基于80c51單片機(jī)的漏電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-01-25 10:18本頁(yè)面
【正文】 測(cè)電路的設(shè)計(jì)方案一：三相交流電電壓電流漏電檢測(cè)電路。這種設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)化了開(kāi)關(guān)電源的多路輸出設(shè)計(jì),減小了負(fù)載調(diào)整率,提高了電源抑制比,并加強(qiáng)了開(kāi)關(guān)電源的過(guò)流保護(hù)功能。由于此電路的低壓差特性和升降壓電路的高效性。方案四：~25V通過(guò)降壓變?yōu)?V,，最后再通過(guò)一個(gè)LDO直流穩(wěn)壓電路，具有較低的靜態(tài)電流和壓差，主要用于壓差較小的場(chǎng)合，可固定輸出電壓5V。優(yōu)點(diǎn)：壓差小、靜態(tài)電流小、外接元件小。 缺點(diǎn)：開(kāi)關(guān)晶體管發(fā)射極不接地，使驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜化、成本高。既然我們不能直接把7~25V的輸入電壓變?yōu)楣潭ǖ?V輸出，那我們就先把7~25V降壓，然后再升壓，從而達(dá)到題目要求的固定輸出5V、1A的要求。方案二：將Buck與Boost兩種形式的變換器結(jié)合起來(lái)，產(chǎn)生一種新的變換器，叫做BUCKBOOST變換器，也叫升降壓式變換器。缺點(diǎn)：在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器 （當(dāng)然小功率的條件下不用）。 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案一：用固定式三端集成穩(wěn)壓電路7805設(shè)計(jì)制作連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓的實(shí)際電路中兩個(gè)電阻主要用來(lái)調(diào)整輸出電壓最高輸出電壓受穩(wěn)壓器最大輸入電壓及最小輸入輸出壓差的限制，該固定式三端集成穩(wěn)壓集成電路7805最大輸入電壓為35V，輸入輸出差要保持2V以上，因此該電路中由于穩(wěn)壓器的直流輸入電壓為7~25V，所以該電路的輸出最大值為5~23V。不需要外圍電路，硬件和軟件的開(kāi)支比較小，更重要的是他的抗干擾能力比較強(qiáng)，但它的價(jià)格要比AT89S52要高。方案二：采用STC89C58RD+。AT89S52單片機(jī)是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。最后可以通過(guò)鍵盤控制電路復(fù)位。顯示部分由1602液晶組成，方便顯示相關(guān)信息。電壓檢測(cè)和引腳判定有康銅絲和ADC0804組成，完成AD采樣和芯片引腳個(gè)數(shù)的判定。其中主控部分由STC89C58RD及相關(guān)電路組成，它是整個(gè)系統(tǒng)的核心。（4）其他。（2）要求漏電保護(hù)裝置動(dòng)作電流誤差的絕對(duì)值≤5%。排除漏電故障后，按下K恢復(fù)輸出。調(diào)節(jié)R，將漏電動(dòng)作電流設(shè)定為30mA。發(fā)揮部分設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)作電流為30mA的漏電保護(hù)裝置（使用基本要求部分制作的直流穩(wěn)壓電源供電，不得使用其他電源）。（3）連接方式不變，直流輸入電壓固定在7V，要求負(fù)載調(diào)整率SL≤1%。（2）連接方式不變，RL阻值固定為5Ω。當(dāng)直流輸入電壓在7~25V變化時(shí)，要求輸出電壓為5177。關(guān)鍵字：LDO線性直流穩(wěn)壓、漏電保護(hù)目 錄一、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 1 設(shè)計(jì)要求 1 總體方案設(shè)計(jì) 1 總體電路圖設(shè)計(jì) 2 3 主控芯片單片機(jī)（MCU）的設(shè)計(jì)方案論證與選擇 3 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 3 漏電檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 4 關(guān)斷保護(hù)電路的設(shè)計(jì) 4二、主要單元電路的設(shè)計(jì) 5 穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì) 5 采樣電路的設(shè)計(jì) 6 漏電檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 7 放大電路的設(shè)計(jì) 8 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 9三、程序設(shè)計(jì) 9四、測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果 10 10 指標(biāo)測(cè)試和測(cè)試數(shù)據(jù) 11： 11： 11： 11 過(guò)流保護(hù)： 11 系統(tǒng)對(duì)題目的完成情況： 12 結(jié)果分析： 12五、結(jié)論 12參考文獻(xiàn)： 13一、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求基本要求設(shè)計(jì)一臺(tái)額定電壓為5V，額定輸出電流為1A的直流穩(wěn)壓電源。