一種漏電保護系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電路保護裝置領(lǐng)域，特別涉及一種漏電保護系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]漏電保護器，簡稱漏電開關(guān)，又叫漏電斷路器，主要是用來在設(shè)備發(fā)生漏電故障時以及對有致命危險的人身觸電保護，具有過載和短路保護功能，可用來保護線路或電動機的過載和短路，亦可在正常情況下作為線路的不頻繁轉(zhuǎn)換啟動之用。
[0003]傳統(tǒng)的漏電保護器采用三極管放大電流，這種類型的電路構(gòu)成的電源效率相對較低精度較低，同時，利用模擬開關(guān)來控制電路通斷，但是會存在基準(zhǔn)電壓不符模擬開關(guān)要求的情況。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供了一種漏電保護系統(tǒng)。本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]一種漏電保護系統(tǒng)，包括:
[0006]線性直流恒流源，用以輸出5V線性直流穩(wěn)壓源；
[0007]轉(zhuǎn)換開關(guān)，連接線性直流恒流源的輸出端；
[0008]漏電保護裝置，連接轉(zhuǎn)換開關(guān)的一路輸出；
[0009]負載，連接轉(zhuǎn)換開關(guān)的另一路輸出；
[0010]單片機，連接線性直流恒流源；
[0011]其中，漏電保護裝置包括:
[0012]霍爾元件，連接轉(zhuǎn)換開關(guān)，在線性直流恒流源未漏電的狀態(tài)下，霍爾元件的輸入輸出兩端電流平衡，在線性直流恒流源漏電的狀態(tài)下，霍爾元件的輸入輸出兩端電流不平衡，輸出電壓發(fā)生變化；
[0013]運算放大器，連接霍爾元件，將漏電狀態(tài)下的霍爾元件的輸出的變化電壓進行差模放大，并送入單片機，在變化電壓達到一預(yù)定值的狀態(tài)下，單片機對線性直流恒流源進行漏電保護。
[0014]較佳的，線性直流恒流源包括:負載過流保護電路，使用運算放大器同相輸入端進行電流采樣，在輸出電流增大超過一閾值時，限制輸出電流。
[0015]較佳的，還包括外部電路，連接單片機，外部電路包括液晶屏、溫度傳感器、風(fēng)扇及恢復(fù)按鈕。
[0016]較佳的，在線性直流恒流源未漏電的狀態(tài)下，霍爾元件的輸出端電壓為0V。
[0017]經(jīng)過測試，本實用新型能夠有效進行漏電保護，可靠性高。
【附圖說明】
[0018]圖1所示的是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖2所示的是線性直流恒流源的電路圖；
[0020]圖3所示的是漏電保護裝置的電路圖；
[0021]圖4所示的是負載過流保護電路的電路圖；
[0022]圖5所示的是單片機的電路圖；
[0023]圖6所示的是本實用新型的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0024]以下將結(jié)合本實用新型的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本實用新型的一部分實例，并不是全部的實例，基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0025]為了便于對本實用新型實施例的理解，下面將結(jié)合附圖以具體實施例為例作進一步的解釋說明，且各個實施例不構(gòu)成對本實用新型實施例的限定。
[0026]如圖1所示，本實用新型提供的一種漏電保護系統(tǒng)，主要包括:線性直流恒流源(圖1虛線框部分)，轉(zhuǎn)換開關(guān)，漏電保護裝置，負載以及單片機。
