基于單片機的防火漏電保護器設計 防火漏電保護器 1引言 (lntroduction) 防火漏電保護器是對用電電路實施保護的裝置，它檢測三相交流電的電壓、電流和漏電，當三相交流電的電壓、電流和漏電出現故障時，切斷電源電路，從而保護用電電器，減少火災的可能。它廣泛應用于建筑、電力、消防、通訊等行業，其中在民用住宅和商用住宅中有著廣泛的應用，其產品應用的場合決定了其可靠性尤為重要。目前國家已經制定相應標準，要求在建筑中必須使用防火漏電保護器。 本文中防火漏電保護器的設計，以 51單片機為核心，完成防火漏電保護器的設計。主要實現三相交流電電壓、電流和漏電的額定值設定，電壓、電流和漏電的采樣，以及對相應故障（如過壓、欠壓、過流和漏電超標）實施保護。文中從硬件和軟件設計兩部分來說明防火漏電保護器的設計。 2防火漏電保護器的硬件設計 防火漏電保護器的硬件部分主要由供電電源電路、三相交流電電壓電流檢測電路、漏電檢測電路、單片機電路、液晶報警顯示電路、電機控制電路和按鍵設置電路組成。 1)供電電源電路 電源電路主要是為電機控制電路、單片機控制、電壓電流漏電檢測電路、聲音報警和液晶顯示電路提供 +12V和 +Sv電源，+12V和 +5V電源由 220V交流電經過變壓器、整流濾波電路和 LM7812和 LM7805芯片產生。 2)單片機電路 單片機是防火漏電保護器的核心，完成防火漏電保護器的控制功能，包括交流電壓、電流和漏電電流的采樣、采樣數據處理、選項設置、聲音報警、液晶顯示控制和電機控制等功能。單片機采用的是 STC公司的 STC89C5IRC/RD系列單片機，該系列單片機是新一代超強抗干擾低功耗高速的單片機，它的指令集完全兼容傳統的 51單片機，在設計中選用該系列的 89LE516AD單片機 3，該單片機具有 8路 VD采樣端口，作為三相交流電的電壓、電流和漏電的采樣端。該單片機是 3.3v供電，在電路中采用 Sv電壓串聯兩個二極管 (1N4007)實現。 3)電機控制電路 在保護器中，用交流電機的正反轉控制保護器轉到相應的位置來實現供電電路的通斷。交流電機的正反轉由三根線 (O， A， B)控制，一根 (O)接零線，其余兩根中的一根 (A)接火線，另一根 (B)懸空時正轉，反之反轉。 A， B兩根線由單片機的I/O口通過三極管控制繼電器的常開節點與火線連接，框圖見圖 3。同時檢測位置信號，當到達指定位置是，切斷信號，使電機停轉（如交流電出現故障，電機轉動開關使電源斷路，檢測位置信號，到達斷路位置，單片機使單片機停轉）。 4)三相交流電電壓電流漏電檢測電路 三相交流電電壓電流漏電檢測電路實現對三相交流電電壓、電流和漏電的檢測，以實現對過壓、欠壓、過流和漏電的保護（見圖 4）。 電壓檢測由三相交流變壓器、整流濾波電路和分壓電路組成。其中三相交流變壓器把 220v的電壓變為低電壓的交流電，對應比例為 300/5，整流濾波電路完成交直流轉換，分壓電路完成電壓調整，保證在 300v交流電對應 3.3v電壓，實際調節為 220v交流輸入對應 2. 42v。 電流檢測由三相交流互感器、整流濾波電路和分壓電路組成。其中三相交流互感器把電流轉換為電壓信號，整流濾波電路完成交直流轉換，分壓電路完成電壓調整，保證在額定工作電流的 120%時對應 3.3v。 漏電檢測電路由漏電電流互感器（檢測零線和地線之間的電流）、分壓電路組成。其中漏電電流互感器把電流轉換為電壓信號，分壓電路完成電壓調整，保證在最大漏電電流的 120%時對應 3.3v 5)按鍵設置、液晶顯示和聲音報警電路 按鍵設置和液晶顯示電路一起設置電壓的過壓和欠壓值，過電流值和漏電電流值。采用 4個按鍵，分別為設置鍵，加減控制鍵和退出鍵。 液晶電路顯示