直流稳压电源及漏电保护装置设计
直流稳压电源及漏电保护系统设计
图 ２ 漏 电检 测 装 置 电 路
１ ． ３ 关 断 保 护 分 析
关 断保 护 如 图 ３所示 ， Ｒ１为检 测 电阻 ， 适 当调 整 电阻 Ｒ１ 的值， 当 电路 漏 电 电流为 ３ ０ ｍＡ 时 ， Ｒ １两端 电 压 差值 ， 经过 Ｌ Ｍ３ ５ ８两级 放大送 到 三极 管基 极 ， 使 三 极 管导 通嘲卵 。 ， 继 电器 Ｋ１吸合 ， 常 闭触 头 断开 ， 断 开 负 载供 电 ， 同时 常开 触头 闭合 形成 自锁 ． 当漏 电故 障排除后 ， 按 常 闭复位 按钮 Ｓ １ ， 电路恢 复到 初始状 态 ．
地 保护 装置 ， 当电路 或用 电设 备漏 电电流 大于装 置 的设定 值 ， 人或 动 物发 生触 电 时 ， 它 能迅 速切 断事 故 电源 ，
避 免事 故范 围的扩 大 ， 保 障人 身 和设备 的 安全 ． 本设 计采 用 简单 的控 制 电路 能 够实 现 空载 和 负 载过 重 时都 能
・
５ ２ ・
第 ２期
１ ． ２ 漏 电检 测 电 路
阮
莹， 程
聪： 直 流稳 压 电 源及 漏 电 保 护 系 统 设 计
漏 电保 护装 置要 求 当输入 电压 为 ５ Ｖ时， 输 出电压不 小 于 ４ ． ６ Ｖ， 漏 电检测 电阻 Ｒ１两端 电压 最大 为 Ｏ ． ４ Ｖ， 漏 电保护 电路 正 常工作 电流 为 ２ ５ ０ ｍＶ， 经 计算 得 出 Ｒ １电阻不得 大 于 １ ． ６ Ｑ， 因此 我们选 择 １ Ｑ 电阻作 为
圈 ３ 关 断保 护 电１ 稳 压 电 源 电路 测 试
电压调 整率 的测 试方 案 ： 负载 Ｒ为 固定 ５ Ｑ， 当输 入 电压在 ５ ． ５ ～２ ５ Ｖ变化时， 记 录测 量输 出电压 ， 观 察 结 果是 否在 ５ ±０ ． ０ ５ Ｖ 范 围内变 化 ， 计 算 电 压 调 整率 ， Ｓ ｕ —ｌ Ｕｏ ２ 一 Ｕｏ ｌ ｌ ／ Ｕｏ ２ ×１ ０ ０ （ Ｕｏ ｌ为输 入 电压 为
CMOS IRF4905 直流稳压电源及漏电保护装置(261组)
直流稳压电源及漏电保护装置摘要：本设计以International Rectifier公司的第五代P沟道增强绝缘栅型功率场效应管IRF4905为作为调整管，使用精密电阻分压采样与精密稳压源进行比较放大构成反馈电路，构建了线性直流稳压电源，满足低压差和较高压差的DC-DC变换；同时通过单片机对电流的比较和运算，以及三极管对稳压电源的启动开关，实现数控漏电保护功能。
整个系统具有输出电压误差小，电压调整率低，电流误差小，微弱电流漏电保护的特点，并设计了人性化的操作界面和的功能，具备有产品的特性。
关键词：DC-DC；场效应管；精密稳压源；反馈电路；漏电保护；电压调整率目录一、系统方案论证和比较 (1)(一)方案一：三端稳压集成电路 (1)（二）方案二：三极管串联稳压电路 (1)（三）方案三：场效应管稳压电路 (2)（四）方案比较和选择 (3)二、系统具体设计与实现 (3)（一）系统详细结构框图 (3)（二）主要电路设计与分析计算 (4)（三）软件控制 (8)（四）创新 (8)（五）制作工艺 (9)三、测试方案与结果 (9)（一）基础部分 (9)（二）发挥部分 (11)附录1：稳压电源和漏电保护电路 (12)附录2：单片机最小系统 (13)附录3：参考书目 (14)一、系统方案论证和比较根据大学课程所学和查阅资料，不能选择开关类型的集成电源芯片，也不能利用工作在开关状态的三极管稳压电路，我们将焦点主要集中在直流稳压电路的低电压线性实现和电流的检测方法这两个关键点上，一步一步的分析和和搭建电路验证，从下面的三个方案中找到了满足任务要求的方案。
