### 180 - 260V 過(guò)欠壓保護(hù)器電路設(shè)計(jì)邏輯

#### 一、設(shè)計(jì)目標(biāo)與適用場(chǎng)景
該保護(hù)器旨在應(yīng)對(duì)電壓波動(dòng)問(wèn)題，當(dāng)輸入電壓超出 180 - 260V 范圍時(shí)，自動(dòng)切斷電路以保護(hù)負(fù)載設(shè)備。其適用于家庭配電箱、工業(yè)設(shè)備配電線(xiàn)路等場(chǎng)景，可有效防止因電壓異常導(dǎo)致的設(shè)備損壞。

#### 二、核心設(shè)計(jì)邏輯

1. **電壓采樣與基準(zhǔn)設(shè)定**
- **采樣電路**：通過(guò)電阻分壓網(wǎng)絡(luò)從輸入電壓中提取信號(hào)，將高電壓按比例轉(zhuǎn)換為適合比較器處理的低電壓。例如，若輸入電壓為 220V，分壓網(wǎng)絡(luò)可將電壓降至 5V 左右，便于后續(xù)電路處理。
- **基準(zhǔn)電壓源**：采用穩(wěn)壓二極管（如 TL431）或?qū)Ｓ没鶞?zhǔn)電壓芯片生成穩(wěn)定的參考電壓。過(guò)壓基準(zhǔn)電壓可設(shè)定為 3.3V（對(duì)應(yīng) 260V 輸入），欠壓基準(zhǔn)電壓設(shè)定為 2.5V（對(duì)應(yīng) 180V 輸入）。

2. **比較器判斷邏輯**
- **窗口比較器結(jié)構(gòu)**：使用雙電壓比較器（如 LM393）構(gòu)建窗口比較器。一個(gè)比較器用于檢測(cè)過(guò)壓（輸入電壓 > 260V），另一個(gè)用于檢測(cè)欠壓（輸入電壓 < 180V）。
- **邏輯輸出**：當(dāng)輸入電壓在 180 - 260V 范圍內(nèi)時(shí)，兩個(gè)比較器均輸出低電平；當(dāng)電壓超出范圍時(shí)，對(duì)應(yīng)比較器輸出高電平，觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作。

3. **控制與執(zhí)行單元**
- **驅(qū)動(dòng)電路**：比較器輸出信號(hào)經(jīng)三極管（如 8050）或 MOSFET 放大后，驅(qū)動(dòng)磁保持繼電器。磁保持繼電器具有斷電保持狀態(tài)的特點(diǎn)，可減少能耗。
- **繼電器動(dòng)作**：當(dāng)檢測(cè)到過(guò)壓或欠壓時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路使繼電器線(xiàn)圈通電，切斷負(fù)載電路；電壓恢復(fù)正常后，繼電器自動(dòng)復(fù)位，恢復(fù)供電。

4. **延時(shí)與抗干擾設(shè)計(jì)**
- **延時(shí)電路**：采用 RC 充電電路或 555 定時(shí)器實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能。例如，設(shè)置 30 秒延時(shí)，避免因電壓短暫波動(dòng)導(dǎo)致繼電器頻繁動(dòng)作。
- **濾波電路**：在采樣電路前端加入 RC 低通濾波器，濾除高頻噪聲，提高采樣精度。

#### 三、具體電路實(shí)現(xiàn)

1. **電源電路**
- **輸入整流**：使用整流橋（如 KBPC3510）將交流輸入轉(zhuǎn)換為直流。
- **穩(wěn)壓供電**：通過(guò) LM7805 穩(wěn)壓芯片為控制電路提供穩(wěn)定的 5V 電源。

2. **采樣電路**
- **分壓電阻**：選擇高精度電阻（如 0.1% 精度）構(gòu)成分壓網(wǎng)絡(luò)，確保采樣電壓準(zhǔn)確。
- **緩沖放大**：采用運(yùn)算放大器（如 OP07）對(duì)采樣電壓進(jìn)行緩沖，提高驅(qū)動(dòng)能力。

3. **比較器電路**
- **過(guò)壓檢測(cè)**：將采樣電壓與過(guò)壓基準(zhǔn)電壓接入比較器同相端和反相端，輸出端接上拉電阻。
- **欠壓檢測(cè)**：將采樣電壓與欠壓基準(zhǔn)電壓接入比較器反相端和同相端，輸出端接下拉電阻。

4. **驅(qū)動(dòng)與繼電器電路**
- **三極管驅(qū)動(dòng)**：比較器輸出信號(hào)經(jīng)三極管放大后，驅(qū)動(dòng)繼電器線(xiàn)圈。
- **繼電器選擇**：選用磁保持繼電器（如 HFD2/005 - S1），其觸點(diǎn)容量需滿(mǎn)足負(fù)載電流要求。

5. **狀態(tài)指示電路**
- **LED 指示**：使用綠色 LED 指示正常工作狀態(tài)，紅色 LED 指示過(guò)壓或欠壓狀態(tài)。LED 通過(guò)限流電阻接入控制電路。

#### 四、關(guān)鍵參數(shù)與調(diào)試

1. **過(guò)壓動(dòng)作閾值**：設(shè)定為 260V ± 2%，可通過(guò)調(diào)整分壓電阻和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行微調(diào)。
2. **欠壓動(dòng)作閾值**：設(shè)定為 180V ± 2%，調(diào)試方法與過(guò)壓類(lèi)似。
3. **動(dòng)作時(shí)間**：過(guò)壓和欠壓動(dòng)作時(shí)間均 ≤ 1 秒，確?？焖夙憫?yīng)。
4. **恢復(fù)時(shí)間**：電壓恢復(fù)正常后，繼電器自動(dòng)復(fù)位時(shí)間設(shè)定為 30 秒，避免頻繁切換。

#### 五、抗干擾與可靠性設(shè)計(jì)

1. **電磁兼容性（EMC）**：在電路板布局時(shí)，將強(qiáng)電和弱電部分分離，減少干擾。輸入端加入壓敏電阻（如 14D471K）抑制浪涌電壓。
2. **溫度補(bǔ)償**：基準(zhǔn)電壓源采用溫度系數(shù)小的元件，確保在不同溫度下動(dòng)作閾值穩(wěn)定。
3. **冗余設(shè)計(jì)**：關(guān)鍵元件（如比較器、繼電器）采用雙備份設(shè)計(jì)，提高可靠性。