【正文】 放大器、比較器和脫扣器等。3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般為觸點(diǎn)系統(tǒng)，采用低壓斷路器或交流接觸器，根據(jù)中間環(huán)節(jié)發(fā)出的指令，來(lái)切斷保護(hù)電路的電源。電流型漏電保護(hù)器工作原理如圖23所示。圖23電流型漏電保護(hù)器工作原理圖當(dāng)被保護(hù)電路無(wú)觸電、漏電故障時(shí)，通過(guò)漏電電流互感器的一次側(cè)電流的向量和等于零。這樣，各相工作電流在此電流互感器中所產(chǎn)生的磁通向量和也為零。因此電流互感器的二次側(cè)線圈沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，漏電保護(hù)器不動(dòng)作，系統(tǒng)正常供電。當(dāng)被保護(hù)電路中有人觸電或出現(xiàn)漏電故障時(shí)，由于漏電電流的存在，使得通過(guò)漏電電流互感器一次側(cè)的各相負(fù)載電流（包括中性線電流）向量和不再為零，這一向量和就是漏電電流。此時(shí)在電流互感器的環(huán)形鐵心上將有勵(lì)磁磁勢(shì)存在，電流互感器的二次側(cè)線圈在磁通向量和的作用下，有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，此信號(hào)電壓經(jīng)過(guò)中間環(huán)節(jié)的處理和比較，當(dāng)達(dá)到預(yù)期時(shí)，使主開(kāi)關(guān)的勵(lì)磁線圈TL通電，驅(qū)動(dòng)主動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，迅速切斷被保護(hù)電路的供電電源，從而達(dá)到防止觸電事故發(fā)生的目的。 3總設(shè)計(jì)方案圖31 智能漏電保護(hù)器硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖智能化漏電保護(hù)器的硬件可以劃分為五大部分,即漏電檢測(cè)電路、相位同步電路、漏電動(dòng)作電流和時(shí)間延時(shí)設(shè)定電路、漏電數(shù)字顯示電路和動(dòng)作執(zhí)行單元。漏電檢測(cè)電路由零序電流互感器和信號(hào)處理單元組成,這部分電路將檢測(cè)出漏電信號(hào)送到單片機(jī)的A/D輸入通道,轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào)，相位同步電路負(fù)責(zé)將電網(wǎng)的電壓信號(hào)與漏電信號(hào)的相位進(jìn)行比較,單片機(jī)根據(jù)它們的相位差來(lái)判斷各相漏電電流，漏電動(dòng)作電流和時(shí)間設(shè)定電路是來(lái)設(shè)定額定漏電動(dòng)作電流及動(dòng)作時(shí)間,根據(jù)需要也可以設(shè)定為單片機(jī)自動(dòng)選擇額定漏電動(dòng)作電流，漏電數(shù)字顯示電路是由單片機(jī)控制,顯示電網(wǎng)的漏電電流動(dòng)值和動(dòng)作原因，動(dòng)作執(zhí)行單元直接由單片機(jī)控制，完成漏電保護(hù)功能。智能化漏電保護(hù)器是在PIC16F877單片機(jī)的控制下完成的,其控制軟件由四部分組成,即上電初始化模塊、漏電信號(hào)分析模塊、漏電電流顯示模塊、漏電動(dòng)作輸出模塊。上電初始化模塊主要完成上電后的初始化,對(duì)PIC16F877的端口進(jìn)行初始化,還包括根據(jù)外部設(shè)置狀態(tài)確定額定漏電動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間。漏電信號(hào)分析模塊主要通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后,將漏電模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),對(duì)于三相電網(wǎng)來(lái)說(shuō),還要將各相漏電電流分離出來(lái)。漏電電流顯示模塊采用動(dòng)態(tài)掃描輸出方式，交替顯示總漏電電流、A相漏電電流、B相漏電電流、C相漏電電流。漏電動(dòng)作輸出模塊主要是將漏電電流與漏電動(dòng)作值進(jìn)行比較，當(dāng)漏電電流大于設(shè)定值時(shí),單片機(jī)發(fā)出動(dòng)作信號(hào)。4 硬件電路設(shè)計(jì) 零序電流互感器的選擇 零序電流是整個(gè)系統(tǒng)的原始信號(hào)，它的準(zhǔn)確程度決定了整個(gè)系統(tǒng)的精度，所以零序電流互感器的選擇就頗為重要。一般的零序電流互感器在原方電流小于25安培時(shí)它的變比和相角誤差均較大，不能滿足微機(jī)檢測(cè)設(shè)備的要求。所以選擇高精度零序電流互感器采用LJWZ3型，它的優(yōu)點(diǎn)是即使原方電流很小()時(shí)也能保證足夠的準(zhǔn)確度。其輸出信號(hào)接負(fù)載電阻后送低通濾波器進(jìn)一步處理。 低通濾波器設(shè)計(jì)由于電力系統(tǒng)中存在大量的諧波成分，特別是三次和五次諧波的存在將會(huì)給數(shù)字系統(tǒng)帶來(lái)極大的危害，為了避免諧波影響，必須有濾波電路將各次諧波濾除。濾波電路實(shí)際上是一種選頻網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)阻帶的不同可分為低通、高通、帶通、帶阻濾波電路，工頻電網(wǎng)中的諧波絕大多數(shù)是高次奇次諧波，因而需要低通濾波器。按照所用元件的不同，濾波器分為有源濾波器和無(wú)源論波器兩大類。濾波的效果是由輸出幅值的大小來(lái)決定的，電路比較簡(jiǎn)單，但由于電阻的分壓，使濾波輸出信號(hào)幅值變小，濾波效果不好。