电压电流采集回路的设计
本充电模块利用80C196KC本身的A/D转换器，实现对电压、电流等重要参数的采集。由于80C196KC单片机的A/D转换器对外加控制电压有一定要求，它只允许对0～+5V的标准电压进行转换，而实际的输入不仅有幅值的差异而且有极性的不同，因此需要将输入电压用精密电阻进行衰减，隔离成0－＋5V的信号供单片机采集；而将输入电流隔离、放大成0－＋5V的信号供单片机采集。但是对输入的信号既要进行隔离，又要将它等比例地送给单片机，一般都采用线性光耦，如HCNR200，但其价格较高，因此我们采用另一种方法，利用普通光耦合和运放实现线性光耦的功能。电压采样回路电路如图1－2所示，电流采样回路电路如图1－3所示。
3．1 电压采集回路的设计
电压采样电路如图1－2所示，其工作原理如下所述：
从分压电阻取来的充电电压信号经滤波后，被单片机周期采样。将采样信号转化为0～5V的模拟电压量送给单片机的A/D采样通道ACH0，使单片机能采集到当时的电压，以便进行稳压、稳流或限压、限流调节，为控制算法的分析、处理，实现控制、保护、显示等功能提供依据。
图1－2 电压采样电路
由于521－4的四个光耦制造工艺相同，可以近似地认为它们的电流放电倍数是相同的。即
即把输入电压从0～300V衰减到0～5V。
3．2 电流采集回路的设计
图1－3 电流采样电路
电流采集的原理图如图1－3所示。其工作原理与电压采集的原理基本相同，区别主要在电流的输入信号为分流器输出的信号，信号范围为0－75mV，显然信号太弱，对于分辨率不高的A/D精度显然不够。在这里，我们通过LM324将其放大。根据放大器的工作原理，放大的倍数为β＝R63B/R61B=400K/10K=40。从而使得VI点的电压范围为0－3V，而VI点相对于AGNDW的电压与AC1点相对于AGND的电压的关系跟图1－2中，Vi点电压与AC0点电压的关系类似。在此处我们通过调节RW6，将0－75mV的电压信号（分流器上的电压）放大到0－5V，供单片机采样。
互感器及其二次回路培训教案 第一部分：整体认识 首先我们有必要了解互感器的作用、验收项目、运行操作注意事项及巡视检查项目等内容. 一、变电站内互感器的作用 变电站内电压（流）互感器就是把高电压（大电流）按比例关系变换成线电压100V相电压100/√3（额定电流5A）的标准二次电压（流），供保护、计量、测量等装置使用。同时，使用电压（流）互感器将高电压与二次装置（保护、计量、测量等装置）分开保证了人员和设备安全。 电压（流）互感器的二次回路就是将电压(流)互感器与保护、计量、测量等二次用电装置连接起来的二次回路接线。 二、互感器的日常运行维护规定 1.电压（流）互感器的各个二次绕组(包括备用)均必须有可靠的 保护接地，且只允许有一个接地点。电流互感器备有的二次绕组应也应 短路接地。接地点的布置应满足有关二次回路设计的规定。由几组电流 互感器二次组合的电流回路如差动保护的电流回路，其接地点易选择在 控制室（即母差屏） 2.停运半年及以上的互感器应按有关规定试验检查合格后方可 投运。 3.电压互感器允许在倍额定电压下连续运行,中性点有效接地系 统中的互感器,允许在倍额定电压下运行30s, 中性点非有效接地系统中 的电压互感器,在系统无自动切除对地故障保护时,允许在倍额定电压下 运行8h。 1
4.中性点非有效接地系统中,作单相接地监视用的电压互感器, 一次中性点应接地,为防止谐振过电压,应在一次中性点或二次回路装设消谐装置。 5.电压互感器二次回路,除剩余电压绕组和另有专门规定者外, 应装设快速开关或熔断器；主回路熔断电流一般为最大负荷电流的倍，各级熔断器熔断电流应逐级配合，自动开关应经整定试验合格方可投入运行。 6.电流互感器二次侧严禁开路，备用的二次绕组也应短接接地， 二次回路不允许装设熔断器及其它开断设备。电压互感器二次侧严禁短路。 7.电容型电流互感器一次绕组的末(地)屏必须可靠接地。 8.66kV及以上电磁式油浸互感器应装设膨胀器或隔膜密封，应有 便于观察的油位或油温压力指示器，并有最低和最高限值标志。运行中全密封互感器应保持微正压，充氮密封互感器的压力应正常。互感器应标明绝缘油牌号。 三、操作方法及注意事项 （一）严禁用隔离开关或摘下熔断器的方法拉开有故障的电压互感器。（二）停用电压互感器前应注意下列事项: 1.防止自动装置的影响，防止误动、拒动。 2.将二次回路主熔断器或自动开关断开,防止电压反送。 四、修后设备的验收 （一）验收的项目和要求 1．所有缺陷已消除并验收合格。 2