(一)方案一：三端稳压集成电路由于要求是输出电压达到5V，额定输出电流为1A，我们首先想到了用三端稳压集成电路7805作为稳压电源核心，该系统结构如图1所示。
该方案系统结构如图1所示，采用单片机作为漏电保护控制器。
图1 方案一：三端稳压集成电路该方案中，选用三端稳压集成芯片7805作为稳压电源的核心，单片机作为漏电保护的控制器，具备电路简洁的特点。
一种5V线性直流稳压电源及漏电保护系统设计
（ 五 ）可实时显示稳压 电源的输 出功率。 （ 六 ）具有漏 电保护功能。
三 、 系统 方 案 设 计
（ 一 ）系统 原 理框 图
本系统主要分为 ５ Ｖ线性直流稳压电源和漏电保护装置两个部分 ， 其 中Ｒ Ｌ为负载电阻 、Ｒ为漏 电电流调整电阻 、Ａ为漏电流显示电流表 、Ｓ 为转换开关 、Ｋ 为漏电保护 电路复位按钮 ，具体 电路原理框图如下图 １
采用检测采集电流的方法 ，通过测 电阻的电压计算出其动作 电流。当转
｛
１崇 轨 电 品 原 理 畦 倒
换开关 ｓ 接２ 端， 将Ｒ Ｌ 接到漏电保护装置的输出端 ，阻值 固定为 ２ Ｏ ｎ， 调节 Ｒ，将漏电动作电流设定为 ３ ０ ｍ Ａ。当漏电保护装置动作后 ，Ｒ Ｌ两 端电压为 ０ Ｖ并保持 自锁。 排除漏电故障后 ， 按下 Ｋ恢复输 出。 要求漏电
综合两个方案综合情况 ，本系统漏 电保护部分采用方案二。
二 、 系 统 设 计指 标
５ Ｖ线性直流稳压电源及漏 电保护系统的主要技术指标如下 ： （ 一 ）额定输 出电压为 ５ Ｖ，额定输 出电流为 ｌ Ａ。
（ 二 ）当负 载 Ｒ Ｌ阻 值 固定 为 ５ Ｑ 的前 提 下 ，直 流输 入 电压 在 ７ － ２ ５ Ｖ
方案 二 ：低压 差 线 性稳 压 器 Ｍｉ ｃ ５ １ ５ ８
功率显示电路部分主要 由键盘模块 、Ｌ Ｃ Ｄ显示模块 ，Ｓ Ｔ Ｃ １ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２
单 片 机模 块 、电 源 指示 模 块 和 串 口通 信 等 构成 ，可 实 时 显示 稳 压 电源 的
采用低压差线性稳压器 Ｍｉ ｃ ５ １ ５ ８构成稳压 电路时， 由于 Ｍｉ ｃ ５ １ ５ ８内部
直流电源与漏电保护装置
2013年全国大学生电子设计竞赛直流稳压电源及漏电保护装置（L题）【专科组】2013年9月7日摘要本直流稳压电源及漏电保护装置由直流稳压模块TPS5450模块、负载电阻RL和漏电保护装置电路组成。
TPS5450电源模块主要任务是把输入5.5V-25V的电压稳定在5V±5%的输出范围内，使用拨动开关来选择电路，使之测算出电源输出功率，与电压调整率并使得电源调整率Su≤1%。
本设计采用TI公司MSP430F5438A单片机为控制核心，利用内部自带的12位A/D转换器进行基准电压检测再计算出功率，并显示在2.4寸液晶屏上，漏电保护部分通过采样比较放大触发可控硅来控制继电器动作，从而达到断开主电路进行保护。
当漏电流小于30ma时，按下复位键时候复位，继电器复位接通主电路。
关键词：MSP430F5438A,TPS5450，漏电保护，目录1系统方案 (1)1.1 主控模块的论证与选择 (1)1.2 电源稳压模块的论证与选择 (1)1.3显示模块的论证与选择 (2)2系统理论分析与计算 (2)2．1系统理论的分析 (2)2.1．