基于单片机的漏电保护装置设计设计

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1、题目：直流稳压电源及漏电保护装置（L题）摘要稳压电源是各种电子电路、电子设备所必不可少的动力来源，对于整个电路的重要性是不言而喻的。研究直流稳压电源，就是为了提高电源的使用性能和提高电源的电气性能。此直流稳压电源及漏电保护装置是基于升降压电路和LDO低压差稳压电路设计的线性直流稳压电源。该控制器由两个独立的控制器和低压差稳压电路组成。由于低压差线性稳压器LDO具有极低噪声、高稳压性能和低成本等优点，在便携式电子产品的低耗电源系统中得到广泛应用。完善开关电源的直流稳压电源应具有漏电保护装置，漏电动作电流30mA的漏电保护装置

2、，作为防止人体直接或间接保护。关键字：LDO线性直流稳压、漏电保护目录一、系统方案设计11.1设计要求11.2总体方案设计11.3总体电路图设计21.4方案论证与比较31.4.1主控芯片单片机（MCU）的设计方案论证与选择31.4.2稳压电源的设计31.4.3漏电检测电路的设计41.4.4关断保护电路的设计4二、主要单元电路的设计52.1稳压电源电路的设计52.2采样电路的设计62.3漏电检测电路设计72.4放大电路的设计82.5报警电路的设计9三、程序设计9四、测试方案与测试结果104.1测试仪器104.2指标测试和测试

3、数据114.2.1输出电压范围测试结果如表1：114.2.2电压调整率测试结果如表2：114.2.3负载调整率测试结果如表3：114.2.4过流保护：114.3系统对题目的完成情况：124.4结果分析：12五、结论12参考文献：13一、系统方案设计1.1设计要求1、基本要求设计一台额定电压为5V，额定输出电流为1A的直流稳压电源。（1）转换开关S接1端，RL阻值固定为5Ω。当直流输入电压在7~25V变化时，要求输出电压为5±0.05V，电压调整率SU≤1%。（2）连接方式不变，RL阻值固定为5Ω。当直流输入电压在5.5~7

4、V变化时，要求输出电压为5±0.05V。（3）连接方式不变，直流输入电压固定在7V，当直流稳压电源输出电流由1A减小到0.01A时，要求负载调整率SL≤1%。（4）制作一个功率测量与显示电路，实时显示稳压电源的输出功率。2、发挥部分设计一个动作电流为30mA的漏电保护装置（使用基本要求部分制作的直流稳压电源供电，不得使用其他电源）。（1）转换开关S接2端，将RL接到漏电保护装置的输出端，阻值固定为20Ω，R和电流表A组成模拟漏电支路（见图1）。调节R，将漏电动作电流设定为30mA。将漏电保护装置动作后，RL两端电压为0V并

5、保持自锁。排除漏电故障后，按下K恢复输出。要求漏电保护装置没有动作时，输出电压≥4.6V。（2）要求漏电保护装置动作电流误差的绝对值≤5%。（3）尽量减少漏电保护装置的接入功耗。（4）其他。1.2总体方案设计系统框图如下图所示。其中主控部分由STC89C58RD及相关电路组成，它是整个系统的核心。电源部分由及相关电路组成，为整个系统正常稳定地工作提供稳定的电压。电压检测和引脚判定有康铜丝和ADC0804组成，完成AD采样和芯片引脚个数的判定。待测芯片部分的所有管脚都受MCU的控制，MCU能够读取它的所有信息。显示部分由16

6、02液晶组成，方便显示相关信息。12图1系统设计框架1.3总体电路图设计图2电路框图当直流输入电压在7~25V变化时，通过一个Buck-Boost电路拓补结构让其稳定输出5V的电压，再使用康铜丝链接一个放大电路，通过ADC0804采样获得是是实时的电流、电压值并在1602上显示，当检测电路电流超过30mA时，漏电保护电路启动，断开电路并进行报警。最后可以通过键盘控制电路复位。1.4方案论证与比较1.4.1主控芯片单片机（MCU）的设计方案论证与选择方案一：采用Atmel公司的AT89S52。AT89S52单片机是一种低功耗

7、、高性能12CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。此芯片价格比较便宜，但抗干扰能力差。方案二：采用STC89C58RD+。它也是基于80C51内核，管脚与89S52完全兼容。不需要外围电路，硬件和软件的开支比较小，更重要的是他的抗干扰能力比较强，但它的价格要比AT89S52要高。综合比较后，选择方案二。1.4.2稳压电源的设计方案一：用固定式三端集成稳压电路7805设计制作连续可调直流稳压的实际电路中两个电阻主要用来调整输出电压最高输出电压受稳压器最大输入电压及最小输入输出压差的限制，该固定式三端集成

8、稳压集成电路7805最大输入电压为35V，输入输出差要保持2V以上，因此该电路中由于稳压器的直流输入电压为7~25V，所以该电路的输出最大值为5~23V。优点：在稳压器的稳压范围内，其稳压精度可达±0.03。缺点：在实际应用中，应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器（当然小功率的条件下不用）。当稳压管