基于P87LPC764型單片機的延時型漏電繼電器設計

摘要：介紹以P87LPC764型單片機為核心的延時型漏電繼電器設計方案。該方案可供用戶選擇實現(xiàn)額定動作電流和5倍額定動作電流下不同的延時動作時間，并有重合閘設定選擇功能。解決了以往傳統(tǒng)分立元件帶來的延時時間離散性大且不實現(xiàn)的弊端。 關鍵詞：延時時間 漏電繼電器 單片機 設計 1 引言 漏電繼電器是一種可在被保護線路漏電電流達到設定值(額定動作電流IΔ)后切斷被保護線路供電電源的保護裝置。漏電信號的檢測由零序電流互感器來完成，它可將檢測到的被保護線路的漏電電流轉(zhuǎn)換成毫伏級的交流電壓信號，再通過信號整流、放大和濾波得到一個直流電壓，然后配合相應的控制電路來驅(qū)動執(zhí)行回路，以實現(xiàn)切斷保護線路供電電源的控制目的。簡單的實現(xiàn)過程是信號檢測→濾波→二級放大→控制電路→驅(qū)動執(zhí)行回路→切斷被保護線路電源。 本文給出的延時型漏電繼電器解決方案就是利用P87LPC764型單片機構成控制電路來取代傳統(tǒng)的電路，該電路可在不同IΔ條件下實現(xiàn)不同的延時動作時間及其他相關功能。 2 繼電器的功能 根據(jù)漏電保護標準及延時型漏電繼電器驅(qū)動要求，該保護裝可以實現(xiàn)以下功能： (1)用戶可選擇3檔額定動作電流(分別記為IΔ1、IΔ2、IΔ3)，在使用中由用戶根據(jù)被保護線路的實際狀況來決定。一般可以設定IΔ1 (3)與第一點對應，在5倍額定動作電流下，這3檔電流可分別記為5IΔ1、5IΔ2、5IΔ3，相應的3檔延時動作時間為T2a、T2b、T2c，同樣設定T2a 而參考電位VREF只有一種標準，該標準一旦設定就不能改變，所以S2A的作用就是將U20信號通過開關的引導與電位器的分壓來把不同數(shù)值的U20調(diào)整到合適的大小，進而與設定的參考電位VREF進行比較。 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電壓設定端，按照圖中參考可以得出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時裝置具有重合閘功能;P1.1、P1.2、P1.3用于額定動作電流下T1a、T1b、T1c時間和5倍額定動作電流下T2a、T2b、T2c的判斷和選擇。二級放大后的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作電流下的U20和5倍額定動作電流下的U20，P0.0來驅(qū)動執(zhí)行電路中的繼電器，初始狀態(tài)設定為 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線路的供電。 5 軟件設計 軟件設計主要圍繞不同狀態(tài)下的延時時間的設定來進行，首先判斷比較器1和比較器2的輸出以確定當前漏電電流的大小，具體可有三種情況：一是小于當前設定的額定動作電流;二是大于當前設定的額定動作電流但小于5倍的額定動作電流;三是大于5倍的額定動作電流，這些可以在軟件中通過判斷比較器1和比較器2的輸出來控制。并可根據(jù)P1.0、P1.1、P1.2、P1.3的狀態(tài)來決定是否實際重合閘及不同的動作時間。其程序流程如圖3所示。 6 結(jié)束語 由于要區(qū)分多種延時時間，因而采用單片機的實現(xiàn)方案，克服了傳統(tǒng)分立元件帶來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作電流和5倍額動作電流下的動作時間。軟件編寫中，延時時間主要以“軟件延時和定時器定時”來實現(xiàn)，利用傳遞不同變量的方式來完成多種延時時間的控制，事實證明，這是軟好的實現(xiàn)方案。