CN111404125B - 用555定时器实现对有极性电解电容反接的保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明的用555定时器实现对有极性电解电容反接的保护电路，包括电解电容E1、接线端JP1和电容反接保护电路，电容反接保护电路由场效应管Q1、555定时器、继电器JDQ、发光二极管LED、稳压二极管D1组成，Q1的栅极接于E1的正极上，555定时器的触发端和阈值端短接后再依次经电阻R1和JDQ的常开点接于E1的正极上，输出端经继电器JDQ的线圈接于电源正上；D1的正极接于电源地上，负极接于555定时器上。本发明的电容反接的保护电路，当E1接线错误时，保护电路会保持E1始终处于断开状态，实现了对E1的有效保护，并通过点亮LED来警示接线错误，避免了接线错误所导致的电容损坏、电容爆炸现象的发生。

Description

用555定时器实现对有极性电解电容反接的保护电路
技术领域
本发明涉及一种有极性电解电容反接的保护电路，更具体的说，尤其涉及一种用555定时器实现对有极性电解电容反接的保护电路。
背景技术
有极性电解电容有正极接线端和负极接线端，在使用过程中不可反接，这是因为电解电容中含有存储电荷的电解质材料，如果反接会导致电解电容发生损坏。电气专业的学生在做实验时，会用到电解电容，特别是在对电源滤波电路设计和实验教学过程中，需要学生亲自接入电解电容，以充分理解、掌握电解电容的特性。在实验过程中，总会出现电解电容正负极接反的情形，有极性电解电容一旦接反，轻则损坏，影响实验的正常进行，重则爆炸，产生人身伤害。因此，在有些实验电路中，对有极性电解电容的反接保护势在必行。555定时器是一种集成电路芯片，其可作为触发器使用，也是电子电路教学过程中的常见器件，可利用555定时器来实现对有极性电解电容的反接保护。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种用555定时器实现对有极性电解电容反接的保护电路。
本发明的用555定时器实现对有极性电解电容反接的保护电路，包括有极性电解电容E1、电容接线端JP1和电容反接保护电路，E1为被保护的用于接到其他电路中的有极性电解电容，JP1有两个接线端，E1的正极和负极与JP1的两个接线端相连接；其特征在于：所述电容反接保护电路由场效应管Q1、555定时器、继电器JDQ、发光二极管LED、稳压二极管D1和直流电源电路组成，场效应管Q1为N沟道增强型，E1的正极经继电器JDQ的常开点与JP1相连接，场效应管Q1的栅极接于E1的正极上，Q1的栅极经电阻R2与其源极相连接，Q1的源极接电源地，Q1的漏极依次经电阻R3和发光二极管LED接于电源正上；555定时器的触发端和阈值端短接后再依次经电阻R1和JDQ的常开点接于E1的正极上，555定时器的触发端和阈值端经电阻R4接地，555定时器的供电端和复位端均接于电源正上，555定时器的输出端经继电器JDQ的线圈接于电源正上；稳压二极管D1的正极接于电源地上，负极接于555定时器的触发端和阈值端上。
本发明的用555定时器实现对有极性电解电容反接的保护电路，所述直流电源电路由变压器TB、三端稳压管PV、电解电容E3、电解电容E2以及由二极管D3、D4、D5和D6组成的全桥整流电路构成，变压器的一次侧接于交流市电上，二次侧接于全桥整流电路的输入端，全桥整流电路输出端的正极接于三端稳压管PV的输入端，三端稳压管PV的输出端形成电源正Vcc；电解电容E3接于全桥整流电路的输出端上，电解电容E2接于三端稳压管PV的输出端上。
本发明的用555定时器实现对有极性电解电容反接的保护电路，所述继电器JDQ线圈的两端并联有起续流作用的二极管D2，D2的正极接于555定时器的输出端，D2的负极接于电源正上。
本发明的用555定时器实现对有极性电解电容反接的保护电路，所述电阻R1和电阻R2的阻值均为10kΩ，电阻R3为4.7kΩ，电阻R4为100kΩ。
