停電報(bào)警器的設(shè)計(jì)方案比較研究

楊中華 吳疆 汪杰 吳名強(qiáng)

摘? 要：電路根據(jù)三級(jí)管和場效應(yīng)管特性對(duì)市電電壓變化做出反應(yīng)。當(dāng)市電220V正常供電時(shí)，報(bào)警器處于檢測狀態(tài)，當(dāng)市電220V停電時(shí)，通過電壓的分壓變化對(duì)三極管和場效應(yīng)管狀態(tài)的改變，使得嗡鳴器及后續(xù)電路與自帶的外接電源接通，報(bào)警器馬上發(fā)出響亮的報(bào)警聲，同時(shí)555定時(shí)器與由74HC161和七段數(shù)碼管組成的計(jì)時(shí)顯示電路開始工作，統(tǒng)計(jì)市電停電時(shí)間并將其顯示在數(shù)碼管上。通過外加的電源開關(guān)和清零按鈕可以將已經(jīng)計(jì)時(shí)的顯示器顯示數(shù)據(jù)清零，以便于開始下一次的計(jì)時(shí)。

關(guān)鍵詞：市電;設(shè)計(jì);計(jì)數(shù);報(bào)警器

一、前言

1.1 設(shè)計(jì)背景

在一些場合，必須保證不間斷的供電，或停電后必須通知操縱者，例如店鋪門窗，冷凍庫，防盜網(wǎng)，防盜線，展會(huì)展品，銀行等，在不法分子試圖切斷電源防止報(bào)警器工作時(shí)，停電報(bào)警器會(huì)事先工作，減少外人入侵造成損失，或者是發(fā)電廠，養(yǎng)殖場孵化室，育雛室等場地，能及時(shí)發(fā)覺停電，采取相應(yīng)措施，使停電造成的損失最低。

1.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)

本次設(shè)計(jì)目的是要設(shè)計(jì)一種能夠在市電斷開或者下降到一定閾值時(shí)發(fā)出嗡鳴報(bào)警，同時(shí)統(tǒng)計(jì)停電時(shí)長，能夠歸零計(jì)時(shí)器，中斷嗡鳴的裝置。

1.3 實(shí)施計(jì)劃

先通過網(wǎng)上查閱資料尋找突破口，之后結(jié)合自身電氣知識(shí)設(shè)計(jì)試，對(duì)比方案，選出更優(yōu)選擇并通過仿真軟件進(jìn)行仿真調(diào)試，最終完成設(shè)計(jì)。

1.4 必備條件

擁有電子技術(shù)知識(shí)，同時(shí)能夠使用proteus等仿真軟件。

二、總體方案設(shè)計(jì)

通過查閱大量相關(guān)技術(shù)資料，并結(jié)合自己的實(shí)際知識(shí)，我主要提出了兩種技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。下面我將首先對(duì)這三種方案的組成框圖和實(shí)現(xiàn)原理分別進(jìn)行說明，并分析比較它們的特點(diǎn)，然后闡述我最終選擇方案的原因。

（一）方案比較

1、方案一

方案一原理框圖如圖1所示。

如圖所示，市電220v經(jīng)由電容限流，橋式電路整流后，經(jīng)電容濾波進(jìn)入停電檢測電路，停電檢測電路由發(fā)光二極管和光敏三極管組成，當(dāng)市電供應(yīng)正常時(shí)，發(fā)光二級(jí)管正常工作，光敏三級(jí)管導(dǎo)通使得報(bào)警電路和計(jì)時(shí)電路輸入為低電平，報(bào)警器不工作。當(dāng)斷開市電時(shí)，發(fā)光二極管熄滅使光敏三極管截止，停電檢測電路輸出電壓升高使聲光報(bào)警器工作，計(jì)時(shí)器開示計(jì)算停電時(shí)長。

2、方案二

方案二原理框圖如圖2所示。

如圖所示，220v市電經(jīng)二極管進(jìn)行半波整流后，與電阻構(gòu)成分壓器，在檢測電路分得以較小電壓，直接控制晶體管與穩(wěn)壓管的工作狀態(tài)，一旦市電電壓過低或者斷電，報(bào)警器和計(jì)時(shí)器就開始工作。

（二）方案論證

兩種方案皆可行。

方案一由于采用電容為報(bào)警器供電，每次報(bào)警結(jié)束后都可由市電對(duì)電容充電使其維持在工作狀態(tài)，可使得電源部分只需供給計(jì)時(shí)器，降低了后續(xù)使用成本，同時(shí)也防止由于遺忘更換電池造成的報(bào)警器不工作。但是由于采用光敏元件控制報(bào)警電路，容易受外界環(huán)境干擾出現(xiàn)錯(cuò)誤報(bào)警。

方案二市電直接經(jīng)電阻分壓后進(jìn)入檢測電路，結(jié)構(gòu)更加簡單，但是其后續(xù)電路采用電池供電工作，易出現(xiàn)因疏忽導(dǎo)致電池電量耗盡，報(bào)警器在市電斷開的情況下不工作。

（三）方案選擇

經(jīng)對(duì)比，方案二結(jié)構(gòu)更加簡單，同時(shí)不會(huì)出現(xiàn)方案一的誤報(bào)情況出現(xiàn)，同時(shí)只需要更換大容量電池和低功耗嗡鳴器就可以改善因電量不足造成的報(bào)警器不工作的狀態(tài)。因此選擇方案二。

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