### 180 - 260V 過欠壓保護器電路設計邏輯

#### 一、設計目標與適用場景
該保護器旨在應對電壓波動問題，當輸入電壓超出 180 - 260V 范圍時，自動切斷電路以保護負載設備。其適用于家庭配電箱、工業設備配電線路等場景，可有效防止因電壓異常導致的設備損壞。

#### 二、核心設計邏輯

1. **電壓采樣與基準設定**
- **采樣電路**：通過電阻分壓網絡從輸入電壓中提取信號，將高電壓按比例轉換為適合比較器處理的低電壓。例如，若輸入電壓為 220V，分壓網絡可將電壓降至 5V 左右，便于后續電路處理。
- **基準電壓源**：采用穩壓二極管（如 TL431）或專用基準電壓芯片生成穩定的參考電壓。過壓基準電壓可設定為 3.3V（對應 260V 輸入），欠壓基準電壓設定為 2.5V（對應 180V 輸入）。

2. **比較器判斷邏輯**
- **窗口比較器結構**：使用雙電壓比較器（如 LM393）構建窗口比較器。一個比較器用于檢測過壓（輸入電壓 > 260V），另一個用于檢測欠壓（輸入電壓 < 180V）。
- **邏輯輸出**：當輸入電壓在 180 - 260V 范圍內時，兩個比較器均輸出低電平；當電壓超出范圍時，對應比較器輸出高電平，觸發保護動作。

3. **控制與執行單元**
- **驅動電路**：比較器輸出信號經三極管（如 8050）或 MOSFET 放大后，驅動磁保持繼電器。磁保持繼電器具有斷電保持狀態的特點，可減少能耗。
- **繼電器動作**：當檢測到過壓或欠壓時，驅動電路使繼電器線圈通電，切斷負載電路；電壓恢復正常后，繼電器自動復位，恢復供電。

4. **延時與抗干擾設計**
- **延時電路**：采用 RC 充電電路或 555 定時器實現延時功能。例如，設置 30 秒延時，避免因電壓短暫波動導致繼電器頻繁動作。
- **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、具體電路實現

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

2. **采樣電路**
- **分壓電阻**：選擇高精度電阻（如 0.1% 精度）構成分壓網絡，確保采樣電壓準確。
- **緩沖放大**：采用運算放大器（如 OP07）對采樣電壓進行緩沖，提高驅動能力。

3. **比較器電路**
- **過壓檢測**：將采樣電壓與過壓基準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**：將采樣電壓與欠壓基準電壓接入比較器反相端和同相端，輸出端接下拉電阻。

4. **驅動與繼電器電路**
- **三極管驅動**：比較器輸出信號經三極管放大后，驅動繼電器線圈。
- **繼電器選擇**：選用磁保持繼電器（如 HFD2/005 - S1），其觸點容量需滿足負載電流要求。

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

#### 四、關鍵參數與調試

1. **過壓動作閾值**：設定為 260V ± 2%，可通過調整分壓電阻和基準電壓進行微調。
2. **欠壓動作閾值**：設定為 180V ± 2%，調試方法與過壓類似。
3. **動作時間**：過壓和欠壓動作時間均 ≤ 1 秒，確保快速響應。
4. **恢復時間**：電壓恢復正常后，繼電器自動復位時間設定為 30 秒，避免頻繁切換。

#### 五、抗干擾與可靠性設計

1. **電磁兼容性（EMC）**：在電路板布局時，將強電和弱電部分分離，減少干擾。輸入端加入壓敏電阻（如 14D471K）抑制浪涌電壓。
2. **溫度補償**：基準電壓源采用溫度系數小的元件，確保在不同溫度下動作閾值穩定。
3. **冗余設計**：關鍵元件（如比較器、繼電器）采用雙備份設計，提高可靠性。