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深圳电路板克隆单片机AT89C5l用电故障控制系统

    单片机用电故障控制系统的硬件分别是:由降压变压器、2个相瓦串联的感应线圈、升压变JK器、电磁开关、5V稳压电源、超压过流信号获取比较电路、可编程接门扩展芯片8255、HD44780字符液晶显示?椤⒂镆粜酒Q锷骱偷缛莸缱璧仍骷槌桑低呈褂靡黄805l为控制芯片?刂坪吞崾鞠低车幕镜缏啡缤1所示。
    图1 单片机用电故障控制系统原理图
    3 工作原理
    3.1获取故障检测电压
    由电磁学理论得,通电导线周嗣有电磁场产生。在供电的电线旁安置两个串联的电磁感应线圈(形状为矩形)来获取由导线电流变化产生的信号电压。
    由文献中得,感应线圈电压计算公式为:
    其中,μ0为真空磁导率,W为交流电的角频率,Im为用户总线的最大额定电流(可变值),N感应线圈的总匝数,l为感应线圈的长。d为感应线圈距导线的距离。a为感应线圈的宽。
    3.2 过载故障保护电路工作原理
    为了提高控制效果和减少感应线圈的匝数。则采用升压变压器T1把信号电压升高的方法进行电压提升,设升压变压器T1的变比为10/1。当用电过载时。流过进户火线的电流大大增加,由电磁感应定律得,感应线圈两端的感应电压大大增加,通过对这个感应电压的检测就能判断出当前是否出现过载现象,设这个信号电压达到V(升压变压器的次级输出为1.5V)时开始报警提示,当信号电压超过0.159V(升压变压器的次级输出为1.59V)时立即跳闸并报警提示。为了使控制系统获取过载控制的取样电压信号。采用如图2所示的电路。
    图2 过载故障信号电压传输原理网
    集成电路TA7666原为录音电平LED显示驱动集成电路,内部包含5个电压比较器,1脚为信号电压输入端,3、4、5、6和7脚为信号电压输出端。现在采用集成电路TA7666是为了得到5个不间级别的信号电压值。电路板克隆TA7666内部的电压比较器的基准电压是由8051单片机芯片根据用户线的规格米确定,并通过单片机芯片的8脚(P17)输出给TA7666。当升压变压器输出的电压超过1.5V,整流后得大于V的电压,经R14和R15分压后仍超过lV的电压,经TA7666内部电压比较器比较。3脚由高电变为低电平(低电平为0.3v),于是,二极管VD4导通,由R58和R59分压得约为2V电压加到805l单片机的P22IO口上。如果输出的电压不断变高,则TA7666的4,5,6,7脚依次由高电平变为低电平。这样在单片机的IO 13:P22,P23,P24,P25,和P26依次枪测到低电平输入,由8051单片机芯片内部运算识别从P00~P07脚输出过载信号,由DO~D07脚输入到8255扩展电路内,再由8255内部识别,从存储器中调出过载字符显示信号,从8255的PA0~PA7脚输出给HD44780的7~14脚,由HD44780字符显示?橄允境龉兀话踩奈淖帧M8255的PB0-PB7脚也输出过载的信号,由A0一A7脚输入到ISD2560内部,ISD2560从存储器中调出过载,不安全的语音信号,由ISD2560的14,15脚输出,于是,扬声器器连续发出五句“过载,不安全”的声音。
    当过载超过额定5%就开始进行安全提示,分五个级别提示(每个级差为lO%),最高为145%,pcb抄板当过载不是很多,只是语音和文字提示,但没有切断电源,如果过载非常严重(如145%,此时集成电路TA7666的7脚高电平变为低电平。805l单片机的控制脚为高电平,VD2导通,保护仪器不受损坏。电路图中的芯片的IO口P26脚获得低电平输入),由用电保护电路原理图3可见,与门电路U8的输人为低电平,输出也为低电平,控制管Q1导通,电磁开关有电流通过而跳闸。
    图3 超压故障信号传输原理图
    当负载短路时,电线电流突然升得很大,磁感线圈的感应电压也很高,这会烧毁家庭用电故障提示器。为了防止这种情况发生,仪器上设计有两个保险丝,同时仪器上还设计有两个超压保护电路。短路故障发生时,TA7666的7脚为低电平,经门电路使保护二极管的控制端为高电平。于是二极管短路导通。确保仪器安全。
    负载短路时。电线电流变得很大,使磁感线圈上产生的感应电压升得很高,这时。磁感线圈获得的电压远远大于0.15V,TA7666的3、4、5、6、7脚同时输出低电平,控制过程与前述相同,电磁开关立即切断电源。保证用电户电器设备的安全。