本发明的有益效果是：本发明的有极性电解电容反接的保护电路，由有极性电解电容E1、场效应管Q1、555定时器、继电器JDQ、发光二极管LED和电容接线端JP1组成，电解电容E1经继电器JDQ的常开点接于JP1上，继电器JDQ 设置于555定时器的输出端，发光二极管LED设置于Q1的漏极上；当JP1没有接到其他实验电路中或者虽然接到其他实验电路中但实验电路没有通电时，Q1栅极无电压，Q1截止LED不点亮，555定时器输出高电平，继电器JDQ线圈不通电，继电器JDQ的常开点保持断开状态，此时电解电容E1没有接到实验电路中；当E1被反向（不正确）地接入到实验电路中时，稳压二极管导通将555定时器的2引脚和6引脚拉为低电平，555定时器输出高电平，继电器JDQ线圈不通电，E1不会接到实验电路中，且此时Q1饱和导通，发光二极管LED被点亮，提示E1接线错误；当E1被正确地接到实验电路中时，555定时器的2引脚和6引脚拉为高电平，555定时器输出低电平，继电器JDQ线圈通电，JDQ的常开点闭合，E1被接到实验电路中，且此时Q1截止，发光二极管LED不亮。
可见，本发明的有极性电解电容反接的保护电路，当有极性电解电容E1被错误地接到实验电路中时，保护电路会保持电容E1始终处于断开状态，实现了对有极性电解电容E1的有效保护，并通过点亮发光二极管LED来警示接线错误，避免了学生实验过程中由于有极性电解电容接线错误所导致的电容损坏、电容爆炸现象的发生。
附图说明
图1为本发明的用555定时器实现对有极性电解电容反接的保护电路的电路图。
图中：1有极性电解电容E1，2场效应管Q1，3为555定时器，4继电器JDQ，5发光二极管LED，6电容接线端JP1，7变压器TB，8三端稳压管PV。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，给出了本发明的用555定时器实现对有极性电解电容反接的保护电路的电路图，其由有极性电解电容E1（1）、电容接线端JP1（6）和电容反接保护电路组成，E1为被保护的有极性电解电容，用于接入其他实验电路中；电容接线端JP1由两个接线端子，有极性电解电容E1的正极经继电器JDQ的常开点与JP1的一个接线端子相连接，E1的负极与JP1的另一个接线端子相连接。电容反接保护电路由场效应管Q1、555定时器（3）、继电器JDQ（4）、发光二极管LED以及直流电源电路组成，直流电源电路用于提供稳定的直流电压，电源正为Vcc，电源地为GND。
所示场效应管Q1为N沟道增强型，场效应管Q1的栅极与有极性电解电容E1的负极相连接，Q1的栅极经电阻R2与其源极相连接，Q1的源极与电源地相连接，Q1的发射极经电阻R3与发光二极管LED（5）形成的串联电路接于电源正上，R2为MOS管的源栅极提供电流通路，场效应管Q1用于控制和驱使发光二极管LED点亮，发光二极管LED用于指示有极性电解电容E1是否被反接。
555定时器为集成电路芯片，其采用的芯片型号为NE555；555定时器3的触发端（标号为2的引脚）与其阈值端（标号为6的引脚）短接在一起，触发端与阈值端短接后再依次经电阻R1和JDQ1的常开点接于E1的正极上，555定时器3的触发端和阈值端经电阻R4接地。电阻R1起到两方面作用，一是传递JP1接线正确与否的信号，二是限制电流。电阻R4用于JP1无连接时或者虽然JP1连接到其他实验电路但实验电路没有通电时，将555定时器3的引脚2和引脚6拉到地电位。
555定时器3的供电端（标号为8的引脚）和复位端（标号为4的引脚）均接于电源正Vcc上，555定时器3的控制端（标号为5的引脚）和放电端（标号为7的引脚）均悬空，其地端（标号为1的引脚）接电源地GND。555定时器3的输出端与继电器JDQ的线圈串联后接于电源正Vcc上。当555定时器3的输出端Vo输出低电平时，继电器JDQ的线圈所在回路才通电，继电器JDQ的常开点才闭合，JDQ的常开点闭合后会使的有极性电解电容E1投入所接的实验电路中。当继电器JDQ的线圈端点后，为了避免其两端产生过高感应电压，继电器JDQ线圈的两端还并联有二极管D2，D2的正极接于555定时器的输出端，D2的负极接于电源正上，以实现继电器JDQ线圈断电后的续流。