常用采样电路设计方案比较 配电网静态同步补偿器（DSTATCOM）系统总体硬件结构框图如图2-1所示。由图2-1可知DSTATCOM的系统硬件大致可以分成三部分，即主电路部分、控制 电路部分、以及介于主电路和控制电路之间的检测与驱动电路。其中采样电路包括3路交流电压、6路交流电流、2路直流电压和2路直流电流、电网电压同步信号。3路交流电压采样电路即采样电网三相电压信号；6路交流电流采样电路分别为电网侧三相电流和补偿侧三相电流的电流采样信号；2路直流电压和2路直流电流的采样电路DSTATCOM的桥式换流电路的直流侧电压信号和电流信号；电网电压 同步信号采样电路即电网电压同步信号。 信号调 理 TMS320 LF2407A DSP 键盘显示 电路电压电流信号驱动电路保护电路 控制电路检测与驱动 电路主电路 图2-1 DSTATCOM系统总体硬件结构框图 1.1常用电网电压同步采样电路及其特点 1.1.1 常用电网电压采样电路 1 从D-STATCOM的工作原理可知，当逆变器的输出电压矢量与电网电压矢 量幅值大小相等，方向相同时，连接电抗器内没有电流流动，而D-STATCOM 工作在感性或容性状态都可由调节以上两矢量的夹角来进行控制，因此，逆变 器输出的电压矢量的幅值及方向的调节都是以电网电压的幅值和方向作为参考的，因此，系统电压与电网电压的同步问题就显得尤为重要。
图2-2 同步信号产生电路1 从图2-2所示同步电路由三部分组成，第一部分是由电阻、电容组成的RC滤波环节，为减小系统与电网的相位误差，该滤波环节的时间常数应远小于系统 的输出频率，即该误差可忽略不计。其中R5=1K，C4=15pF，则时间常数错误！未找到引用源。< 辽宁工业大学 电力系统继电保护课程设计（论文）题目：输电线路电流电压保护设计（7） 院（系）：电气工程学院 专业班级：电气09 学号： 学生姓名： 指导教师：（签字） 起止时间： 2012.12.31-2013.01.11 课程设计（论文）任务及评语 续表 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 摘要 电力系统的输、配线路因各种原因可能会发生相间或相地短路故障，因此，必须有相应的保护装置来反映这些故障，并控制故障线路的断路器，使其跳闸以切除故障。 针对电力系统输电线路进行继电保护设计，采用三段式电流电压保护的方法，确定出最大、最小运行方式下的等值电抗。进行了相间短路的最大、最小短路电流的计算。进行了保护1、2、3的电流速断保护整定值计算，并计算了各自的最小保护范围。进行了保护2、3的限时电流速断保护定值计算，并校验了灵敏度。进行了保护1、2、3的过电流保护定值计算，确定保护1、2、3过电流保护的动作时限，校验保护1作近后备，保护2、3作远后备的灵敏度。绘制三段式电流保护原理接线图。并分析了动作过程。采用MATLAB建立系统模型进行输电线路电流电压保护仿真分析。 关键词：三段式电流电压保护；整定值计算；灵敏度；等值电抗 目录 第1章绪论 (4) 第2章输电线路电流保护整定计算 (7) 2.1电流Ι段整定计算 (7) 2.1.1保护3在最大、最小运行方式下的等值电抗 (7) 2.1.2C、D、E母线相间短路的最大、最小短路电流 (8) 2.1.3保护1、2、3的电流速断整定值 (8) 2.2电流Ⅱ段整定计算 (9) 2.3电流Ⅲ段整定计算 (10) 第3章电流保护原理图的绘制与动作过程分析 (12) 3.1电流三段式保护原理接线图 (12) 3.2电流三段式保护原理展开图 (13) 第4章MATLAB建模仿真分析 (15) 第5章课程设计总结 (17) 参考文献 (18) 目录 一、设计目的 ................................................................................................................... - 2 - 二、设计内容 ................................................................................................................... - 2 - 三、整体设计方案设计..................................................................................................... - 2 - 四、设计任务 ................................................................................................................... - 3 - 五、硬件设计及器件的工作方式选择............................................................................... - 3 - 1、硬件系统设计方框图：.................................................................................................