基于單片機(jī)的漏電保護(hù)器設(shè)計方案-在線瀏覽
2025-06-20 22:33本頁面
【正文】 許值變?yōu)椋罕Ｗo(hù)接地電阻(Ω) ≤ 安全電壓(V) ／ 額定漏電動作電流(A)例如，選定漏電保護(hù)器的額定動作電流200mA，按安全電壓50V計算，則接地電阻為：50V / = 250Ω。漏電保護(hù)器經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一個品種非常齊全、非常龐大的產(chǎn)品系列，下面將根據(jù)不同的方法將其進(jìn)行分類。（9） 根據(jù)故障信號的形式是漏電故障電流還是漏電故障電流在接地裝置或檢測元件上產(chǎn)生的電壓降，可以將漏電保護(hù)器分為電壓動作型漏電保護(hù)器和電流動作型漏電保護(hù)器。漏電保護(hù)器的種類繁多，形式各異，但基本結(jié)構(gòu)和工作原理相同。 圖22 智能型漏電保護(hù)器原理框圖1）檢測元件采用漏電電流互感器，它由封閉的環(huán)形鐵心和一次、二次繞組構(gòu)成，一次繞組有被保護(hù)電路的相、線電流流過，其作用是將采集到的漏電流信號轉(zhuǎn)換成中間環(huán)節(jié)可以接受的電壓或功率信號。因此通常包括放大器、比較器和脫扣器等。電流型漏電保護(hù)器工作原理如圖23所示。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。當(dāng)被保護(hù)電路中有人觸電或出現(xiàn)漏電故障時，由于漏電電流的存在，使得通過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。 3總設(shè)計方案圖31 智能漏電保護(hù)器硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計圖智能化漏電保護(hù)器的硬件可以劃分為五大部分,即漏電檢測電路、相位同步電路、漏電動作電流和時間延時設(shè)定電路、漏電數(shù)字顯示電路和動作執(zhí)行單元。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、漏電信號分析模塊、漏電電流顯示模塊、漏電動作輸出模塊。漏電信號分析模塊主要通過A/D轉(zhuǎn)換后,將漏電模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,對于三相電網(wǎng)來說,還要將各相漏電電流分離出來。漏電動作輸出模塊主要是將漏電電流與漏電動作值進(jìn)行比較，當(dāng)漏電電流大于設(shè)定值時,單片機(jī)發(fā)出動作信號。一般的零序電流互感器在原方電流小于25安培時它的變比和相角誤差均較大，不能滿足微機(jī)檢測設(shè)備的要求。其輸出信號接負(fù)載電阻后送低通濾波器進(jìn)一步處理。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。濾波的效果是由輸出幅值的大小來決定的，電路比較簡單，但由于電阻的分壓，使濾波輸出信號幅值變小，濾波效果不好。本文采用有源濾波。切比雪夫型濾波器在通頻帶輸出信號幅值以某一值為中心，上下波動一個小范圍，這個范圍的大小用紋波系數(shù)來表示。巴特沃斯型濾波器在通頻帶比較平坦，但截止特性緩慢。其設(shè)計性能要求達(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。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。漏電信號分析模塊中在對漏電信號進(jìn)行處理時,需要將漏電信號分為三相漏電電流,以便輸出顯示。相位同步電路設(shè)計方案如圖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電路。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?；蜷T4070將電流電壓方波信號合成相位差波形p（t），經(jīng)低通濾波和A/D轉(zhuǎn)換后，由LCD顯示出來。由于全世界單片機(jī)的年產(chǎn)量以億計，應(yīng)用范圍之廣，花樣之多。1）電信電話機(jī)、無繩電話機(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)字蜂窩移動通信手待機(jī)、無線對講機(jī)、業(yè)余無線電臺、傳真機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、通話計費(fèi)器、電話密碼鎖、來電顯示器(caller ID)等。