1直流稳压电源分析 (2)2.1.2漏电检测电路分析 (2)2.1.3关断保护电路的分析 (3)2.2 系统理论的计算 (3)2.2.1漏电检测电路参数计算 (3)2.2.2关断保护电路参数计算 (3)3电路与程序设计 (3)3.1电路的设计 (3)3.1.1系统总体框图 (3)3.1.2 控制系统电路原理图 (5)3.1.3 TFT彩屏显示电路原理图 (6)3.1.4直流稳压电源电路原理图 (6)3.1.5功率测量电路原理图 (6)3.1.6漏电保护电路原理图 (7)3.2程序的设计 (8)3.2.1程序功能描述与设计思路 (8)3.2.2程序流程图 (9)4测试方案与测试结果 (9)4.1测试方案 (9)4.2 测试仪器 (10)4.3 测试结果及分析 (10)4.3.1测试结果 (10)4.3.2测试分析与结论 (11)附录1：电路原理图 (13)附录2：实物效果图 (14)附录3：PCB图 (15)附录4：源程序 (16)附录5：主要元器件清单 (62)直流稳压电源及漏电保护装置（L 题）【专科组】1系统方案本系统主要由MSP430F5438主控模块、电源稳压模块TPS5450模块、TFT彩屏显示模块、负载电阻模块和漏电保护模块，下面分别论证这几个模块的选择。
直流稳压电源及漏电保护装置(L题)资料
2013年全国大学生电子设计大赛直流稳压电源及漏电保护装置（L题）设计报告【高职高专组】2013年9月7日摘要本系统为基于串联线性稳压电路的稳压电源，主要由直流稳压电源，漏电保护装置，功率测量，A/D转换，STC90C51单片机控制系统，LCD1602显示等模块构成。
基于精确和稳定的电路设计，直流稳压电源的输入电压为直流5.5~25V，输出为直流5±0.05V，并能在漏电流为30mA时能实现漏电保护，同时系统通过测量电路和A/D转换模块将信号送单片机处理，并由LCD1602显示所测功率值。
系统输出电压精度和电压、负载调整率符合设计要求。
关键词：线性稳压直流稳压电源漏电保护A/D 功率测试目录1. 系统方案 (1)1.1.方案设计与论证 (1)1.1.1.稳压电源模块方案设计与论证 (1)1.1.2.漏电保护电路方案设计与论证 (2)1.1.3.AD转换模块方案设计与论证 (2)1.1.4.显示模块方案设计与论证 (2)1.2.系统总体方案 (2)2.理论分析与计算 (3)2.1.直流稳压电源电路分析和计算 (3)2.2.A/D选择的分析和计算 (3)3.电路设计图 (4)3.1.直流稳压电源电路原理图 (4)3.2 .漏电保护电路原理图 (4)3.3.控制和显示模块电路原理图 (5)3.4.系统原理图 (6)4.软件程序流程图 (6)4.1主程序流程图 (7)4.2.AD7888程序流程图 (7)4.3. LCD1602程序流程图 (6)5.系统测试方案与测试结果. (9)5.1.测试方法与测试设备 (9)5.1.1.测试方法 (9)5.1.2.测试设备 (9)5.2.测试数据 (9)5.3.数据分析与结论 (12)5.3.1.数据分析 (12)5.3.2.分析结论 (12)6.总结 (12)7.参考文献 (12)直流稳压电源及漏电保护装置（L 题）1. 系统方案1.1.方案设计与论证1.1.1.稳压电源模块方案设计与论证方案1：并联型稳压电路，如图1-1所示，R 为限流电阻，Dz 工作在反向击穿区。
直流稳压电源及漏电保护装置设计与研究
直流稳压电源及漏电保护装置设计与研究摘要：本文主要研究了直流稳压电源及漏电保护装置的设计和实现。
首先介绍了直流稳压电源的基本原理和常见的电源型式，并结合实际应用场景，选择并分析了合适的电源型式，制定了设计方案。
其次，设计了漏电保护装置，分析了漏电保护原理，选择并配置了合适的保护元件，保证了电路的安全可靠性。
最后，进行了实际的电路搭建和实验验证，并对设计方案进行了调整完善，确保了设计方案的可行性和有效性。
关键词：直流稳压电源；漏电保护装置；保护元件；安全可靠性。
正文：一、引言直流稳压电源广泛应用于电子仪器和工业自动化领域，其稳定的输出电压和专业的保护功能，能够保证设备正常运行和长期使用。
但是，在电路使用过程中，可能会出现漏电等危险情况，为了保证电路的安全可靠性，需要设计并配置合适的漏电保护装置。
因此，本文主要研究了直流稳压电源及漏电保护装置的设计和实现。