- 3 - 2、中断实现：8259A工作方式选择及初始化..................................................................- 4 - 3、定时功能实现：8253的工作方式及初始化................................................................- 4 - 4、数码管显示及ADC的数据传输：8255的工作方式及初始化 ...................................- 5 - 5、模拟电压转换为数字量：ADC0809的初始化.............................................................- 5 - 6、地址编码实现：74LS138及逻辑器件 ..........................................................................- 6 - 7、显示功能：数码管显示.................................................................................................- 6 - 六、软件设计 ..............................................................................................................................- 7 - 1、主程序流程图.................................................................................................................- 7 - 2、中断子程序.....................................................................................................................- 7 - 3、显示子程序.....................................................................................................................- 8 - 4、初始化.............................................................................................................................- 9 - 8295A初始化流程图 ...................................................................................................- 9 - 8253初始化流程图......................................................................................................- 9 - 8255初始化流程图......................................................................................................- 9 - 5、程序清单及说明.......................................................................................................... - 10 - 七、本设计实现功能 ...................................................................................................... - 13 - 八、元件清单 ................................................................................................................. - 14 - 九、所遇问题与小结 ...................................................................................................... - 14 - 1、问题与解决.................................................................................................................. - 14 - 2、小结体会...................................................................................................................... - 15 - 附：系统硬件连线图 ............................................................................................................... - 16 - -- 1 辽宁工业大学 微机继电保护课程设计(论文) 题目:35kV输电线路电流电压保护设计(3) 院（系）: 电气工程学院 专业班级： 学号： 学生姓名: 指导教师: （签字) 1 起止时间： 2014 —20１4 课程设计(论文)任务及评语 续表 注：成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 摘要 电力系统的输、配线路因各种原因可能会发生相间或相地短路故障,因此,必须有相应的保护装置来反映这些故障,并控制故障线路的断路器,使其跳闸以切除故障。 针对电力系统输电线路进行继电保护设计，采用三段式电流电压保护的方法，确定出最大、最小运行方式下的等值电抗。进行了相间短路的最大、最小短路电流的计算。进行了保护1、2、3的电流速断保护整定值计算，并计算了各自的最小保护范围。进行了保护2、３的限时电流速断保护定值计算，并校验了灵敏度。进行了保护1、2、3的过电流保护定值计算，确定保护1、2、３过电流保护的动作时限，校验保护1作近后备，保护2、３作远后备的灵敏度。绘制三段式电流保护原理接线图。通过实验验证并分析了动作过程。采用MATＬAＢ建立系统模型进行输电线路电流电压保护仿真分析。 关键词:三段式电流电压保护;整定值计算；灵敏度;等值电抗 目录 第1章绪论 ............................................. 错误!未定义书签。第2章输电线路电流保护整定计算 ......................... 错误!未定义书签。 2.1电流Ι段整定计算?错误!未定义书签。 2．1.1保护３在最大、最小运行方式下的等值电抗?错误!未定义书签。 2.1.2 C、D、E母线相间短路的最大、最小短路电流 ..... 错误!未定义书签。 2.１.3保护１、２、3的电流速断整定值?错误!未定义书签。 ２.２电流Ⅱ段整定计算............................... 错误!未定义书签。 2.3电流Ⅲ段整定计算 .................................. 错误!未定义书签。第3章硬件电路设计 ..................................... 错误!未定义书签。 3.1单片机主系统设计.................................. 错误!未定义书签。 ３.1.1单片机主系统介绍 ............................. 错误!未定义书签。 3.3.2 可编程I/O口825５A?错误!未定义书签。 第４章软件设计 ........................................ 错误!未定义书签。 4.１保护算法......................................... 错误!未定义书签。 4.１.１概述 ....................................... 错误!未定义书签。 ４.１．２全波傅立叶算法 ........................... 错误!未定义书签。 4.２保护软件流程?错误!未定义书签。 4.2.1 主程序 ....................................... 错误!未定义书签。 4.2.2采样中断服务程序 (13) 4.2.3 事故处理程序 ................................ 错误!未定义书签。４.3ＭATLAB建模仿真分析.............................. 错误!未定义书签。第5章实验验证及分析 ................................... 错误!未定义书签。第6章课程设计总结?错误!未定义书签。 