[0027]如圖2所示，本實用新型的線性直流恒流源輸入電壓由外界提供，電壓為DC5.5-25V，輸出為線性5V直流穩(wěn)壓源，我們選用C511的PNP管作為開關(guān)管，原理如下:當(dāng)電網(wǎng)電壓或負載變動引起輸出電壓變化時，取樣電路將輸出電壓的一部分反饋送回，運算放大器和基準(zhǔn)電壓進行比較，產(chǎn)生的誤差電壓經(jīng)放大后經(jīng)過推動級去控制調(diào)整管的基極，自動地改變調(diào)整管集一射極間的電壓，補償輸出的變化，從而維持輸出電壓基本不變。
[0028]因為基準(zhǔn)電源采用TL431，陰極和控制極連接，這時，TL431穩(wěn)定電壓值約為2.5V，同樣，運算放大器的3腳電壓也要求在2.5V左右。這時R6電阻的阻值選擇為300 Ω，則Rl為:
[0029]Vo=Rl*2.5/300+2.5
[0030]Rl=300 Ω 。
[0031]由于電路參數(shù)的離散性，故Rl設(shè)為可調(diào)整電阻，以滿足精確調(diào)整5V輸出電壓。
[0032]TL431限流電阻的選擇:
[0033]因為輸入電壓變化范圍較大，限流電阻的選擇要求也較高，設(shè)在輸入電壓在5.5V時，設(shè)置的穩(wěn)定電流為2mA，這時電阻的阻值為:
[0034](V1-Vz) /2= (5.5-2.5) /2=1.5k Ω ；
[0035]這時，當(dāng)輸入電壓為24V時流過TL431的電流為:
[0036](24-2.5)/1.5=14.3mA
[0037]本電路采用PNP管作為電源調(diào)整管，穩(wěn)定電壓從調(diào)整管集電極輸出，具有導(dǎo)通壓降低，適合用于低壓差要求的場合。本電路最低壓差可達0.3V。
[0038]如圖3所示，使負載正負兩端分別串聯(lián)霍爾傳感器，當(dāng)無漏電電流時，由于電流輸入和輸出平衡，傳感器輸出電壓為零。如果有漏電電流出現(xiàn)時，輸入腳與輸出腳流過的電流出現(xiàn)不平衡，這將使霍爾傳感器輸出電壓產(chǎn)生變化，該變化電壓被運放進行差模放大，該漏電電流產(chǎn)生的不平衡電壓經(jīng)放大后，送到單片機作為AD采樣電壓，當(dāng)電壓達到設(shè)定值時，由單片機完成漏電保護功能。
[0039]本設(shè)計除完成恒定電壓輸出5V之外，還設(shè)計了負載過流保護電路，如圖4所示，使用運算放大器(下面的LM358)同相輸入端在0.1Ω電阻處的電流采樣。當(dāng)輸出電流增大時，I腳的電壓逐步升高，當(dāng)I腳的電壓高于3腳電壓時，輸出電壓開始下降，使輸出電流受到限制，I腳(采樣電壓)電壓最高被穩(wěn)定在3V左右，這時，輸出電流被穩(wěn)定在1.2A左右。實現(xiàn)了輸出過流保護。同時I腳電壓還被用作計算功率值參考電壓。
[0040]如圖5所示，本實用新型還采用STC12C5204AD單片機和外部電路構(gòu)成，有液晶屏、DS18B02溫度傳感器、5V風(fēng)扇及恢復(fù)按鈕。溫度傳感器將數(shù)據(jù)傳送到P2.2 口，由單片機判斷溫度是否超過30度來控制風(fēng)扇是否轉(zhuǎn)動，P35 口用來檢測開關(guān)S端，P24用來控制繼電器的通斷以達到漏電保護作用。P25 口用來控制漏電保護裝置的復(fù)位。測試點一 P17 口測量直流穩(wěn)壓電源輸出的電壓，檢測點二 P16 口測試轉(zhuǎn)換開關(guān)S接I端時的電流值。P15 口測試點三測量的是轉(zhuǎn)換開關(guān)S接下端時負載漏電的動作電流。
[0041]如圖6所示，本實用新型通過單片機對線路電壓采集，轉(zhuǎn)換成電流，通過控制三極管的來控制繼電器的通斷，通過液晶屏幕顯示電流與電壓，并檢測電流來判斷是否對電路進行保護；通過單片機的A/D采樣，通過計算計算出電流，通過對電流大小的判斷來控制電路的通斷。
[0042]根據(jù)測試本實用新型:
[0043](I)系統(tǒng)的整個調(diào)節(jié)過程中輸出電壓始終是5V。
[0044](2)負載電壓5Ω，在電壓7-24V變化時電壓適中輸出5V，電壓調(diào)整率Su < 1%.
