Protel 99 SE在過(guò)壓欠壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘要：基于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)軟件Protel 99 SE設(shè)計(jì)了過(guò)壓、欠壓保護(hù)電路；利用Protel 99 SE的“DC Sweep Analysis”、“Transi-ent／Fourier Analysis”兩種方式對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行了仿真測(cè)試，并依照仿真結(jié)果完善了設(shè)計(jì)；當(dāng)電氣設(shè)備的電源電壓波動(dòng)超出正常范圍時(shí)該電路能自動(dòng)切斷電源，待電源電壓恢復(fù)正常并經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)之后又能自動(dòng)接通電源，使電氣設(shè)備得到保護(hù)。
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(gè)安全范圍，電源電壓波動(dòng)超出這個(gè)范圍會(huì)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(dòng)的影響，利用EDA軟件Protel 99 SE設(shè)計(jì)了過(guò)壓、欠壓保護(hù)電路，當(dāng)電源電壓在185～245 V范圍時(shí)，它能夠向負(fù)載正常供電，當(dāng)電源電壓超出這個(gè)范圍時(shí)它能切斷電源，待電源電壓恢復(fù)正常并經(jīng)一定時(shí)間延時(shí)后又能夠自動(dòng)接通，使電氣設(shè)備得到保護(hù)。

1 電路設(shè)計(jì)
過(guò)壓欠壓保護(hù)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(duì)電源電壓進(jìn)行取樣；控制及開(kāi)關(guān)電路由555定時(shí)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(dāng)市電在185～245 V之間時(shí)，經(jīng)過(guò)變壓器TF1降壓后的交流電壓在10．1～13．4 V之間，與之對(duì)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(diǎn)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(fù)位狀態(tài)，3腳輸出低電平，三極管Q2、雙向可控硅T導(dǎo)通，負(fù)載獲得正常的市電。當(dāng)市電低于185 V時(shí)，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(fù)載與交流電源斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)。當(dāng)市電高于245 V時(shí)，由R1，R7等構(gòu)成的高電壓取樣電路使得電路A點(diǎn)電
壓大于0．6 V，三極管Q1及二極管D5導(dǎo)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(fù)載與交流電源斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)。當(dāng)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(shí)，電容器C7通過(guò)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(huì)復(fù)位，電源仍處于斷開(kāi)狀態(tài)，也就是說(shuō)負(fù)載一旦斷電，只能在6 min后才能向負(fù)載恢復(fù)正常供電，實(shí)現(xiàn)了對(duì)負(fù)載的延時(shí)通電保護(hù)。