参考文献 ............................................... 错误!未定义书签。 2常用采样电路设计方案比较 配电网静态同步补偿器（DSTATCOM ）系统总体硬件结构框图如图2-1所示。由图2-1可知DSTATCOM 的系统硬件大致可以分成三部分，即主电路部分、控制电路部分、以及介于主电路和控制电路之间的检测与驱动电路。其中采样电路包括3路交流电压、6路交流电流、2路直流电压和2路直流电流、电网电压同步信号。3路交流电压采样电路即采样电网三相电压信号；6路交流电流采样电路分别为电网侧三相电流和补偿侧三相电流的电流采样信号；2路直流电压和2路直流电流的采样电路DSTATCOM 的桥式换流电路的直流侧电压信号和电流信号；电网电压同步信号采样电路即电网电压同步信号。 图2-1 DSTATCOM 系统总体硬件结构框图 2.2.11 常用电网电压同步采样电路及其特点 .1 常用电网电压采样电路1 从D-STATCOM 的工作原理可知，当逆变器的输出电压矢量与电网电压矢量幅值大小相等，方向相同时，连接电抗器内没有电流流动，而D-STATCOM 工作在感性或容性状态都可由调节以上两矢量的夹角来进行控制，因此，逆变器输出的电压矢量的幅值及方向的调节都是以电网电压的幅值和方向作为参考的，因此，系统电压与电网电压的同步问题就显得尤为重要。 图2-2 同步信号产生电路1 从图2-2所示同步电路由三部分组成，第一部分是由电阻、电容组成的RC 滤波环节，为减小系统与电网的相位误差，该滤波环节的时间常数应远小于系统的输出频率，即该误差可忽略不计。其中R 5=1K Ω，5pF，则时间常数错误！未 因此符合设计要求;第二部分由电压比较器LM311构成， 实现过零比较;第三部分为上拉箝位电路，之后再经过两个非门，以增强驱动能力，满足TMS320LF2407的输入信号要求。 C 4=1找到引用源。< 开关量采集电路设计 开关量采集电路适用于对开关量信号进行采集，如循环泵的状态信号、进出仓阀门的开关状态等开关量。污染源在线监控仪可采集16路开关信号，输入24V 直流电压；设定当输入范围为18~24VDC 时，认为是高电平，被监视的设备处于工作状态；当输入低于18VDC 时，认为是低电平，被监视的设备处于停止状态。 为了避免电气特性及恶劣工作环境带来的干扰，该电路采用光电耦合器TLP521对信号实现了一次电-光-电的转换，从而起到输入\输出隔离的作用。 同时，还安装有LED 工作指示灯，可以使用户对每一通路的工作情况一目了然。其中一路的开关量采集电路如图1所示： 图 1 开关量采集电路 光耦TLP521将红外发光二极管和发光三级管相互绝缘的组合在一起，发光二极管为输入回路，它将电能转换成光能；发光三极管为输出回路，它将光能再转换成电能，实现了两部分电路的电气隔离。 当输入范围为18 ~24VDC 时，认为是高电平，此时光耦导通，电阻R10、R14和发光二极管共同构成输入回路。 根据光耦导通时电流为4 ~10mA ，当输入最高电压24V 时， mA V R R mA V 42414101024<+<，即Ω<+<Ωk R R k 614104.2 当输入低于18V 时认为是低电平，此时光耦的工作电流肯定低于4m A ，此时光耦不导通,电阻 R10、 R14和R12共同构成输入回路，所以： mA R R R V 412 141018<++，即R10+R14+R12>Ω。在设计中，选择R10=R12=2 k Ω,R12=1 k Ω。 光耦导通的最小电流为4mA ，根据光耦的电流传输比CTR(Current Transfer 新疆大学 课程设计报告 所属院系：科学技术学院 专业：电气工程及其自动化 课程名称：电子技术基础上 设计题目：过电压保护电路设计 班级：电气14-1 学生姓名：庞浩 学生学号：20142450007 指导老师:常翠宁 完成日期：2016.6.30 课程设计题目： 课程设计是将理论知识应用到实践中的过程，是理论和实践的结合。此外，电子技术综 合课程设计是将我们所学的《模拟电子技术基础》和《电路》的综合应用，欲通过此次课程设计将我们所学的理论知识运用到生活实践之中去，一致更好的学习理论知识。我们此次的设计任务是“电网电压异常报警器过电压保护电路设计”，主要是针对我们学习模拟电子技术与之前所学的物理、电路基础综合起来，进行综合，以设计培养我们独立分析、思考与解决实际问题的能力。以及如何学以致用，将所学的课程运用到实践生活中。 通过此次的课程设计，我们应该达到以下的基本要求： 1．能够在理论知识的基础上进一步熟悉常用电子器件得的类型和特性，合理地进行选择和运用。 2．能够独立地对课题进行分析，运用所学的理论知识，通过翻阅资料，设计出最优方案。 3．学会电子电路的安装与调试技能，培养我们分析与解决问题的能力。 