基于P87LPC764型單片機的延時型漏電繼電器設計

　　摘要：介紹以P87LPC764型單片機為核心的延時型漏電繼電器設計方案。該方案可供用戶選擇實現額定動作電流和5倍額定動作電流下不同的延時動作時間，并有重合閘設定選擇功能。解決了以往傳統分立元件帶來的延時時間離散性大且不實現的弊端。

    關鍵詞：延時時間 漏電繼電器 單片機 設計

1 引言

　　漏電繼電器是一種可在被保護線路漏電電流達到設定值（額定動作電流IΔ）后切斷被保護線路供電電源的保護裝置。漏電信號的檢測由零序電流互感器來完成，它可將檢測到的被保護線路的漏電電流轉換成毫伏級的交流電壓信號，再通過信號整流、放大和濾波得到一個直流電壓，然后配合相應的控制電路來驅動執行回路，以實現切斷保護線路供電電源的控制目的。簡單的實現過程是信號檢測→濾波→二級放大→控制電路→驅動執行回路→切斷被保護線路電源。

　　本文給出的延時型漏電繼電器解決方案就是利用P87LPC764型單片機構成控制電路來取代傳統的電路，該電路可在不同IΔ條件下實現不同的延時動作時間及其他相關功能。

2 繼電器的功能

　　根據漏電保護標準及延時型漏電繼電器驅動要求，該保護裝可以實現以下功能：

　　（1）用戶可選擇3檔額定動作電流（分別記為IΔ1、IΔ2、IΔ3），在使用中由用戶根據被保護線路的實際狀況來決定。一般可以設定IΔ1<IΔ2<IΔ3。

　　（2）每一種額定動作電流下（1倍情況下）均設有3檔延時動作時間T1a、T1b、T1c(設定T1a<T1b<T1c)，不難看出，這3檔額定動作電流要區分9種延時動作情況。延時動作時間是指電路檢測到的漏電電流超過額定動作電流到電路執行回路動作并切斷被保護線路電源的時間。

　　（3）與第一點對應，在5倍額定動作電流下，這3檔電流可分別記為5IΔ1、5IΔ2、5IΔ3，相應的3檔延時動作時間為T2a、T2b、T2c，同樣設定T2a<Tab<T2c。顯然動作電流越大，相應延時動作時間越小，即T2a<T1a、T2b<T1b、T2c<T1c。

　　（4）在電路中保留重合閘功能。如選擇該功能，當保護裝置動作并切斷被保護線路電源后，將在延時T3時間后自動恢復供電。否則，裝置必須手動恢復并回到初始狀態。

　　（5）根據漏電動作基本要求，當選擇第條功能后，裝置可以在T3延時時間后自動恢復，但此時若檢測的漏電信號仍然超過裝置設定的額定動作電流（可稱為“二次漏電”），軟件中在延時T3后緊接著設定T4（T4<<T3）延時時間，即應該具備在T4并超過裝置設定的額定動作電流時，裝置處于閉鎖狀態，必須手動恢復復并回到初始狀態；如果在T4延時時間到達前“二次漏電”解除或“二次漏電”本身不存在，就不會使裝置處于閉鎖狀態。這樣，設計時就必須考慮到“二次漏電”的可能性，避免盲目地自動重合閘。

3 P87LPC764簡介

　　P87LPC764是Philips公司推出的51內核、改進型單片機，運行速度為標準80C51型機的2倍，豐富靈活的端口定義、內含二個精確模擬量比較器是選用該型號的理由。該單片機的主要功能如下：