水塔自动供水控制系统设计 复杂详细 (6)

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功率开关稳压器的场合。而在大功率的开关稳压电源中，考虑到功耗，应尽量避免取样电阻的接入。因此，通常将过电流保护转换为过、欠电压保护。

4.1.3欠电压保护

输出电压低于规定值时，反映了输入直流电源、开关稳压器内部或者输出负载发生了异常。输入直流电源电压下降到规定值之下时，会导致开关稳压器的输出电压跌落，输入电流增大，既危及开关三极管，也危及输入电源。因此，要设欠电压保护。简单的欠电压保护如图10所示。

+

U1 W7900 +

C1 R1 DW C2 U0

_

_

图10 欠电压保护电路

随着半导体工艺的发展，稳压电路也制成了集成器件。由于集成稳压器具有体积小，外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点，因此在各种电子设备中应用十分普遍，基本上取代了由分立元件构成的稳压电路。集成稳压器的种类很多，应根据设备对直流电源的要求来进行选择。对于大多数电子仪器、设备和电子电路来说，通常是选用串联线性集成稳压器。而在这种类型的器件中，又以三端式稳压器应用最为广泛。

W7800、W7900系列三端式集成稳压器的输出电压是固定的，在使用中不能进行

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调整。W7800系列三端式稳压器输出正极性电压，一般有5V、6V、9V、12V、15V、18V 、24V 七个档次，输出电流最大可达1.5A（加散热片）。 同类型78M系列稳压器的输出电流为0.5A，78L系列稳压器的输出电流为0.1A。若要求负极性输出电压，则可选用W7900 系列稳压器。

它有三个引出端

输入端（不稳定电压输入端） 标以 “1” 输出端（稳定电压输出端） 标以 “3”

公共端 标以 “2”

除固定输出三端稳压器外，尚有可调式三端稳压器，后者可通过外接元件对输出电压进行调整，以适应不同的需要。

本实验所用集成稳压器为三端固定正稳压器W7812，它的主要参数有：输出直流电压 U0＝＋12V，输出电流 L:0.1A，M:0.5A，电压调整率 10mV/V，输出电阻 R0＝0.15Ω，输入电压UI的范围15～17V 。因为一般UI要比 U0大3～5V ，才能保证集成稳压电源工作在线性区。把稳压器中所应用的三极管限制在直流安全工作区域之内工作。对于选定的三极管：

1）由晶体管手册可查得其直流安全工作区。根据集电极电流的最大值来确定输入过电流的保护值。但是，这个瞬时最大值应转换为电流的平均值。在额定输出电流与输出电压的条件下，开关管的动态负载线不超过直流安全工作区的最大输入电压，就是输入过电压保护的电压值。

2）把稳压器的输出限制在所给定的技术指标之内。在所要求的工作温度范围内，稳压器的输出电压的上、下限就是输出过、欠电压保护的电压值。过电流保护则可根据最大输出电流来确定。为了不误告警，保护值应适当留一定的余量。

3）由以上两点确定保护方式之后，再根据电源装置的需要来确定告警措施。一

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般告警措施有声警和光警两种。声警适用于整机比较复杂、电源部分又装在不显眼的地方，它可以给工作人员以有效的故障告警；光警可以醒目地指示故障告警并指出故障发生的部位和类型。保护措施要视所保护的部位来确定。在大功率多路电源的场合，总是用交、直流断路器，高灵敏继电器等构成自动保护措施切断电源的输入使系统停止工作，免受损害。通过逻辑控制电路使相应的开关三极管截止的方案显得既灵敏方便又经济。这样可以省去体积大，响应时间长，价格贵的大功率继电器或断路器。

4.2发射电路

图11 发射电路

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图12 SFM506-38内部框架图

采用1片六非门缓冲器CD4069集成电路及1000pF电容，10K电阻构成自激多谐振荡器，振荡频率为40kHz。改变电阻的阻值，振荡频率即改 变，阻值增大，频率降低。振荡信号经非门缓冲后，由1μF电容器耦合至VT的基板，由TV驱动红外发光二极管VD1、VD2发射红外光脉冲信号。发射电路 如图11。其中F1、F2、F3用1片CD4069中的三非门，CMOS集成电路，耗电甚微，只用其中的3个非门。VD3的作用是将电容器耦合过来的负脉冲 短路，使VT（9014）仅受正脉冲作用。

4.3接受解调控制电路

采用1片小型一体化红外接受/解调块接受头 SFM506-38和1片锁相环电路LM567、开关放大电路VT9013、固态继电器TAC08、电磁阀构成控制电路如图11。其中SFM506-38是 将红外接受管、前置放大、带通滤波器、解调电路等集成在同一基片上，采用黑色环氧树脂封装（SFM506-38的内部框图如图12）。它具有体积小，无需外 部元件、抗光电干扰性能好，接受角度宽、功耗低、灵敏度高等优点。LM567是1片锁相环音频解码电路，采用8脚双列直插塑封，3脚为信号输入端，其工作 频率由5、6脚上的阻容元件决定，8脚为逻辑输出端。IC2与R7、

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C12组成振荡器，R7、C12决定IC2内部压控振荡器的中心频率，LM567的3 脚为信号端，8脚为逻辑输出端，该输出是1个集电极开路的晶体管输出，最大灌电流为100mA，LM567的工作电压为4.75～9V，工作频率0.1Hz～500kHz，静态工作电流为8mA。当无人洗手时，IC1接受到发射电路的红外脉冲经放大输出到IC2的3脚后，IC2的8脚就会输出低电平， 三极管VT1截止，继电器K断电处于释放状态，电磁阀Y不动作，水龙头无自来水放出。当手放到水龙头下时，IC1不能接受红外线，IC2的3脚无信号输入，8脚输出高电平，使得VT1导通，继电器K吸合，使其常开触点闭合，接通电磁阀Y的220VAC，Y开始动作，使水龙头放出自来水，同时LED发出绿 光，指示抽水机开始工作。当水位上升到指定的高度后，停止放水。

水塔自动供水控制图的分析

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