指导教师评语： 评定成绩为： 指导教师签名：2016年6月30日 电网电压异常报警器 过电压保护电路设计（Over Voltage Protection） 一、总体方案的选择 经过小组成员的分析与讨论，得出过电压保护电路设计的框图如下： 1．双向二极管限幅电路 运用二极管的单向导通性，可以对输入电压进行限幅。电路图如1-1所示，限幅后的波形图如图1-2所示。 图1-1二极管双向限幅仿真电路图 建议增加以下附录： 附录1：怎样用微机试验仪测量新建变电所所有组合电器套管CT的变比和极性。 对于一个新建的变电所，所有二次回路接线工作完成后，如何利用微机保护试验仪对全封闭式组合电器的CT进行极性及变比实验？ 答：如图： 甲线路乙线路 如何校验出甲线路TA1、TA2共7组二次绕组的变比及极性？设1K1、1K2对应输出为411；NK1、NK2对应输出为4N1。 （1）实验加线方法： 1）如果甲线的一次输出端子还没有连接到大线上，那么将2259-7接地刀合上，2259-6刀闸合上，2259开关合上，2259-617接地刀，2259-7接地刀均断开，用长的绝缘拉杆将裸露在外的甲线各相一次接线端子引到CT分线箱处。 2）如果甲线的一次输出端子已经连接到了大线上，由于外部大线较长可能会经过社会上已经运行的带电区域，会感应出一定的电压，会影响实验效果，故选择还没有连接到大线上的乙线一次裸露接线端子加线：将2259-67接地刀合上，2259开关合上，2259-317刀闸合上，2261-317刀闸合上，2261开关合上，2261-6刀闸合上，其余所有接地刀闸均断开，用长的绝缘拉杆将裸露在外的乙线各相一次接线端子引到CT分线箱处。 3）如果所有线路一次裸露端子均连接到了大线上，或者临时将一次大线拆开，或者利用如下方法： 将甲线TA1、TA2两侧的2259-7接地刀合上，2259-67接地刀合上，2259-6刀闸断开，再将2259-7接地刀与地之间的连接拆开并露出裸露端子，再用试验线将露出的端子将各相引到CT端子箱处。 （2）在楼上将各保护、测量、录波器、电度表所有二次CT的端子连片全部断开：用微机试验仪的电压线UA、UB、UC、UN分别加在楼上A411、BA11、C411、N411的电缆侧实验端子上。 如果CT变比为2400/5=480/1 可以设置UA=48V 、UB=72V 、UC=96V [上述值要求各相值不一样，为CT变比的可除倍数且大小低于伏安特性饱和电压的一半，一般不大于100V] 在楼下CT分线箱处用万用表可以测量到A411、BA11、C411端子对地【N411已接地】有47.90、71.90、95.90左右的电压，说明整个CT电缆接线正确【此种方法相当于不拆下CT端子来校线】，记下上述各相电压的具体数字： 比如实际为：47.91 、71.90、95.85 继电保护课程设计输电线路电流电压保护设计 第1章绪论 (1) 第2章设计的原始资料 (2) 2.1题目内容 (2) 2.2课程设计的内容与技术参数参见下表 (2) 2.3 工作计划： (3) 2.4设计需要考虑的问题 (3) 2.5保护方式的选取与整定计算 (3) 第3章输电线路电流保护整定计算 (4) 3.1保护3在最大、最小运行方式下的等值阻抗 (4) 3.2保护3在最小运行方式下G2退出运行，L2退出运行等值电路 (4) 3.3进行C母线、D母线、E母线相间短路的最大、最小短路电流的计算 (5) 3.4整定保护1、2、3的电流速断保护定值，并计算各自的最小保护范围 (6) 3.5整定保护2、3的限时电流速断保护定值，并校验灵敏度 (7) 3.6整定保护1、2、3的过电流保护定值 (8) 第4章电流保护原理图的绘制与动作过程分析 (9) 4.1电流三段式保护原理图 (9) 4.2电流三段式原理展开图 (10) 第5章MATLAB建模仿真分析 (12) 5.1 MATLAB的概述 (12) 5.2 仿真设计 (13) 5.3仿真结果 (13) 5.4结果分析 (15) 第6章课程设计总结与心得 (16) 参考文献 (16) 第1章绪论 继电保护装置是指能反应电力系统中电气元件发生的故障或不正常远行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务是：（1）自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。（2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。一般情况下不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统与其元件的程度经一定的延时动作于信号。目前，继电保护装置是以各电气元件作为保护对象的，其切除故障的范围是断路器之间的区段。反应整个被保护元件上的故障，并能以最短的延时有选择性地切除故障的保护称为主保护；当主保护或断路器拒绝动作时，用来切除故障的保护称为后备保护。 