電氣設備的工作電壓都有一個安全范圍，電源電壓波動超出這個范圍會造成電氣設備工作不穩定甚至損壞。為了使電氣設備的工作免受電源電壓波動的影響，利用EDA軟件Protel 99 SE設計了過壓、欠壓保護電路，當電源電壓在185～245 V范圍時，它能夠向負載正常供電，當電源電壓超出這個范圍時它能切斷電源，待電源電壓恢復正常并經一定時間延時后又能夠自動接通，使電氣設備得到保護。

　　1 電路設計

　　過壓欠壓保護電路如圖1所示。變壓器TF1將220 V市電變為12 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換為直流電;由R1，R7，R2，R8組成的串聯電路對電源電壓進行取樣;控制及開關電路由555定時器IC2、三極管Q2和雙向可控硅T組成;LM7808為IC2提供穩定的8.2 V電源電壓。

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　　1.1 電路工作原理

　　當市電在185～245 V之間時，經過變壓器TF1降壓后的交流電壓在10.1～13.4 V之間，與之對應的直流電壓Ui為13.5～18 V。由R2，R8，R9，D6構成的低電壓取樣電路接到IC2的2腳，由R1，R7，R6，D5，Q1反相器構成的高電壓取樣電路也接到IC2的2腳，圖1中A點電壓小于0.6 V，Q1，D5截止，2腳電壓大于Vcc/3，6腳的高電平使IC2處于復位狀態，3腳輸出低電平，三極管Q2、雙向可控硅T導通，負載獲得正常的市電。當市電低于185 V時，由R2、R8等構成的低電壓取樣電路使得IC2的2腳電壓低于Vcc/3，IC2被觸發處于置位狀態，3腳輸出高電平，三極管Q2、雙向可控硅T截止，負載與交流電源斷開，實現欠壓保護。當市電高于245 V時，由R1，R7等構成的高電壓取樣電路使得電路A點電壓大于0.6 V，三極管Q1及二極管D5導通，IC2的2腳電壓低于Vcc/3，IC2被觸發處于置位狀態，3腳輸出高電平，三極管Q2、雙向可控硅T截止，負載與交流電源斷開，實現過壓保護。當市電高于245 V(或低于185 V)，IC2的2腳電壓小于Vcc/3被觸發，3腳輸出高電平的同時，電容器C7通過電阻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也不會復位，電源仍處于斷開狀態，也就是說負載一旦斷電，只能在6 min后才能向負載恢復正常供電，實現了對負載的延時通電保護。

　　1.2 過壓、欠壓保護電路設計

　　1.2.1 185 V市電欠壓取樣電路設計

　　市電為185 V的低電壓時，圖1所示電路中Ui=13.5 V，IC2的2腳電壓應為2.73 V;分別取R2，R9，R5為20 kΩ，2.7 kΩ，150 kΩ，計算可得R8應為3.15 kΩ。

　　1.2.2 245 V市電過壓取樣電路設計

　　市電為245 V的高電壓時，圖1所示電路中Ui=18.0 V，A點電壓應為0.7 V。取R1=15 kΩ，計算可得R7為0.6 kΩ。

　　1.2.3 延時電路設計

　　對延時電路的要求是，IC2時基電路由輸出高電平轉換到輸出低電平，即負載由斷電到正常得電至少要間隔6 min以上，因此電路參數必須滿足

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　　，現取T=6 min，C7=220 μF，計算可得R4=1.5 MΩ。

　　按以上計算設計可得圖1所示電路。