基于P87LPC764型单片机的延时型漏电继电器设计

文章摘要：4．1 信号检测与放大电路图1所示是漏电保护装置中信号检测与放大部分的局部电路。该装置对漏电电流的检测用一个零序电流互感器来完成，以将检测到的被保护线路的漏电电流转换成毫伏级的交流电压信号。再由运算放大器构成的线性电路整流放大、通过对零二级放大，得到一个直流电压U20。显然，通过对零序电流互感器及相应电路参数的设定，可使U20在一段漏电电流的范围内正比于漏电的电流。这样，对漏电电流信号的处理在电路中就转化为对U20的处理。前面提到，用户可以选择、3种额定动作电流，实际上是在电路中通过调节R28、R29、R30将U20整定在3种不同的电压，并用三选一开关S2A（提供给用户 ）来实现，每次只有一种

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4．1 信号检测与放大电路

图1所示是漏电保护装置中信号检测与放大部分的局部电路。该装置对漏电电流的检测用一个零序电流互感器来完成，以将检测到的被保护线路的漏电电流转换成毫伏级的交流电压信号。再由运算放大器构成的线性电路整流放大、通过对零二级放大，得到一个直流电压U20。显然，通过对零序电流互感器及相应电路参数的设定，可使U20在一段漏电电流的范围内正比于漏电的电流。这样，对漏电电流信号的处理在电路中就转化为对U20的处理。前面提到，用户可以选择、3种额定动作电流，实际上是在电路中通过调节R28、R29、R30将U20整定在3种不同的电压，并用三选一开关S2A（提供给用户 ）来实现，每次只有一种（必须有一种）选择；额定动作电流下T1a、T1b、T1c时间的设定及5倍额定动作电流下T2a、T2b、T2c时间的设定均通过三选一开关S3A判断，同样每次只有一种（必须有一种）选择；重合闸选用单选开关S1进行设定，具体电路如图2所示。

在P87LPC764的16脚外接电阻分压器可以设定参考电位VREF，可以理解用户选择的3种不同额定动作电流所对应的U20是不同的，而参考电位VREF只有一种标准，该标准一旦设定就不能改变，所以S2A的作用就是将U20信号通过开关的引导与电位器的分压来把不同数值的U20调整到合适的大小，进而与设定的参考电位VREF进行比较。

4．2 P87LPC764的外围电路

图2是P87LPC764的外围电路部分，其中16脚是VREF电压设定端，按照图中参考可以得出VREF=2V。12脚P1.0用于重合闸判断，用户可以选择装置是否执行重合闸，P1.0为0时装置具有重合闸功能；P1.1、P1.2、P1.3用于额定动作电流下T1a、T1b、T1c时间和5倍额定动作电流下T2a、T2b、T2c的判断和选择。二级放大后的U20，一路直接送至比较器CIN1A的输入端（17脚），另外一路通过电阻分压器送至比较器CIN2A的输入端（19脚），以分别用于输入额定动作电流下的U20和5倍额定动作电流下的U20，P0.0来驱动执行电路中的继电器，初始状态设定为0（低电平，继电器吸合），将其连接于后面的执行电路即可使继电器处于吸合状态，配合交流接触器维持被保护线路的供电。

5 软件设计

软件设计主要围绕不同状态下的延时时间的设定来进行，首先判断比较器1和比较器2的输出以确定当前漏电电流的大小，具体可有三种情况：一是小于当前设定的额定动作电流；二是大于当前设定的额定动作电流但小于5倍的额定动作电流；三是大于5倍的额定动作电流，这些可以在软件中通过判断比较器1和比较器2的输出来控制。并可根据P1.0、P1.1、P1.2、P1.3的状态来决定是否实际重合闸及不同的动作时间。其程序流程如图3所示。

6 结束语

由于要区分多种延时时间，因而采用单片机的实现方案，克服了传统分立元件带来的离散性大且不易控制的弊端。P87LPC764内含电压比较器，可以很方便地控制额定动作电流和5倍额动作电流下的动作时间。软件编写中，延时时间主要以“软件延时和定时器定时”来实现，利用传递不同变量的方式来完成多种延时时间的控制，事实证明，这是软好的实现方案。

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