### 180 - 260V 过欠压保护器电路设计逻辑

#### 一、设计目标与适用场景
该保护器旨在应对电压波动问题，当输入电压超出 180 - 260V 范围时，自动切断电路以保护负载设备。其适用于家庭配电箱、工业设备配电线路等场景，可有效防止因电压异常导致的设备损坏。

#### 二、核心设计逻辑

1. **电压采样与基准设定**
- **采样电路**：通过电阻分压网络从输入电压中提取信号，将高电压按比例转换为适合比较器处理的低电压。例如，若输入电压为 220V，分压网络可将电压降至 5V 左右，便于后续电路处理。
- **基准电压源**：采用稳压二极管（如 TL431）或专用基准电压芯片生成稳定的参考电压。过压基准电压可设定为 3.3V（对应 260V 输入），欠压基准电压设定为 2.5V（对应 180V 输入）。

2. **比较器判断逻辑**
- **窗口比较器结构**：使用双电压比较器（如 LM393）构建窗口比较器。一个比较器用于检测过压（输入电压 > 260V），另一个用于检测欠压（输入电压 < 180V）。
- **逻辑输出**：当输入电压在 180 - 260V 范围内时，两个比较器均输出低电平；当电压超出范围时，对应比较器输出高电平，触发保护动作。

3. **控制与执行单元**
- **驱动电路**：比较器输出信号经三极管（如 8050）或 MOSFET 放大后，驱动磁保持继电器。磁保持继电器具有断电保持状态的特点，可减少能耗。
- **继电器动作**：当检测到过压或欠压时，驱动电路使继电器线圈通电，切断负载电路；电压恢复正常后，继电器自动复位，恢复供电。

4. **延时与抗干扰设计**
- **延时电路**：采用 RC 充电电路或 555 定时器实现延时功能。例如，设置 30 秒延时，避免因电压短暂波动导致继电器频繁动作。
- **滤波电路**：在采样电路前端加入 RC 低通滤波器，滤除高频噪声，提高采样精度。

#### 三、具体电路实现

1. **电源电路**
- **输入整流**：使用整流桥（如 KBPC3510）将交流输入转换为直流。
- **稳压供电**：通过 LM7805 稳压芯片为控制电路提供稳定的 5V 电源。

2. **采样电路**
- **分压电阻**：选择高精度电阻（如 0.1% 精度）构成分压网络，确保采样电压准确。
- **缓冲放大**：采用运算放大器（如 OP07）对采样电压进行缓冲，提高驱动能力。

3. **比较器电路**
- **过压检测**：将采样电压与过压基准电压接入比较器同相端和反相端，输出端接上拉电阻。
- **欠压检测**：将采样电压与欠压基准电压接入比较器反相端和同相端，输出端接下拉电阻。

4. **驱动与继电器电路**
- **三极管驱动**：比较器输出信号经三极管放大后，驱动继电器线圈。
- **继电器选择**：选用磁保持继电器（如 HFD2/005 - S1），其触点容量需满足负载电流要求。

5. **状态指示电路**
- **LED 指示**：使用绿色 LED 指示正常工作状态，红色 LED 指示过压或欠压状态。LED 通过限流电阻接入控制电路。

#### 四、关键参数与调试

1. **过压动作阈值**：设定为 260V ± 2%，可通过调整分压电阻和基准电压进行微调。
2. **欠压动作阈值**：设定为 180V ± 2%，调试方法与过压类似。
3. **动作时间**：过压和欠压动作时间均 ≤ 1 秒，确保快速响应。
4. **恢复时间**：电压恢复正常后，继电器自动复位时间设定为 30 秒，避免频繁切换。

#### 五、抗干扰与可靠性设计

1. **电磁兼容性（EMC）**：在电路板布局时，将强电和弱电部分分离，减少干扰。输入端加入压敏电阻（如 14D471K）抑制浪涌电压。
2. **温度补偿**：基准电压源采用温度系数小的元件，确保在不同温度下动作阈值稳定。
3. **冗余设计**：关键元件（如比较器、继电器）采用双备份设计，提高可靠性。