二、直流稳压电源的设计（一）基本原理直流稳压电源是一种输出电压稳定的电源，其基本原理是利用电子器件对输入电压进行调整和稳定，以保证输出电压的稳定性。
常见的直流稳压电源有三种类型：线性电源、开关电源和开关电容电源。
（二）电源型式分析和选择由于应用场景的需求，需要设计一种输出电压为12V的直流稳压电源，经过分析比较，选择了线性电源；同时，还需要考虑电源的输出电流和负载情况，计算得出所需的器件参数。
（三）设计方案根据上述分析，设计方案主要包括以下几个方面：电源电路的拓扑结构选择、电源变压器的选用和设计、电源输出稳压电路的设计和调整。
三、漏电保护装置的设计（一）漏电保护原理分析漏电保护装置的主要作用是保护人身安全和电器设备的正常运行。
其基本原理是通过监测电路中漏电流的变化情况，及时切断电路和电源的连接，从而达到保护的目的。
常见的漏电保护装置有两种类型：过流式和过压式。
（二）保护元件的选择和配置在电路设计过程中，需要选择并配置合适的保护元件，保证电路的安全可靠性。
带漏电保护功能的直流稳压电源的设计
筐
］
赢 赢
圳 卜 卜— 』
圈 ２ 单 片 机 及 外 围 电 路 原 理 图
调节 漏 电 电流 的大小 ，外 接 Ｐ ３ ． ０、 Ｐ ３ ． １供 程 序 下
载 用．
载的 电流采 集原 理 图如 图 ４所 示 ．采 用 Ｉ Ｎ Ａ １ ３ ８电
电路利 用 Ｔ Ｉ Ａ ３ １产 生 ２ ． ５ Ｖ基准源 ， 将 输 出电 压 反 馈 过 来和 基 准 源 比较 ，控 制 Ｔ Ｉ Ｐ １ ２ ７三 极 管导 通 ，实 现稳 压 输
出．单 片机 首先利用 １ ０位 内置 Ａ Ｄ Ｃ对输 出电压 、电流信号采集 ，然后 完成相 应的保护 功能 ，最后 将各参数送 Ｌ Ｃ Ｄ显 示．测试结果表 明，该 电源 工作 可靠、性能 良好 、 稳 定 电压稳 定，且输 出电流可大 于 １ Ａ，电压调 整率 、
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６— ０ ９— ２ ０
基金项 目： 福建省 中青 年教师教育科研项 目（ Ｊ Ａ１ ５ ５ ５ ０ ） ； 宁德师院服务海西建设项 目（ ２ ０ １ ２ Ｈ ３ ０ ７ ） 作者 简介 ： 吴必瑞 （ １ ９ ８ １ 一） ， 男， 福建 宁德人 ， 硕士 ， 副教授．研究方 向 ： 电气 自动控制系统．
Ｔ Ｌ ４ ３ １ 产生 ２ ． ５ Ｖ基 准 源 ，将 输 出 电压 的采 样 反 馈
过来 和基 准 比较 ， 控制 Ｔ Ｉ Ｐ １ ２ ７三极 管导 通 ， 实 现 电
源 的输 出．利 用 串联 分 压 方 法 对 输 出 电 压 进 行 检
测， 利用 Ｉ Ｎ Ａ１ ３ ８电流 监测 芯 片对 负载 的输 入 、 输出
项目三 直流稳压电路和漏电保护器的设计、安装、调试和性能检测
范所给出的指标。
质量指标
（1）电压调整率SV
电压调整率是表征直流稳压电源稳压性能的优 劣的重要指标，又称为稳压系数或稳定系数，它表
征当输入电压VI变化时直流稳压电源输出电压VO稳
定的程度，通常以单位输出电压下的输出和输入电 压的相对变化的百分比表示。电压调整率公式：
质量指标
质量指标
（2）电流调整率SI
如果输入有过零比较，就需要至少双电源供电才
可以的。
带施密特的比较器：
R21
510K
R21
510K
U1:D
4
V=2.6 +5V
U1:D
U1:D(OP) V=4.02375
V=2.2 +5V
R19
1K
12 U1:D(-IP) V=2.25011 13
R19
1K
4
14
12 U1:D(-IP) V=2.24999 13
R23
160R
C1
R
74HC00
10uF
漏电动作时，S输入低电平，RS输出高电平
SW1
SW-SPDT +5V
S
U2:A
1 3 2 74HC00 U2:A(Y) V=5
Q
+5.00
