基于P87LPC764型单片机的延时型漏电继电器设计

摘要：介绍以P87LPC764型单片机为核心的延时型漏电继电器设计方案。该方案可供用户选择实现额定动作电流和5倍额定动作电流下不同的延时动作时间，并有重合闸设定选择功能。解决了以往传统分立元件带来的延时时间离散性大且不实现的弊端。 关键词：延时时间 漏电继电器 单片机 设计 1 引言 漏电继电器是一种可在被保护线路漏电电流达到设定值（额定动作电流IΔ）后切断被保护线路供电电源的保护装置。漏电信号的检测由零序电流互感器来完成，它可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，再通过信号整流、放大和滤波得到一个直流电压，然后配合相应的控制电路来驱动执行回路，以实现切断保护线路供电电源的控制目的。简单的实现过程是信号检测→滤波→二级放大→控制电路→驱动执行回路→切断被保护线路电源。 本文给出的延时型漏电继电器解决方案就是利用P87LPC764型单片机构成控制电路来取代传统的电路，该电路可在不同IΔ条件下实现不同的延时动作时间及其他相关功能。 2 继电器的功能 根据漏电保护标准及延时型漏电继电器驱动要求，该保护装可以实现以下功能： （1）用户可选择3档额定动作电流（分别记为IΔ1、IΔ2、IΔ3），在使用中由用户根据被保护线路的实际状况来决定。一般可以设定IΔ1 （3）与第一点对应，在5倍额定动作电流下，这3档电流可分别记为5IΔ1、5IΔ2、5IΔ3，相应的3档延时动作时间为T2a、T2b、T2c，同样设定T2a 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。