于截止，因止口只用一只功率晶體管便可工作。七、布線圖仔細研究電路原理圖，其重點是過流保護過程的分析與理解。當電路工作原理問題弄清以后，計算確定電路中各電阻的阻值。將其討論過程以及設計計算過程寫入報告中。若將保護電流改為500mA,請重新確定R5。仔細研究印刷電路板，在本印刷電路板上將要裝配的期間有：普通1/4W電阻器，瓷片電容器，整流二極管，發光二極管，三極管，集成塊555。輸入和輸出接口等等。 如圖2、布線圖八、體會 在這次的課程設計中不僅檢驗了我所學習的知識，也培養了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設計過程中，與同學分工設計，和同學們相互探討，相互學習，相互監督。學會了合作，學會了運籌帷幄，學會了寬容，學會了理解，也學會了做人與處