Volts
R22
10K 4
U2:B
6 5
R23
160R
C1
R
74HC00
10uF
漏电撤销后，S输入高电平，RS输出仍未高电平，自锁
Vi1
R8(1) V=3.568 +12V +12V V=12
R8(1)
U2
7 1
R8
3 6 2
具有漏电保护装置的直流5V稳压电源设计1
具有漏电保护装置的直流5V 稳压电源设计一、任务设计并制作一台线性直流稳压电源和一个漏电保护装置，电路连接如图1所示。
图中R L 为负载电阻、R 为漏电电流调整电阻、m A 为漏电流显示电流表、S 为转换开关、K 为漏电保护电路复位按钮。
二、要求设计一台额定输出电压为5V ，额定输出电流为1A 的直流稳压电源。
（1）R L 阻值固定为5Ω。
当直流输入电压在7~12V 变化时，要求输出电压为5±0.05V ，电压调整率S U ≤1%。
（2）连接方式不变，直流输入电压固定在8V ，当直流稳压电源输出电流由1A 减小到0.01A 时，要求负载调整率S L ≤1%。
（3）设计一个动作电流为30mA 的漏电保护装置。
（4）将R L 接到漏电保护装置的输出端，阻值固定为20Ω，R 和电流表A 组成模拟漏电支路（见图1）。
调节R ，将漏电动作电流设定为30mA 。
当漏电保护装置动作后，R L 两端电压为0V 并保持自锁。
（5）排除漏电故障后，按下K 恢复输出。
要求漏电保护装置没有动作时，输出电压≥4.6V 。
（4）要求漏电保护装置动作电流误差的绝对值≤5%。
（6）尽量减小漏电保护装置的接入功耗。
三、说明（1） 本题电压调整率的定义为：%100112⨯-=o o o U U U U S 。
式中U o1是直流输入电压为7 V 时的输出电压，U o2是直流输入电压为12 V 时的输出电压。
（2） 本题负载调整率的定义为：%100512⨯-=o o L U U S 。
式中U o1是负载电阻为500Ω时的输出电压，U o2是负载电阻为5Ω时的直流稳压电源输出电压。
电四、评分标准设计报告：总分：项目制作与调试80分设计报告20分。
[正式版]线性直流稳压电源及漏电保护装置ppt资料
![[正式版]线性直流稳压电源及漏电保护装置ppt资料](https://img.taocdn.com/s3/m/a69df3db0b4c2e3f5627636a.png)
电流由1A减小到时，要求负载调整率SL≤1%。
二、漏电保护装置部分利用AD7705分别采样负载电路电源线 与地线的电流，根据两者差值确定漏电电流，当漏电电流 超过限制时由单片机关断场效应管，输出电压为零，从而 起到漏电保护功能。
稳压电源原理介绍
利用LM358作为电压比较器，结合复合功率调整电路，设计了线性 直流稳压电源。
单片机关断场效应管，输出电压为零，从而起到漏电保护功能。 电路电源线与地线的电流，根据两者差值确定漏电电流，当漏电流超过限制时由 1、接入5Ω负载测量：当直流输入电压在7-25V变化时，要求输出电压为，电压调整率SU≤1%。
谢谢 ！！！
线性直流稳压电源及漏电保护装置
本项目设计功能介绍
一、电源部分本项目设计了一台宽电压输入(5.5-25V)，额 定输出电压为5V，额定输出电流为1A的线性直流稳压电源。
1、接入5Ω负载测量：当直流输入电压在7-25V变化时，要求输出 电压为，电压调整率SU≤1%。
2、连接方式不变，当直流输入电压在变化时，要求输出电压为。 3、连接方式不变，直流输入电压固定在7V，当直流稳压电源输出
漏电保护装置原理介绍
漏电保护装置原理分为四个部分介绍
下图为漏电保护装置系统功能框图：
漏电保护装置原理介绍
直流稳压电源及漏电保护装置设计
