基于單片機(jī)的漏電保護(hù)裝置設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計(參考版)
2025-07-05 17:45本頁面
【正文】 本次競賽極大的鍛煉了我們各方面的能力，雖然我們遇到了很多困難和障礙，但總體上成功與挫折交替，困難與希望并存，我們將繼續(xù)努力爭取更大的進(jìn)步。 顯示輸出功率 有顯示 過流保護(hù)的動作電流 30mA 發(fā)揮部分 漏電保護(hù)裝置沒有動作時，輸出電壓≥ 實際輸出 漏電保護(hù)裝置電流誤差絕對值 ≤ 5% 實際誤差 ≤ 1% 要求接入功耗低 實際功耗低 11 結(jié)果分析： 各項結(jié)果都符合系統(tǒng)指標(biāo)，產(chǎn)生誤差的原因包括：電阻精度不夠等。 系統(tǒng)對題目的完成情況： 表 4 系統(tǒng)對題目的完成情況對照表 基本部分 要求 實現(xiàn) 輸出電壓 5V 輸出電壓 5V 最大輸出電流 1A 符合要求 電壓調(diào)整率 Su≤1% 電壓調(diào)整率為 % 負(fù)載調(diào)整率 SL≤1% 負(fù)載調(diào)整率 % 輸入變化時輸出為 5177。 率測試結(jié)果如表 3： 表 3 負(fù)載調(diào)整率測試 輸出電流（ A） 1 1 1 輸出電壓（ V) 5 負(fù)載調(diào)整率： （ ） /5*100%=%。 Q?P N P 1+5L S ?S P E A K E RD?L E DI/ O報警電路 圖 11 報警電路 三、程序設(shè)計 主程序設(shè)計： 9 開 始A D C 0 8 0 4采樣1 6 0 2顯 示報 警結(jié) 束排 除 故 障保 護(hù) 電 路初 始 化電 流 檢 測IF超 過 設(shè) 定 值正 常 工 作復(fù) 位 圖 12 主程序流程圖 四、測試方案與測試結(jié)果 測試儀器 UT39A 數(shù)字萬用表、 KXN30400 高精密數(shù)字萬用表、 UT805 微機(jī)電源。采用低噪聲、高共模抑制、高輸入阻抗、低功耗的高性能儀表放大器 INA128。注：在三極管截止的瞬間，由于線圈中的電流不能突變?yōu)榱?，繼電器線圈兩端會產(chǎn)生一個較高電壓的感應(yīng)電動勢，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢則可以通過二極管 IN4148釋放，從而保護(hù)了三極管免被擊穿，也消除 了感應(yīng)電動勢對其他電路的干擾，這就是二極管 D1的保護(hù)作用。 51627384I N A 28 25162 7384I N A 12 8+5 1 2R?R E S 3R?R E S 1R?P O T 1+ 1 2O U T采樣電路 圖 6 采樣電路的設(shè)計 漏電檢測電路設(shè)計 +5+5+52376 5184L M 31 1L M 31 1R?R E S 1R?R E S 1R?V+R?R E S 3V+30 m A 保護(hù)電路 圖 7 30mA 漏電檢測電路 關(guān)斷保護(hù)電路的設(shè)計 51 單片機(jī)控制繼電器驅(qū)動原 理： 7 當(dāng) 51 單片機(jī)引腳輸出低電平時，三極管 2N3906 飽和導(dǎo)通，＋ 5V 電源加到繼電器線圈兩端，繼電器吸合，同時狀態(tài)指示的發(fā)光二極管也點亮，繼電器的常開觸點閉合，相當(dāng)于開關(guān)閉合。因取樣電壓很小很小，故使用 INA128 對它進(jìn)行放大 1000 倍，使它有一個穩(wěn)定的電壓值。電阻增大則電路效率下降，而我們選用的康銅絲電阻僅為 ，所以康銅絲對電路的影響可以完全忽略不計。公式：開 始ADC0804采樣1602顯 示報 警結(jié) 束排 除 故 障保 護(hù) 電 路初 始 化電 流 檢 測IF超 過 設(shè) 定 值正 常 工 作復(fù) 位。 考慮到可行性，綜合比較之后：選擇方案二。為了實現(xiàn) IGBT 的短路保護(hù)，則必須進(jìn)行過流檢測。 方案三： IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）兼有場效應(yīng)晶體管輸入阻抗高、驅(qū)動功率小和雙極型晶體管電壓、電流容量大及管壓降低的特點。當(dāng)輸入低電平時，晶體管截止，繼電器線圈斷電，觸點斷開。 方案二：通過單片機(jī) I/O 口控制，驅(qū)動電磁繼電器。 當(dāng)發(fā)生漏電或者有人觸電時，通過零序電流互感器一次測各相電流相量和不再等于零，產(chǎn)生了漏電電流。 關(guān)斷保護(hù)電路的設(shè)計 方案一：漏電保護(hù)電路主要包括：檢測元件（零序電流互感器）、中間環(huán)節(jié)（放大器、比較器、脫扣器）、執(zhí)行元件（主開 關(guān)）等幾個部分。經(jīng)過測試，在 1Ω 的康錳銅電阻絲上通過約 2A 電流，由于產(chǎn)生的熱量引起的升溫，只會引起 ，對電流的穩(wěn)定起了很重要的作用。價格便宜、對電路影響可忽略不計、其阻值低、精度高、溫度系數(shù) 低、具有無電感、高 過載能力 。選用 ，讓 ADC0804 能測得康銅絲兩 端的電壓差。此電路質(zhì)量可靠，抗干擾性強(qiáng)。電流檢測由三相交流互感器、整流濾波電路和分壓電路組成。電流漏電檢測電路實現(xiàn)對三相交流電電壓、電流和漏電的檢測，以實現(xiàn)對過壓、欠壓、過流和漏電的保護(hù)。 綜合比較之后，選擇方 案四。所以此電路具有效率高、壓差小、靜態(tài)電流小、外接元件小的優(yōu)勢。如果輸入電壓和輸出電壓不是很接近， LDO的輸入電流基本上是等于輸出電流的，如果壓降太大，耗在 LDO 上能量太大，效率不高。缺點：效率不高
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