所示直流电源电路由变压器TB（7）、三端稳压管PV（8）、电解电容E3、电解电容E2以及由二极管D3、D4、D5和D6组成的全桥整流电路构成，变压器的一次侧接于交流市电上，二次侧接于全桥整流电路的输入端，全桥整流电路输出端的正极接于三端稳压管PV（8）的输入端，三端稳压管PV的输出端形成电源正Vcc，所形成的正极电压为12V。电解电容E3接于全桥整流电路的输出端上，电解电容E2接于三端稳压管PV的输出端上，电解电容E3和E2实现滤波和稳压作用。
当变压器TB接上电源时，本电路开始工作。
当JP1没有接到其它实验电路中或虽然接到其它实验电路中但实验电路没有通电时：电阻R4将555定时器3的2引脚和6引脚拉到地电位，电位为0，使得555定时器3的输出端Vo输出高电平，继电器JDQ的线圈中不通电，继电器JDQ不动作，有极性电解电容E1没有接入到实验电路中。此时，由于电阻R2上无电流，场效应管Q1不导通，错误指示灯LED也不会点亮。
当E1在实验中连接不正确并且实验电路通电时：即电容接线端JP1的电压下正上负，电阻R2上形成电压，场效应管Q1饱和导通，错误指示灯LED发光，用于指示此时E1的接线出现错误。此时稳压二极管D1的正极电压高于其负极电压，D1导通，555定时器3的引脚2和引脚6被二极管D1拉到地电位，使得555定时器的输出端Vo输出高电平，继电器JDQ不动作，E1没有接入到实验电路中。
当JP1在实验电路中连接正确并且实验电路通电时：电容接线端JP1上正下负，555定时器3的引脚2和引脚6呈现高电位，555定时器3的输出端Vo输出低电平，继电器JDQ的线圈通电，继电器JDQ的常开点闭合，有极性电解电容E1接入到实验电路中。此时，场效应管Q1的栅源极承受反向电压，导致Q1截止，错误指示灯LED不发光。

Claims (4)

1.一种用555定时器实现对有极性电解电容反接的保护电路，包括有极性电解电容E1、电容接线端JP1和电容反接保护电路，有极性电解电容E1为被保护的用于接到实验电路中的有极性电解电容，电容接线端JP1有标号为1和标号为2的两个接线端，有极性电解电容E1的正极和负极与电容接线端JP1的两个接线端相连接；其特征在于：所述电容反接保护电路由场效应管Q1、555定时器、继电器JDQ、发光二极管LED、稳压二极管D1和直流电源电路组成，场效应管Q1为N沟道增强型，有极性电解电容E1的正极经继电器JDQ的常开点与电容接线端JP1的标号为1的接线端相连接，场效应管Q1的栅极接于有极性电解电容E1的正极上，场效应管Q1的栅极经电阻R2与其源极相连接，场效应管Q1的源极接电源地，场效应管Q1的漏极依次经电阻R3和发光二极管LED接于电源正Vcc上；555定时器的触发端和阈值端短接后再依次经电阻R1和继电器JDQ的常开点接于有极性电解电容E1的正极上，555定时器的触发端和阈值端经电阻R4接地，555定时器的供电端和复位端均接于电源正Vcc上，555定时器的输出端经继电器JDQ的线圈接于电源正Vcc上；稳压二极管D1的正极接于电源地上，负极接于555定时器的触发端和阈值端上。
2.根据权利要求1所述的用555定时器实现对有极性电解电容反接的保护电路，其特征在于：所述直流电源电路由变压器TB、三端稳压管PV、电解电容E3、电解电容E2以及由二极管D3、D4、D5和D6组成的全桥整流电路构成，变压器的一次侧接于交流市电上，二次侧接于全桥整流电路的输入端，全桥整流电路输出端的正极接于三端稳压管PV（8）的输入端，三端稳压管PV的输出端形成电源正Vcc；电解电容E3的两端接于全桥整流电路的两输出端上，电解电容E2的两端接于三端稳压管PV的两输出端上。
3.根据权利要求1或2所述的用555定时器实现对有极性电解电容反接的保护电路，其特征在于：所述继电器JDQ线圈的两端并联有起续流作用的二极管D2，D2的正极接于555定时器的输出端，D2的负极接于电源正Vcc上。
4.根据权利要求1或2所述的用555定时器实现对有极性电解电容反接的保护电路，其特征在于：所述电阻R1和电阻R2的阻值均为10kΩ，电阻R3为4.7kΩ，电阻R4为100kΩ。
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