由于低壓差線性穩(wěn)壓器LDO具有極低噪聲、高穩(wěn)壓性能和低成本等優(yōu)點(diǎn)，在便攜式電子產(chǎn)品的低耗電源系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。此直流穩(wěn)壓電源及漏電保護(hù)裝置是基于升降壓電路和LDO低壓差穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)的線性直流穩(wěn)壓電源。 直流穩(wěn)壓電源及漏電保護(hù)裝置（L題）摘 要穩(wěn)壓電源是各種電子電路、電子設(shè)備所必不可少的動(dòng)力來(lái)源，對(duì)于整個(gè)電路的重要性是不言而喻的。研究直流穩(wěn)壓電源，就是為了提高電源的使用性能和提高電源的電氣性能。該控制器由兩個(gè)獨(dú)立的控制器和低壓差穩(wěn)壓電路組成。完善開(kāi)關(guān)電源的直流穩(wěn)壓電源應(yīng)具有漏電保護(hù)裝置，漏電動(dòng)作電流30mA的漏電保護(hù)裝置，作為防止人體直接或間接保護(hù)。（1）轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S接1端，RL阻值固定為5Ω。電壓調(diào)整率SU≤1%。~7V變化時(shí)，要求輸出電壓為5177。（4）制作一個(gè)功率測(cè)量與顯示電路，實(shí)時(shí)顯示穩(wěn)壓電源的輸出功率。（1）轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S接2端，將RL接到漏電保護(hù)裝置的輸出端，阻值固定為20Ω，R和電流表A組成模擬漏電支路（見(jiàn)圖1）。將漏電保護(hù)裝置動(dòng)作后，RL兩端電壓為0V并保持自鎖。要求漏電保護(hù)裝置沒(méi)有動(dòng)作時(shí)，輸出電壓 ≥。（3）盡量減少漏電保護(hù)裝置的接入功耗。 總體方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖如下圖所示。電源部分由及相關(guān)電路組成，為整個(gè)系統(tǒng)正常穩(wěn)定地工作提供穩(wěn)定的電壓。待測(cè)芯片部分的所有管腳都受MCU的控制，MCU能夠讀取它的所有信息。 圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架 總體電路圖設(shè)計(jì)圖2 電路框圖當(dāng)直流輸入電壓在7~25V變化時(shí)，通過(guò)一個(gè)BuckBoost電路拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)讓其穩(wěn)定輸出5V的電壓，再使用康銅絲鏈接一個(gè)放大電路，通過(guò)ADC0804采樣獲得是是實(shí)時(shí)的電流、電壓值并在1602上顯示，當(dāng)檢測(cè)電路電流超過(guò)30mA時(shí)，漏電保護(hù)電路啟動(dòng)，斷開(kāi)電路并進(jìn)行報(bào)警。 主控芯片單片機(jī)（MCU）的設(shè)計(jì)方案論證與選擇方案一：采用Atmel公司的AT89S52。此芯片價(jià)格比較便宜，但抗干擾能力差。它也是基于80C51內(nèi)核，管腳與89S52完全兼容。綜合比較后，選擇方案二。優(yōu)點(diǎn)：在穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓范圍內(nèi)，其穩(wěn)壓精度可達(dá)177。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過(guò)高時(shí)，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。優(yōu)點(diǎn)：效率高、電路簡(jiǎn)單、電壓變比可由零到無(wú)窮大，即可升壓又可降壓。方案三： LDO基本工作原理是：系統(tǒng)加電，如果使能腳處于高電平時(shí)，電路開(kāi)始啟動(dòng)，恒流源電路給整個(gè)電路提供偏置，基準(zhǔn)源電壓快速建立，輸出隨著輸入不斷上升，當(dāng)輸出即將達(dá)到規(guī)定值時(shí)，由反饋網(wǎng)絡(luò)得到的輸出反饋電壓也接近于基準(zhǔn)電壓值，此時(shí)誤差放大器將輸出反饋電壓和基準(zhǔn)電壓之間的誤差小信號(hào)進(jìn)行放大，再經(jīng)調(diào)整管放大到輸出，從而形成負(fù)反饋，保證了輸出電壓穩(wěn)定在規(guī)定值上，同理如果輸入電壓變化或輸出電流變化，這個(gè)閉環(huán)回路將使輸出電壓保持不變，即：Vout=(R1+R2)／R2 Vref。缺點(diǎn)：效率不高。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。所以此電路具有效率高
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