停电报警器的设计方案比较研究

2022-07-02杨中华吴疆汪杰吴名强

科学与财富 2022年9期

杨中华吴疆汪杰吴名强

摘要：电路根据三级管和场效应管特性对市电电压变化做出反应。当市电220V正常供电时，报警器处于检测状态，当市电220V停电时，通过电压的分压变化对三极管和场效应管状态的改变，使得嗡鸣器及后续电路与自带的外接电源接通，报警器马上发出响亮的报警声，同时555定时器与由74HC161和七段数码管组成的计时显示电路开始工作，统计市电停电时间并将其显示在数码管上。通过外加的电源开关和清零按钮可以将已经计时的显示器显示数据清零，以便于开始下一次的计时。

关键词：市电;设计;计数;报警器

一、前言

1.1 设计背景

在一些场合，必须保证不间断的供电，或停電后必须通知操纵者，例如店铺门窗，冷冻库，防盗网，防盗线，展会展品，银行等，在不法分子试图切断电源防止报警器工作时，停电报警器会事先工作，减少外人入侵造成损失，或者是发电厂，养殖场孵化室，育雏室等场地，能及时发觉停电，采取相应措施，使停电造成的损失最低。

1.2 设计目标

本次设计目的是要设计一种能够在市电断开或者下降到一定阈值时发出嗡鸣报警，同时统计停电时长，能够归零计时器，中断嗡鸣的装置。

1.3 实施计划

先通过网上查阅资料寻找突破口，之后结合自身电气知识设计试，对比方案，选出更优选择并通过仿真软件进行仿真调试，最终完成设计。

1.4 必备条件

拥有电子技术知识，同时能够使用proteus等仿真软件。

二、总体方案设计

通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，我主要提出了两种技术方案来实现系统功能。下面我将首先对这三种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述我最终选择方案的原因。

（一）方案比较

1、方案一

方案一原理框图如图1所示。

如图所示，市电220v经由电容限流，桥式电路整流后，经电容滤波进入停电检测电路，停电检测电路由发光二极管和光敏三极管组成，当市电供应正常时，发光二级管正常工作，光敏三级管导通使得报警电路和计时电路输入为低电平，报警器不工作。当断开市电时，发光二极管熄灭使光敏三极管截止，停电检测电路输出电压升高使声光报警器工作，计时器开示计算停电时长。

2、方案二

方案二原理框图如图2所示。

如图所示，220v市电经二极管进行半波整流后，与电阻构成分压器，在检测电路分得以较小电压，直接控制晶体管与稳压管的工作状态，一旦市电电压过低或者断电，报警器和计时器就开始工作。

（二）方案论证

两种方案皆可行。

方案一由于采用电容为报警器供电，每次报警结束后都可由市电对电容充电使其维持在工作状态，可使得电源部分只需供给计时器，降低了后续使用成本，同时也防止由于遗忘更换电池造成的报警器不工作。但是由于采用光敏元件控制报警电路，容易受外界环境干扰出现错误报警。

方案二市电直接经电阻分压后进入检测电路，结构更加简单，但是其后续电路采用电池供电工作，易出现因疏忽导致电池电量耗尽，报警器在市电断开的情况下不工作。

（三）方案选择

经对比，方案二结构更加简单，同时不会出现方案一的误报情况出现，同时只需要更换大容量电池和低功耗嗡鸣器就可以改善因电量不足造成的报警器不工作的状态。因此选择方案二。

参考文献：

[1] 康华光.电子技术基础数字部分[M].第6版.北京：高等教育出版社，2014

[2] 陈永强，魏金成，吴昌东.模拟电子技术[M].人民邮电出版社2016