电力系统对动作于跳闸的继电保护装置提出了四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。这四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础，在它们之间，既有矛盾的一面，又有在一定条件下统一的一面。除了以上四个基本要求以外，选用保护装置时还应该考虑经济性。在保证电力系统安全运行的前提下，尽可能采用投资少、维护费用低的保护装置。 线路相间短路的电流电压保护有三种：第一，无时限电流速断保护；第二，带时限电流速断保护；第三，定时限过电流保护。这三种相间短路电流电压保护分别称为相间短路电流保护第Ⅰ段、第Ⅱ段和第Ⅲ段。其中第Ⅰ段和第Ⅱ段作为线路主保护，第Ⅲ段作为本线路主保护的近后备保护和相邻线路或元件的远后备保护。第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段统称为线路相间短路的三段式电流电压保护。 第Ⅰ段称为无时限电流速断保护，该段动作时间快但是不能保护线路全长。第Ⅱ段称为带时限电流速断保护，该段保护在任何情况下均能保护本线路的全长（包括线路末端），但是为了保证在相邻的下一个线路出口处短路时保护的选择性，必须和相邻的无时限电流速断保护配合。第Ⅲ段称为定时限过电流保护，该段保护主要是作为本线路主保护的近后备保护和相邻下一线路（或元件）的远后备保护。 本文主要内容是研究在母线短路时，保护1、2、3的第Ⅰ段、第Ⅱ段和第Ⅲ段的整定值，并检验它们的灵敏度确定它们是否能够保护线路。 电压电流采样 前言：在学习这个主题的时候，上网查了大量的资料，但大多都是基于电网里的交流大电压和大电流的采样，我个人觉得关于交流的采样以下链接有非常详尽的介绍，而我自己也只是对其进行了较为细致的阅读因为我们队里用的直流电压最大为24V，所以接下来我就直流电压及电流的采样说一下自己的见解。 一、基本电路设计及原理学习 1、电压采集回路的设计 工作原理如下所述：从分压电阻取来的电压信号经滤波后，被单片机周期采样。将采样信号转化为0～5V的模拟电压量送给单片机的A/D采样通道，使单片机能采集到当时的电压，以便进行稳压、稳流或限压、限流调节，为控制算法的分析、处理，实现控制、保护、显示等功能提供依据。 （公式推导参见电气专业的模电书，不作详细介绍） 根据上述原理，设计电压采样电路如图下图所示 由于521－4的四个光耦制的电流放电倍数是相同的。即 即把输入电压从较大的直流电压衰减到0～5V。 2、电流采集回路的设计 电流采集的原理图如上图所示。其工作原理与电压采集的原理基本相同，区别主要在电流的输入信号为分流器输出的信号，信号范围为0－75mV，显然信号太弱，对于分辨率不高的A/D精度显然不够。通过LM324将其放大。根据放大器的工作原理，放大的倍数为β＝R63B/R61B=400K/10K=40。从而使得VI点的电压范围为0－3V，而VI点相对于AGNDW的电压与AC1点相对于AGND的电压的关系跟中，Vi点电压与AC0点电压的关系类似。在此处我们通过调节RW6，将0－75mV 的电压信号（分流器上的电压）放大到0－5V，供单片机采样。 二、自己设计（DIY） 经过一段时间的学习，我根据上述基本原理和所学知识设计了一款新的采样电路 《电子技术》课程设计报告 课题：电压控制恒流充电电路设计 班级学号 学生姓名 专业 系别 指导教师 淮阴工学院 电子信息工程系 2013年12月 课题：电压控制的恒流充电电路 一、设计目的 电子技术课程设计是模拟电子技术、数字电子技术课程结束后进行的教学环节。其目的是： 1、培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。 2、学习较复杂的电子系统设计的一般方法，提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。 3、进行基本技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。 4、培养学生的创新能力。 二、设计要求 1、充电电流为100mA； 2、控制电压为4.5V和6.5V,当充电电压上升到6.5V时自动断电,当用电电压下降到4.5V时自动通电； 3、由交流220V市电供电； 4、主要单元电路和元器件参数计算、选择； 5、画出总体电路图； 6、安装自己设计的电路图，按照自己设计的电路图，在通用版上焊接。焊接完毕后，应对照电路仔细检查，看是否有错接、漏接、虚焊的现象； 7、调试电路； 8、电路性能指标测试； 提交格式上符合要求，内容完整的设计报告。 三、总体设计 1 课题：电压控制的恒流充电电路 （1）在恒流源部分，我们通过利用9012NP硅管其发射级-基极导通电压0.7V 和6,8Ω电阻输出100mA电流。 