直流稳压电源及漏电保护装置设计摘要本设计分为线性直流稳压电源和漏电保护装置两大部分，线性直流稳压电源为输出电压+5V，额定输出电流为1A的直流稳压源，当直流输入电压在7~25V 变化时，输出电压为5±0.05V，电压调整率Su≤1%；当直流电源稳定在7V，调整直流电流由1A到0.01A时负载调整率Sl≤1%，采用OP284运放组成反馈电路实时调节PMOS管源极和漏极间的导通压降，从而使输出电压维持稳定；功率测量与显示电路采用AT89S52单片机控制TLC1549AD转换器实时转换电源输出电压、电流和功率并用LCD12232进行实时显示。
动作电流为30mA漏电保护装置对整个电路进行实时漏电流保护。
关键字：线性直流稳压电源，OP284集成运放，AT89S52，漏电流保护装置目录1系统组成 (1)2系统方案的论证与选择 (1)3系统理论分析与设计 (4)3.1硬件电路的分析与设计 (2)3.1.1 主电路 (3)3.1.2 负反馈电路 (2)3.1.3输出电压电流检测放大电路 (2)3.1.4单片机控制电路 (2)3.1.5 漏电流保护装置电路 (3)3.2 软件设计 (4)4 测试方案与测试结果 (4)4.1 测试条件与仪器 (4)4.2 测试结果与分析 (4)4.2.1 测试结果（数据） (5)4.2.2 测试分析与结论 (6)1.系统组成本系统主要有线性直流稳压电源模块，电源输出电压、电流及功率检测显示模块和漏电保护装置模块，如下图1所示。
具体地说，线性直流稳压电源模块是输入直流电压5.5~25V，输出额定电压5V，在宽电压输入的情况以及负载变化的情况下，通过实时采样输出电压，与基准电压进行比较，得出误差，然后进行PI调节，最终去调节PMOS 管的压降，从而稳定输出电压。
电源输出电压、电流及功率检测显示模块是通过51单片机系统控制电子选择开关分别采样输出电压和电流，并控制AD转换器进行转换，经过处理后送液晶显示。
直流稳压电源及漏电保护装置课程设计 精品
直流稳压电源及漏电保护装置课程设计河南农业大学201*年*月*日河南·郑州摘要本直流稳压电源及漏电保护装置分为变压、整流、滤波、稳压输出，功率测量，实时显示，漏电保护等部分构成。
变压整流用220V-30V变压器加二极管整流桥变压整流出。
由LM317及可变电阻实现可变电压输出。
稳压输出部分由LM2940CJ-5.0P芯片为主DC-DC稳压模块。
功率测量电路用已知电阻测电压，经AD0809芯片采样输入单片机进行分析，回显到LCD1602，实现功率实时显示。
漏电保护装置由单品单片机，ULN2003、继电器组成，首先霍尔电流传感器采样电路电流信号送至单片机，在电流值达到30mA阈值时有单片机通过ULN2003驱动继电器，形成断路以保护电路及人身安全。
排除危险后，按下继电器复位开关电路正常工作。
关键芯片：LM317 AD809 LCD1602 ULN2003 MCU LM2940 DC-DC稳压目录1系统方案 (1)1.1整流模块的论证与选择 (1)1.2滤波电路的论证与选择 (2)1.3DC-DC稳压模块的论证与选择 (3)1.4模数转换的论证与选择 (4)1.5显示模块的论证与选择 (4)1.6控制模块的论证与选择 (5)2系统理论分析与计算 (6)2.1 稳压电源分析计算 (6)2.1.1 稳压芯片甄选 (6)2.1.2 有关参数的计算 (7)2.2 漏电检测分析计算 (8)2.2.1 漏电检测分析 (8)2.2.2 漏电检测计算 (9)2.3 关断保护分析计算 (9)2.3.1 关断保护分析 (9)2.3.2 关断保护计算 (9)3电路与程序设计 (9)3.1电路的设计 (9)3.1.1系统总体框图 (9)3.2程序的设计 (11)3.2.1程序流程图 (11)4测试方案与测试结果 (12)4.1调试的方法 (12)值4.2 测试条件与仪器 (12)4.3 测试结果及分析 (12)4.3.1测试结果(数据) (12)4.3.2测试分析与结论 (13)附录1：电路原理图 (14)附录2：源程序 (15)直流稳压电源及漏电保护装置1系统方案本系统所需要有整流模块、滤波模块，DC-DC稳压模块，模数转换模块、显示模块、控制模块、漏电保护模块、组成，下面分别论证这几个模块的选择。