使用運(yùn)算放大器的濾波電路是有源濾波電路，由于運(yùn)放的存在，高輸入阻抗、低輸出阻抗和一定程度的反饋，消除了因電阻分壓而造成的輸出信號(hào)幅值變小的缺點(diǎn)是一種理想的濾波電路。本文采用有源濾波。常用的濾波器有巴特沃斯型、切比雪夫型。切比雪夫型濾波器在通頻帶輸出信號(hào)幅值以某一值為中心，上下波動(dòng)一個(gè)小范圍，這個(gè)范圍的大小用紋波系數(shù)來(lái)表示。其通頻帶與帶阻之間的變化曲線比較陡峭，截止特性好。巴特沃斯型濾波器在通頻帶比較平坦，但截止特性緩慢。本文的目的在于濾除工頻電流中的諧波，一般諧波的次數(shù)為三次、五次、七次，設(shè)計(jì)了四階切比雪夫模擬濾波器用以消除三次以上諧波對(duì)系統(tǒng)造成的影響。其設(shè)計(jì)性能要求達(dá)到三次諧波衰減達(dá)到40dB，其電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)如圖41。圖41 低通濾波器電路原理圖 相位同步電路的設(shè)計(jì)在三相電網(wǎng)中的漏電保護(hù)器能夠分別顯示三相漏電電流。在三相電網(wǎng)中，只單純地顯示三相漏電矢量和,還不能完全滿足用戶的需要。分別顯示出各相漏電電流，更便于用戶故障分析，判斷究竟是哪一相線路發(fā)生了漏電。漏電信號(hào)分析模塊中在對(duì)漏電信號(hào)進(jìn)行處理時(shí),需要將漏電信號(hào)分為三相漏電電流,以便輸出顯示。我們利用A相電壓作為相位參考基準(zhǔn)，檢測(cè)出漏電電流為I,其滯后相位為θ,由此將漏電信號(hào)復(fù)原為各相不平衡漏電電流。相位同步電路設(shè)計(jì)方案如圖42所示:圖42 相位同步電路原理圖本電路可以檢測(cè)電力網(wǎng)的電壓和電流之間0180度的相位差，而且不需要切斷被測(cè)電路。比較器LM339做過(guò)零檢測(cè)器，其靈敏度為10mv。RP和C一起作為鉗形頭的負(fù)載并取得與i（t）成比例的電壓。74LS74用于超前退后提示?；蜷T(mén)4070將電流電壓方波信號(hào)合成相位差波形p（t），經(jīng)低通濾波和A/D轉(zhuǎn)換后，由LCD顯示出來(lái)。 單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì) PIC單片機(jī)介紹提到單片機(jī)的應(yīng)用，有人這樣說(shuō)，“凡是能想到的地方，單片機(jī)都可以用得上”，這并不是個(gè)夸張。由于全世界單片機(jī)的年產(chǎn)量以億計(jì)，應(yīng)用范圍之廣，花樣之多。一時(shí)難以律述，這里僅列舉一些典型的應(yīng)用領(lǐng)域或場(chǎng)合供讀者參考[15]。1）電信電話機(jī)、無(wú)繩電話機(jī)、投幣電話機(jī)、磁卡電話饑、光卡電話機(jī)、數(shù)字或漢字子呼機(jī)、模擬或數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信手待機(jī)、無(wú)線對(duì)講機(jī)、業(yè)余無(wú)線電臺(tái)、傳真機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、通話計(jì)費(fèi)器、電話密碼鎖、來(lái)電顯示器(caller ID)等。2）家用電器 遙控電視機(jī)、錄像機(jī)、攝像機(jī)、VCD、CD、衛(wèi)星電視接收機(jī)、音響音調(diào)控制器、卡拉OK點(diǎn)唱機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)、洗碗機(jī)、微波爐、熱水器、萬(wàn)年歷、智能充電器、各種報(bào)警器、電卡電度表等。3）計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備鍵盤(pán)、打印機(jī)、繪圖儀、掃描儀、智能終端、智能擴(kuò)充卡等。4）辦公自動(dòng)化復(fù)印機(jī)、智能打字機(jī)、傳真機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理PDA等。5）工業(yè)控制數(shù)控機(jī)床、智能機(jī)器人、可編程順序控制、電機(jī)控制、過(guò)程控制、溫度控制、智能傳感器等機(jī)電一體化系統(tǒng)中。6）商用電子自動(dòng)售貨機(jī)、自動(dòng)柜員機(jī)、電子收款機(jī)、電子砰、智能卡、IC卡讀寫(xiě)器。7）玩具袖珍游戲機(jī)、電子寵物、智能玩具、遙控玩具、學(xué)習(xí)玩具等。8）儀器儀表用于醫(yī)療、化工、電子、計(jì)量等領(lǐng)域的各種智能儀器儀表。9）汽車電子點(diǎn)火控制、變速控制、防滑控制、防撞控制、排氣控制、最佳燃燒控制、防盜報(bào)警、電子地圖、車載通信裝置等。10）軍用電子各種導(dǎo)彈和魚(yú)雷的精確制導(dǎo)控制、智能武器、雷達(dá)系統(tǒng)、電子戰(zhàn)飛機(jī)等。單片機(jī)應(yīng)用的意義不僅僅限于它的廣闊范圍以及所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的還在于它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)恩想和設(shè)計(jì)方法。從前，必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分控制功能，現(xiàn)在已能使用單片機(jī)通過(guò)軟件方法實(shí)現(xiàn)了。這種以軟件取代硬件并能提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)稱之為微控制技術(shù)。微控制技術(shù)標(biāo)志著一種全新概念，隨著單片機(jī)應(yīng)