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高低电压切断及延时报警电路

1. 引言​

该电路可保护诸如电视机、空调、冰箱等贵重设备免受高电压和低电压的影响。如果供电电压异常（过高或过低），则电路会自动切断负载。此外，当主电源恢复时，该电路还会发出声音。

通常在这种应用中会使用电压稳定器来维持恒定的交流电压。然而，由于交流电源的异常，电压稳定器中的继电器会持续不断地接通和断开。继电器的频繁通电或断电会导致电器和稳定器本身的使用寿命缩短。因此，最好使用本项目来控制电器，而不是使用昂贵的稳定器。

2. 高低电压切断及延时报警电路原理​

当供电电压过高时，齐纳二极管D4阴极处的直流电压会大于5.6V。因此，晶体管Q1处于导通状态，而晶体管Q2则关闭。因此，继电器RL1断电，负载处于关闭状态。

在低供电电压条件下，晶体管Q1切换到导通状态，结果晶体管Q2关闭，使负载关闭。

当施加正常的交流供电电压时，齐纳二极管D4阴极处的直流电压小于5.6V，现在晶体管Q1处于关闭状态。因此，晶体管Q2处于导通状态，负载通过绿色LED指示切换到ON。

供电电压Q1状态Q2状态继电器负载
高导通关闭断电关闭
低导通关闭断电关闭
正常关闭导通通电开启
恢复导通关闭断电关闭

当供电中断后恢复时，555定时器IC变为低电平，这触发了555定时器IC。555定时器IC的输出通过晶体管Q3使声音IC工作，同时，晶体管Q1切换到导通状态，因为555定时器的输出连接到Q1的基极，导致晶体管Q2关闭。因此，继电器关闭负载。

3. 高低电压切断及延时报警电路图​

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4. 电路元件​

  • 中心抽头变压器（12-0-12V，500mA）
  • NE 555定时器
  • UM66集成电路
  • 扬声器
  • 12V继电器
  • 4个晶体管 — SL100
  • 2个齐纳二极管 — 5.6V
  • 齐纳二极管 — 5V
  • LED — 红色、绿色
  • 5个二极管 — 1N4001
  • 16V电解电容 — 100uF、10uF、1uF
  • 陶瓷电容 — 0.01uF
  • 电位器 — 4.7k、4.7k、10k
  • 7个电阻 — 1k
  • 电阻 — 10k、1M

4.1 高低电压切断及延时报警电路设计​

在该电路中，555定时器配置为单稳态模式。在此电路中，引脚4和引脚8短接以避免意外复位。555定时器输出信号的脉冲宽度约为10秒。该输出信号驱动扬声器。

由于UM66集成电路，扬声器在电源恢复时发出悦耳的声音。可以通过使用电位器RV3来控制扬声器的音量。

绿色LED指示正常的交流供电电压。红色LED用于电源指示。

在这里，齐纳二极管D4与晶体管Q1一起用于比较输入电压。晶体管Q2根据晶体管Q1的输出切换负载。二极管D1和D2用于整流目的。电容C1过滤输入交流纹波。

4.2 如何操作该电路？​

  1. 按照电路图进行连接。
  2. 在供电时，请确保交流和直流电源之间没有共用连接。
  3. 打开输入交流电源。
  4. 使输入供电电压变低或变高。现在，你可以观察到负载会自动关闭。
  5. 施加正常的供电电压。现在，你可以观察到负载通过绿色LED指示运行。
  6. 现在恢复电源。你可以听到悦耳的声音。
  7. 关闭电源。

4.3 高低电压切断及延时报警电路的优点和应用​

  1. 与电压稳定器相比，成本较低。
  2. 功耗较低。
  3. 该电路用于家庭和办公室，以保护设备免受高电压和低电压的影响。