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直流稳压电源及漏电保护装置设计
摘要
本设计分为线性直流稳压电源和漏电保护装置两大部分，线性直流稳压电源为输出电压+5V，额定输出电流为1A的直流稳压源，当直流输入电压在7~25V 变化时，输出电压为5±0.05V，电压调整率Su≤1%；当直流电源稳定在7V，调整直流电流由1A到0.01A时负载调整率Sl≤1%，采用OP284运放组成反馈电路实时调节PMOS管源极和漏极间的导通压降，从而使输出电压维持稳定；功率测量与显示电路采用AT89S52单片机控制TLC1549AD转换器实时转换电源输出电压、电流和功率并用LCD12232进行实时显示。
动作电流为30mA漏电保护装置对整个电路进行实时漏电流保护。
关键字：线性直流稳压电源，OP284集成运放，AT89S52，漏电流保护装置
目录
1系统组成 (1)
2系统方案的论证与选择 (1)
3系统理论分析与设计 (4)
3.1硬件电路的分析与设计 (2)
3.1.1 主电路 (3)
3.1.2 负反馈电路 (2)
3.1.3输出电压电流检测放大电路 (2)
3.1.4单片机控制电路 (2)
3.1.5 漏电流保护装置电路 (3)
3.2 软件设计 (4)
4 测试方案与测试结果 (4)
4.1 测试条件与仪器 (4)
4.2 测试结果与分析 (4)
4.2.1 测试结果（数据） (5)
4.2.2 测试分析与结论 (6)
1.系统组成
本系统主要有线性直流稳压电源模块，电源输出电压、电流及功率检测显示模块和漏电保护装置模块，如下图1所示。
具体地说，线性直流稳压电源模块是输入直流电压5.5~25V，输出额定电压5V，在宽电压输入的情况以及负载变化的情况下，通过实时采样输出电压，与基准电压进行比较，得出误差，然后进行PI调节，最终去调节PMOS 管的压降，从而稳定输出电压。
电源输出电压、电流及功率检测显示模块是通过51单片机系统控制电子选择开关分别采样输出电压和电流，并控制AD转换器进行转换，经过处理后送液晶显示。
漏电流保护装置是通过分别检测输出主干电路和负载支路的电流，获得电流差（漏电流）与基准电流差进行比较处理，然后通过RS触发器的逻辑控制，最终控制MOS管对负载支路的通断实现漏电流保护。
图1 系统框图
2．系统方案的论证与选择
方案一：线性并联稳压管稳压电路
由稳压管组成的并联稳压电路主要是由稳压管、一个负载电阻和限流电阻组成，主要通过稳压管自身的电流调节作用并通过限流电阻转化为电压调节作用，从而达到稳压的作用。
方案二：线性串联型稳压电路
线性串联稳压电路是通过负反馈实时控制调整管的压降来实现稳压输出，从负反馈角度看是一个电压串联负反馈电路，电压负反馈能稳定输出电压。
稳压管稳压电路在负载电流较小且变化不大的场合，简单实用而被广泛应用，但在要求输出电流较大、输出电压可调、稳定精度较高的场合不太适应，所以综合以上两种方案，选择第二种方案。
3. 系统理论分析与设计
3.1 硬件电路的分析和设计
硬件电路的分析和设计主要包括主电路、负反馈回路、输出电压电流检测放大电路、单片机控制电路、漏电流保护电路等几部分。
3.1.1 主电路
Q1
S1SW-SPDT
图2 主电路图
主电路主要是采用串联型稳压电路结构，调整管采用PMOS 管，一方面是考虑到MOS 管的导通电阻较小，功耗比较小，另一方面是考虑到能在输入输出压差较小的情况下选择P 沟道MOS 管。
3.1.2 负反馈回路
6
66
图3 负反馈回路
