直流穩(wěn)壓電源及漏電保護(hù)裝置課程設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 ............................................................................................ 13 附錄 1：電路原理圖 ......................................................... 14 附錄 2：源程序 ............................................................. 15 1 直流穩(wěn)壓電源及漏電保護(hù)裝置 1 系統(tǒng)方案 本系統(tǒng) 所需 要有 整流 模塊 、 濾波 模塊， DCDC 穩(wěn)壓 模塊， 模數(shù)轉(zhuǎn)換 模塊 、 顯示模塊 、 控制模塊 、 漏電保護(hù)模塊 、 組成 ，下面分別論證這幾個(gè)模塊的選擇 。它由電源變壓器 、整流二極管 D 和負(fù)載電阻Rfz ，組成。而橋式整流電路在實(shí)際中應(yīng)用較多，變壓器負(fù)極線圈在一周內(nèi)均有電流通過(guò)。這種電路，只要增加兩只二極管口連接成 橋 式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點(diǎn)，而同時(shí)在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)。采用橋式整流電路比較好。 方案選擇： 電感濾波輸出電流較為平滑，同時(shí)電感負(fù)載有延長(zhǎng)整流二極管導(dǎo)通角的趨勢(shì)，因此輸出 電流比較平滑，避免了過(guò)大的沖擊電流。在濾波電容的容量較大的情況下，電路剛接通的瞬間，整流二極管將承受很大的浪涌電流，很可能因過(guò)流而燒毀，因此，在選用二極管時(shí)，應(yīng)注意挑選電流大一點(diǎn)的，最好采用比鍺管更經(jīng)得起電流沖擊的硅管。 3 圖 模塊 的論證與選擇 方案一： 采用 LM7085 三端穩(wěn)壓器 來(lái)穩(wěn)定電壓，這也是腦子中最先出現(xiàn)的穩(wěn)壓 芯片 ， 7805是最常用到的穩(wěn)壓芯片，它的使用方便，用很簡(jiǎn)單的電路即可以輸入一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，它的輸出電壓恰好為 5V，剛好是 51 系列單片機(jī)運(yùn)行所需的電壓，它有很多系列，如KA7805， ADS7805,CW7805 等，性能有微小的差別 ，用的最多的是 LM7805。 經(jīng)濟(jì) 適用，適合題目要求 的論證與 選擇 方案一： 采用 ADC0809 將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。該方案簡(jiǎn)單 易行，但所需的元件較多，且不容易進(jìn)行操作，可讀性差，一旦設(shè)定后，很難再加入其他的功能，顯示格式受限制且耗電量大，不宜用電池給系統(tǒng)供電 方案二 ：采用 LCD1602 顯示 ,LCD 顯示器顯示平穩(wěn)、省電、美觀，更容易實(shí)現(xiàn)題目要求， 后續(xù)的功能兼容性高，只需將軟件作修改即可，可操作性強(qiáng)，也易于讀數(shù) 其中、也是市場(chǎng)上經(jīng)典 的顯示器 ， 大眾化普及率高 。但 CPLD 在控制上較單片機(jī)有較大的劣勢(shì)。 方案二：采用 STC89C52 單片機(jī)作為主控制器。 7 表 . LM7805 電氣參數(shù) 表 LM2940 電氣參數(shù) 有關(guān)參數(shù)的計(jì)算 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)可以分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是特性指標(biāo)，如輸出電壓、輸出 電濾及電壓調(diào)節(jié)范圍；另一類(lèi)是質(zhì)量指標(biāo)，反映一個(gè)穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣，包括穩(wěn)定度、等效內(nèi)阻（輸出電阻）、紋波電壓及溫度系數(shù)等。 負(fù)載變化時(shí)（從空載到滿(mǎn)載），輸出電壓 Usc，應(yīng)基本保持不變。性能優(yōu)良的穩(wěn)壓電源，輸出電阻可小到 1 歐，甚至 0． 01 歐。 9 漏電檢測(cè) 計(jì)算 漏電 中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)主要是 模擬 漏電保護(hù)裝置產(chǎn)生的電流，理論分析可 知 ，干路電流變化 30mA， 10 歐 的電阻在 30mA的變化范圍內(nèi)，會(huì)有 ，只要變化到 0809 就能采樣到 ，這樣便可以實(shí)現(xiàn)控制 關(guān)斷 保護(hù)分析 計(jì)算 關(guān)斷保護(hù)分析 在 ADC0809 采樣檢測(cè) 符合 動(dòng)作 電流 時(shí) ， 單片機(jī) 產(chǎn)生一個(gè) 低電平信號(hào) ， 通過(guò) ULN2020 驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作 ，實(shí)行保護(hù)， 關(guān)斷保護(hù) 計(jì)算 由于關(guān)斷 保護(hù) 動(dòng)作電流為 30mA， 國(guó)家規(guī)定的漏電保護(hù) 反應(yīng)時(shí)間 為 1uS， 所以考慮到安全問(wèn)題 ，關(guān)斷的 反應(yīng)速度 一定要快。再用兩個(gè)萬(wàn)用表分別測(cè)試 穩(wěn)壓模塊 電壓。所以 只需一個(gè)萬(wàn)用表 介入輸出端測(cè)量電壓即可。 14 附錄 1：電路原理圖 C4200R21KRIN21OUT3ADJU1LM317TD1Bridge1D15KD2 1N4007D31N4002D41N4002470uFC32200uFC122uFC522uFC10 T1~220VIN12OUT3GNDU212345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U1 P89C51RD2HBPIN31IN42IN53IN64IN75START6EOC7D38OE9CLK10VCC11VREF+12GND13D114D215VREF16D017D418D519D620D721ALE22ADD C23ADD B24ADD A25IN026IN127IN228U2 ADC0809CCN4CLK3D21Q5Q6CLRPRU4ASN74LS74AD10CLK11D1213Q9Q8CLRPRU4BSN74LS74AD12Y? XTAL30pFC1230pFC11GND GNDVCCVCCGNDVCCGNDGNDVCCVCCCJ1CJ11KR7 RPot1KR41KR6 RPotCJ2D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7VCCGNDVCCVCCALEALEAD0D1 D2D3 D4 D5 D6 D712345K1 RelayIN11IN22IN33IN44IN55IN66IN77OUT116OUT314OUT413OUT512OUT611OUT710OUT215COM9GND8U3 ULN2020AVCCGNDVCCBEEPBEEPC223 1S? SWSPDTGNDCLKCLK10uFC3GND整流、濾波、穩(wěn)壓模塊可調(diào)電壓生成模塊5V、1A生成模塊漏電保護(hù)模塊單片最小
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