[0045](3)負載為5 Ω，當(dāng)輸入電壓5.5-7V變化時，輸出電壓為5V，Su〈l%.
[0046](3)連接方式不變，固定電壓為7V，直流穩(wěn)壓電源輸出電流由IA減小到0.0lA時，負載調(diào)整率Su〈l%
[0047](4)當(dāng)電路接通時，通過單片機控制IXD1602實時顯示電路的電壓與實時功率.顯示正常.
[0048](5)當(dāng)支路電流大于30mA時，電路自動斷開，根據(jù)測試當(dāng)電路電流大于30mA時，電路經(jīng)檢測自動斷開。RL兩端電壓為OV并自鎖，排除故障時，按K鍵恢復(fù)正常工作
[0049]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種漏電保護系統(tǒng)，其特征在于，包括: 線性直流恒流源，用以輸出5V線性直流穩(wěn)壓源； 轉(zhuǎn)換開關(guān)，連接所述線性直流恒流源的輸出端； 漏電保護裝置，連接所述轉(zhuǎn)換開關(guān)的一路輸出； 負載，連接所述轉(zhuǎn)換開關(guān)的另一路輸出； 單片機，連接所述線性直流恒流源； 其中，所述漏電保護裝置包括: 霍爾元件，連接所述轉(zhuǎn)換開關(guān)，在所述線性直流恒流源未漏電的狀態(tài)下，所述霍爾元件的輸入輸出兩端電流平衡，在所述線性直流恒流源漏電的狀態(tài)下，所述霍爾元件的輸入輸出兩端電流不平衡，輸出電壓發(fā)生變化； 運算放大器，連接所述霍爾元件，將漏電狀態(tài)下的所述霍爾元件的輸出的變化電壓進行差模放大，并送入所述單片機，在所述變化電壓達到一預(yù)定值的狀態(tài)下，所述單片機對所述線性直流恒流源進行漏電保護。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護系統(tǒng)，其特征在于，所述線性直流恒流源包括:負載過流保護電路，使用運算放大器同相輸入端進行電流采樣，在輸出電流增大超過一閾值時，限制輸出電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護系統(tǒng)，其特征在于，還包括外部電路，連接所述單片機，所述外部電路包括液晶屏、溫度傳感器、風(fēng)扇及恢復(fù)按鈕。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漏電保護系統(tǒng)，其特征在于，在所述線性直流恒流源未漏電的狀態(tài)下，所述霍爾元件的輸出端電壓為0V。
【專利摘要】本實用新型公開了一種漏電保護系統(tǒng)，包括：線性直流恒流源，用以輸出5V線性直流穩(wěn)壓源；轉(zhuǎn)換開關(guān)，連接線性直流恒流源的輸出端；漏電保護裝置，連接轉(zhuǎn)換開關(guān)的一路輸出；負載，連接轉(zhuǎn)換開關(guān)的另一路輸出；單片機，連接線性直流恒流源；其中，漏電保護裝置包括：霍爾元件，連接轉(zhuǎn)換開關(guān)，在線性直流恒流源未漏電的狀態(tài)下，霍爾元件的輸入輸出兩端電流平衡，在線性直流恒流源漏電的狀態(tài)下，霍爾元件的輸入輸出兩端電流不平衡，輸出電壓發(fā)生變化；運算放大器，連接霍爾元件，將漏電狀態(tài)下的霍爾元件的輸出的變化電壓進行差模放大，并送入單片機，在變化電壓達到一預(yù)定值的狀態(tài)下，單片機對線性直流恒流源進行漏電保護。
【IPC分類】H02H3-32
【公開號】CN204464950
【申請?zhí)枴緾N201520192674
【發(fā)明人】趙展, 魏雯, 卜樹坡, 王勤, 翟紅
【申請人】蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月1日