基于P87LPC764型單片機(jī)的延時(shí)型漏電繼電器設(shè)計(jì)

摘要：介紹以P87LPC764型單片機(jī)為核心的延時(shí)型漏電繼電器設(shè)計(jì)方案。該方案可供用戶選擇實(shí)現(xiàn)額定動(dòng)作電流和5倍額定動(dòng)作電流下不同的延時(shí)動(dòng)作時(shí)間，并有重合閘設(shè)定選擇功能。解決了以往傳統(tǒng)分立元件帶來(lái)的延時(shí)時(shí)間離散性大且不實(shí)現(xiàn)的弊端。 關(guān)鍵詞：延時(shí)時(shí)間 漏電繼電器 單片機(jī) 設(shè)計(jì) 1 引言 漏電繼電器是一種可在被保護(hù)線路漏電電流達(dá)到設(shè)定值(額定動(dòng)作電流IΔ)后切斷被保護(hù)線路供電電源的保護(hù)裝置。漏電信號(hào)的檢測(cè)由零序電流互感器來(lái)完成，它可將檢測(cè)到的被保護(hù)線路的漏電電流轉(zhuǎn)換成毫伏級(jí)的交流電壓信號(hào)，再通過(guò)信號(hào)整流、放大和濾波得到一個(gè)直流電壓，然后配合相應(yīng)的控制電路來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行回路，以實(shí)現(xiàn)切斷保護(hù)線路供電電源的控制目的。簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是信號(hào)檢測(cè)→濾波→二級(jí)放大→控制電路→驅(qū)動(dòng)執(zhí)行回路→切斷被保護(hù)線路電源。 本文給出的延時(shí)型漏電繼電器解決方案就是利用P87LPC764型單片機(jī)構(gòu)成控制電路來(lái)取代傳統(tǒng)的電路，該電路可在不同IΔ條件下實(shí)現(xiàn)不同的延時(shí)動(dòng)作時(shí)間及其他相關(guān)功能。 2 繼電器的功能 根據(jù)漏電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)及延時(shí)型漏電繼電器驅(qū)動(dòng)要求，該保護(hù)裝可以實(shí)現(xiàn)以下功能： (1)用戶可選擇3檔額定動(dòng)作電流(分別記為IΔ1、IΔ2、IΔ3)，在使用中由用戶根據(jù)被保護(hù)線路的實(shí)際狀況來(lái)決定。一般可以設(shè)定IΔ1 (3)與第一點(diǎn)對(duì)應(yīng)，在5倍額定動(dòng)作電流下，這3檔電流可分別記為5IΔ1、5IΔ2、5IΔ3，相應(yīng)的3檔延時(shí)動(dòng)作時(shí)間為T2a、T2b、T2c，同樣設(shè)定T2a 而參考電位VREF只有一種標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)一旦設(shè)定就不能改變，所以S2A的作用就是將U20信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)的引導(dǎo)與電位器的分壓來(lái)把不同數(shù)值的U20調(diào)整到合適的大小，進(jìn)而與設(shè)定的參考電位VREF進(jìn)行比較。 4.2 P87LPC764的外圍電路 圖2是P87LPC764的外圍電路部分，其中16腳是VREF電壓設(shè)定端，按照?qǐng)D中參考可以得出VREF=2V。12腳P1.0用于重合閘判斷，用戶可以選擇裝置是否執(zhí)行重合閘，P1.0為0時(shí)裝置具有重合閘功能;P1.1、P1.2、P1.3用于額定動(dòng)作電流下T1a、T1b、T1c時(shí)間和5倍額定動(dòng)作電流下T2a、T2b、T2c的判斷和選擇。二級(jí)放大后的U20，一路直接送至比較器CIN1A的輸入端(17腳)，另外一路通過(guò)電阻分壓器送至比較器 CIN2A的輸入端(19腳)，以分別用于輸入額定動(dòng)作電流下的U20和5倍額定動(dòng)作電流下的U20，P0.0來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電路中的繼電器，初始狀態(tài)設(shè)定為 0(低電平，繼電器吸合)，將其連接于后面的執(zhí)行電路即可使繼電器處于吸合狀態(tài)，配合交流接觸器維持被保護(hù)線路的供電。 5 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)主要圍繞不同狀態(tài)下的延時(shí)時(shí)間的設(shè)定來(lái)進(jìn)行，首先判斷比較器1和比較器2的輸出以確定當(dāng)前漏電電流的大小，具體可有三種情況：一是小于當(dāng)前設(shè)定的額定動(dòng)作電流;二是大于當(dāng)前設(shè)定的額定動(dòng)作電流但小于5倍的額定動(dòng)作電流;三是大于5倍的額定動(dòng)作電流，這些可以在軟件中通過(guò)判斷比較器1和比較器2的輸出來(lái)控制。并可根據(jù)P1.0、P1.1、P1.2、P1.3的狀態(tài)來(lái)決定是否實(shí)際重合閘及不同的動(dòng)作時(shí)間。其程序流程如圖3所示。 6 結(jié)束語(yǔ) 由于要區(qū)分多種延時(shí)時(shí)間，因而采用單片機(jī)的實(shí)現(xiàn)方案，克服了傳統(tǒng)分立元件帶來(lái)的離散性大且不易控制的弊端。P87LPC764內(nèi)含電壓比較器，可以很方便地控制額定動(dòng)作電流和5倍額動(dòng)作電流下的動(dòng)作時(shí)間。軟件編寫中，延時(shí)時(shí)間主要以“軟件延時(shí)和定時(shí)器定時(shí)”來(lái)實(shí)現(xiàn)，利用傳遞不同變量的方式來(lái)完成多種延時(shí)時(shí)間的控制，事實(shí)證明，這是軟好的實(shí)現(xiàn)方案。