负反馈回路是通过电阻分压形式采样输出电压（见主电路），与基准电压2.5V （该电压由精密稳压器TL431获得）进行比较，得出误差，然后通过PI 调节后输出控制电压到PMOS 管的栅极，通过改变源-栅极电压，从而调节PMOS 管的压降，来实时稳定输出电压。
3.1.3输出电压电流检测放大电路
输出电压检测是通过简单的电压串联分压获得，无需放大可以直接送AD 转换；输出电流是通过在主回路中串接一个0.1Ω的采样电阻，采样输出电流，转换成电压然后进行一级放大（20倍左右）之后送AD 转换。
3.1.4 单片机控制电路
单片机控制电路采用51单片机AT89S52来实现三方面的任务：（1）控制电子开关CD4051来进行AD 通道选择，具体的是选择输出电压和输出电流两个AD 转换通道；（2）控制10位AD 转换器TLC1549对电子开关选择的两个通道的模拟电压进行AD 转换；（3）对AD 转换值进行处理，软件滤波和补偿，然后进行功率计算，之后通过数值转换最终送液晶显示器LCD12232进行实时显示输出电压、电流以及功率的显示。
三个量的显示均采用三位，保留两位小数点。
uF
图4 单片机控制电路图
3.1.5 漏电流保护装置电路
该装置主要包括：漏电流检测、放大电路；漏电流比较电路；通过RS触发器实现的通断动作和自锁控制电路；通过MOS管实现的通断开关；RS触发器的上电和手动复位电路。
具体动作原理分析：如下组图所示，通过两块MAX4070芯片对电路中主干路和负载支路分别进行电流采集，并进行差值（代表漏电流大小）运算、放大，接着与设定的参考漏电流值（此处对应的是30mA)进行比较，若该值大于设定值则输出输出低电平信号，送至RS触发器的置1端，此时触发器的反相输出端输出低电平信号，再通过驱动送至MOS管的栅极，使其关断从而切断负载，起到漏电流保护作用。
当故障排除后，漏电流小于当前设定值，经比较后输出高电平送至RS触发器的置1端，因RS触发器此时处于保持输出状态，因而反相输出端继续输出低电平信号送至MOS管栅极，使其保持原先关断状态，从而实现自锁功能。
在此状态下，若要恢复输出，通过按下复位按钮，给RS触发器提供一个低电平信号，使其产生输出复位，而其反相输出端则刚好输出高电平信号，送至MOS管栅极，使其导通，从而恢复给负载供电。
上电瞬间通过阻容充放电电路提供RS触发器复位输入端（置0端）一个复位信号，使反相输出端送出高电平信号至MOS管栅极，使其导通，电源给负载正常供电。
图5 高端电流采样电路图
图6 漏电流检测电路图图7 自锁功能RS触发器电路图
3.2 软件设计与分析
系统的软件设计部分十分简单，设计思路见流程图。
主程序每隔0.5秒一个循环，由定时器0实现定时，也就是说每隔0.5秒刷新一次显示数据。
在每个循环中先选择电子开关地址000的输出电流Io通道进行采样与AD转换，然后进行软件滤波（中位值平均滤波）和补偿，接下来选择电子开关地址001的输出电压V o通道进行采用与AD转换，同样进行软件滤波和补偿，然后进行功率计算。
通过对输出电压、电流和功率的数值转换之后送LCD显示。
图8 主程序流程图
4测试方案与测试结果
4.1 测试条件与仪器
测试条件：检查多次，硬件电路必须与系统原理图完全相同，并且检查无误，硬件电路保证无虚焊。
测试仪器：5位半高精度的数字万用表，毫安表。
4.2 测试结果及分析
4.2.1测试结果(数据)
Su=(Su1+Su2+Su3)/3=0.76%
(单位\V)
SL=(SL1+SL2+SL3)/3=0.65%
4.2.2测试分析与结论
根据上述测试数据，由此可以得出以下结论：
1、当电压在7~25V变化时，输出电压为5±0.05V，电压调整率Su=0.76＜1%
2、当电压在5.5~7V变化时，输出电压为5±0.05V
3、直流电压稳定在7V，直流稳压电压输出电流由1A减小到0.01A时，负载调整率SL=0.65%＜1%
综上所述，本设计达到要求。