直流稳压电源及漏电保护装置课程设计(编辑修改稿)

直流稳压电源及漏电保护装置课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

方案二：采用 STC89C52 单片机作为主控制器。 如图 所示 STC89C52 是一个超低功耗， 和标准 51 系列单片机相比较具有运算速度快，抗干扰能力强，片内含 8k 空间的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读存储器，具有 512 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM）， 32个 I/O 口， 2 个 16 位可编程定时计数器。 其指令系统和传统的 8051 系列单片机指令系统兼容，降低了系统软件设计的难度，电路设计简单、价格低廉。 6 图 综合以上方案我们选择比较普通的更为熟悉的方案二 使用 STC89C52单片机为我们整个系统的控制模块电路 2 系统理论分析与计算 稳压电源分析计算 稳压芯片甄选 鉴于 赛题要求的 输入范围， 5V 输出，这样的芯片必须满足 宽输入 ，低压差稳定输出的特点 ， 各据其手册 表 提供的 数据显示， 其 压差 为 2V，若要输出 5V 稳定电压， 临界值 必须达到7V， 显然 7085 不符合要求， 为此我们多方查询资料，终于找到了适合我们的稳压芯片 LM2940， 其电气参数如表 ， 其 100mA是压差为 ， 1A 是的压差为 赛题需要的临界值，所以我们选中 此芯片来作为我们所需的稳压电源做最大贡献。 7 表 . LM7805 电气参数 表 LM2940 电气参数 有关参数的计算 稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，如输出电压、输出 电滤及电压调节范围；另一类是质量指标，反映一个稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。 对稳压电源的性能，主要有以下四个万面的要求： 1．稳定性好 当输入电压 Usr（整流、滤波的输出电压）在规定范围内变动时，输出电压 Usc 的变化应该很小一般要求 由于输入电压变化而引起输出电压变化的程度，称为稳定度指标，常用稳压 8 系数 S 来表示： S 的大小，反映一 个稳压电源克服输 入电压变化的能力。 在同样的输入电压变化条件下， S 越小，输出电压的变化越小，电源的稳定度越高。 通常 S 约为。 负载变化时（从空载到满载），输出电压 Usc，应基本保持不变。 稳压电源 这方面的性能可用输出电阻表征。 输出电阻（又叫等效内阻）用 rn 表示，它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比。 rn 反映负载变动时，输出电压维持恒定的能力， rn 越小，则 Ifz 变化时输出电压的变化也越小。 性能优良的稳压电源，输出电阻可小到 1 欧，甚至 0． 01 欧。 当环境温度变化时， 会引起输出电压的漂移。 良好的稳压电源，应在环境温度变化时，有效地抑制输出电压的漂移，保持输出电压稳定，输出电压的漂移用温度系数 KT来表示： 所谓纹波电压，是指输出电压中 50 赫或 100 赫的交流分量，通常用有效值 或峰值表示。 经过稳压作用，可以使整流滤波后的纹 波电压大大降低，降低的倍数反比于稳压系数 S 漏电检测分析 计算 漏电 检测分析 根据题目 要求，漏电装置的动作电流为 30mA，我们在负载与漏电模拟装置后面接入 阻值 10 欧 的 电阻， 漏电模拟 部分的 变化 30mA， 由于负载电阻与漏电保护 电路 为并联关系，那么必然会在 回流 负极的 干 路 接入 的 10 欧 电阻会 有 的 电压的变化， 此变化信号有 ADC0809 实时 采样，正好与前面的功率显示交相呼应，然后单片机控制继电器进行 断开 电源供电，至此漏电保护完成，复位电路通过按键让单片机 接收到信号 ，然后停止控制继电器 ， 弹簧片回弹 停止保护，接通电路， 电路 正常开始工作。 9 漏电检测 计算 漏电 中产生的数据主要是 模拟 漏电保护装置产生的电流，理论分析可 知 ，干路电流变化 30mA， 10 欧 的电阻在 30mA的变化范围内，会有 ，只要变化到 0809 就能采样到 ，这样便可以实现控制 关断 保护分析 计算 关断保护分析 在 ADC0809 采样检测 符合 动作 电流 时 ， 单片机 产生一个 低电平信号 ， 通过 ULN2020 驱动继电器动作 ，实行保护， 关断保护 计算 由于关断 保护 动作电流为 30mA， 国家规定的漏电保护 反应时间 为 1uS， 所以考虑到安全问题 ，关断的 反应速度 一定要快。 所以也就是要求 采样和 单片机 的速度一定要快 ，查询手册得知 ， 我们所用的单片机 和 模数转换模块 满足要求。 为此 就是确保 这样的电路焊接不出现虚焊脱焊就行了。 3 电路与程序设计 电路的设计 系统 总体 框图 系统总体框图如图 所示， 10 图 系统总体框 图 故障排除 ， 手动 复位 漏电保护 采样分析 发挥部分 实时显示 单片机 控制中心 采样分析 基础部分 变压整流 滤波稳压 结束 结束 11 程序流程图 主程序流程图 开始 开始 单片机 控制 漏电保护 工作 采样漏电 保护数据 单片机 扫描按键 单片机 分析比较 结束 单片机取样计算输出 单片机读取 ADC0809选取通道 采样 电路电压变化 LCD 显示 初始化 LCD Y Y Y 是否达到保护 阈值 Y Y N 解除漏电保护 是否 有键按下 Y 12 4 测试方案与测试结果 方法 鉴于现在 软件 功能强大， 我们的模块化已经在 protues 软件 仿真测试 完成 ， 与题目要求精度和结果 吻合 ， 但考虑到 现实电路的外界环境，以及手工 焊接 工艺 ， 所以我们采用 实际电路测试 ， .首先 测试 5V 稳压 的输出， 用滑动变阻器 来调节整流 滤波电路变出的 30V电压， 用数字电压表 实时测量 调节电压 的 值。 再用两个万用表分别测试 稳压模块 电压。 电流 ， 看是否符合题目要求， 符合题目要求后根据题意 测量 ， 按照 题目 基本（ 1） 要求开始 逐步测量数据，按照基本要求 测试电压调整率 ，具体做法为用 一 电压表在 测量稳压前的 的电压， 使其达到 7V时 用另一电压表测量稳压后的电压 Uo1，同理测 输入 25V 时的稳压。