3）計算機(jī)外圍設(shè)備鍵盤、打印機(jī)、繪圖儀、掃描儀、智能終端、智能擴(kuò)充卡等。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、過程控制、溫度控制、智能傳感器等機(jī)電一體化系統(tǒng)中。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。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、防盜報警、電子地圖、車載通信裝置等。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)計恩想和設(shè)計方法。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)。 PIC單片機(jī)是美國Microchip公司所生產(chǎn)的單片機(jī)系列產(chǎn)品型號的前綴。在所有的單片機(jī)品種當(dāng)中，它是最容易學(xué)習(xí)、最容易應(yīng)用的單片機(jī)品種之一。 世界上有一些著名計算機(jī)芯片制造公司，其單片機(jī)產(chǎn)品是在其原有的微型計算機(jī)CPU基礎(chǔ)上改造而來的，在某種程度上自然存在一定的局限性。目前，已有好幾家著名半導(dǎo)體公司仿照PIC系列單片機(jī)，開發(fā)出與之引腳兼容的系列單片機(jī)。可以說，PIC系列單片機(jī)代表著單片機(jī)發(fā)展的新動向。b. 只有35條指令的精簡指令集，而MCS51單片機(jī)的指令系統(tǒng)共有111條指令。d. 代碼壓縮率高1K字節(jié)的存儲器空間，對于像MCS51這樣的單片機(jī)，大約只能存放600條指令，而對于PIC系列的單片機(jī)能夠存放的指令數(shù)可達(dá)1024條。I/O端口驅(qū)動負(fù)載能力較強(qiáng)，能夠直接驅(qū)動發(fā)光二極管LED、光電耦合器或者微型繼電器等。g. PIC系列單片機(jī)內(nèi)集成了上電復(fù)位電路、I/O引角上拉電路、看門狗定時器等，可以最大程度地減少或免用外接器件。對于PIC系列中的任一款單片機(jī)的開發(fā)，都可以借助于一套免費(fèi)軟件綜合開發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)程序編寫和模擬仿真，在用任意一種廉價的燒寫器完成程序的固化燒寫，便形成一套最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的開發(fā)系統(tǒng)[16]。選擇PIC微控制器時，還有一點(diǎn)需特別注意，就是造價和以上所列因素之間的平衡。結(jié)合本課題的實(shí)際，根據(jù)上述因素，列出需求如下:計算所需I/O引腳的最少數(shù)目：l) 漏電檢測電路1個漏電電流采集的輸入端口。3) 漏電動作電流設(shè)定電路通過開關(guān)量輸入，設(shè)定額定緩變動作電流值、額定突變動作電流值、額定直流動作電流值及額定動作延時時間。在延時情況下。額定緩變動作電流的值由開關(guān)S1的狀態(tài)決定，額定突變動作電流值和額定動作延時間對應(yīng)的開關(guān)量由SSS2設(shè)定。表41 額定緩變電流值以及額定動作延時的開關(guān)量（S1， S2）設(shè)定緩變電流300/mA500/mA00000010非延時00010011表42 突變動作電流值以及額定動作延時的開關(guān)量（S4，S3，S2）設(shè)定突變電流30/mA50/mA100/mA不動作0100011010001010非延時01010111100110114) 漏電數(shù)字顯示電路漏電參數(shù)采用LM020L液晶顯示，需設(shè)7個I/O口。全部引腳有第二功能，部分引腳有第三功能RB0RB73340I/O端口B是一個輸入/輸出可編程的雙向端口，做輸入時內(nèi)部有可編程的弱上拉電路，此外部分引腳有第2功能RC0RC71518,2326I/O端口C是一個輸入/輸出可編程的雙向端口此外還有第2第3功能RD0RD71922,2730I/ORD端口是一個輸入/輸出可編程的雙向端口；此外全部引腳都有第2功能RE0RE2810I/ORE端口是一個輸入/輸出可編程的雙向端口；此外全部引腳都有第2第3功能VSS12,31P接地端VDD11,
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1