4KRw1，大约调到2）在充电电路的控制电压部分，接入12V电压，调节（在上部电路中的电位比较器的正向输入端的电10k电阻的分压以后，左右，经过的大小，使下部电位比较器的反向输入端电压为Rw2。同理，调节压为4.5V之间时，上部电路中的电位比较器输出为高电0-6.5V 当电压在6.5V。 ，晶U0=12V>>1.4V 的电位比较器输出为低电平，电源电压为平，下部电路中中有电流流过，由电磁感应，常断开关触点导通电闸管导通，继电器的线圈J1时，上面的电压比较器输出低当电压增加到超过6.5V源开始给电池充电。 中有电流流过，常闭开关触点断开，导致晶闸管下J2电平，三极管导通，所以的常断触点打开，电源停止给电池充电。用电容和电阻J1端断开，截止工作， 引言 当前，电力电子装置和非线性设备的广泛应用，使得电网中的电压、电流波形发生畸变，电能质量受到严重影响和威胁;同时，各种高性能家用电器、办公设备、精密试验仪器、精密生产过程的自动控制设备等对供电质量敏感的用电设备不断普及对电力系统供电质量 的要求越来越高，电能质量问题成为近年来各个方面关注的焦点，电能质量监测是当前国际上的一个研究热点［1］，有必要对三相电信号进行高精度采集，便于进一步分析控制，提高电能质量。对电力参数的采样方法主要有两种，即直流采样法和交流采样法。直流采样法采样的是整流变换后的直流量，软件设计简单，计算方便，但测量精度受整流电路的影响，调整困难。交流采样法则是按一定规律对被测信号的瞬时值进行采样，再按一定算法进行数值处理，从而获得被测量，因而较之直流采样法更易获得高精度、高稳定性的测量结果［2］。 三相电信号采集电路设计 三相电信号采集电路框架 三相电信号采集电路的框架如图1所示。三相电压电流信号经过电压电流互感器转换为较低的电压信号。其中A相的电压信号经过波形调整成为频率与A相电压信号相同的方波信号，用于测量频率。同时将转换后方波频率信号进行频率的整数倍放大作为A/D转换的控 制信号。经过六路互感器降压后，将信号送入AD7656进行A/D转换，转换完的数字信号就可以供于DSP/MCU进行数据分析。 电压电流互感器的选用 电压/电流互感器均采用湖北天瑞电子有限公司TR系列检测用 电压输出型变换器。电压互感器采用检测用电压输出型电压变换器TR1102-1C，如图2为其结构图，规格为300V/7.07V，非线性度比差<+/-0.1%，角差<=+/-5分。电流互感器采用检测用电压输出型电流变换器TR0102-2C，规格为5A/7.07V，非线性度比差<+/-0.1%，角差<=+/-5分。 电源电路 AD7656共有两种模拟信号输入模式，一是模拟输入信号为二倍的参考电压（2.5V）即+/-5V之间，另一种是四倍的参考电压即+/-10V 之间。为提高采样的精度，本电路采用输入信号为+/-10V之间，因此需要+/-10V~+/-16.5V之间电源供电。AD7656同时需要5V的AVCC 山西大学课程设计报告 课程名称: 系部: 专业班级： 学生姓名: 指导教师: 完成时间： 报告成绩: 目录 1.概述 (3) 1.1 过欠压电路课程设计背景 (3) 1.2 过欠压电路课程设计目的 (3) 1.3设计任务与要求 (3) 2.设计内容 (4) 2.1 分模块电路设计思路··································４2.2电源模块的设计······································４ 2.3 比较模块的设计 (5) ２.4 报警模块的设计 (6) 3.总电路图··············································８ ３.１图像 (8) 3．2 元件清单 (8) 3．３部分重要原件介绍·····································８ 4.仿真与调试...........................................１１4.1仿真. (11) ４.2调试 (12) ４．3结论 (14) 5.心得体会··············································1４ 6.参考文献··············································１５ 1.概述 １.１过欠压电路课程设计背景 生活中,我们不可避免的要用到要用到各种各样的电气设备。由于电网电压的波动,在较高的电压下很有可能使电气设备受到损坏,而在低压时电气设备不能正常工作。那么，在这样的情况下就需要有一个电压报警指示设备,它可以及时准确地对电网电压进行分段指示并且对过、欠压进行指示报警，从而实现保护电器设备的目的。 1.２过欠压电路课程设计目的 1.设计一过/欠电压保护提示电路。 2.对给定的电路原理框图进行原理图设计，分单元进行设计。对电路参数进行必要的计算,选择元器件参数。 3.画出完整的电路原理图。 4.对设计的电路进行仿真验证。要求打印出仿真结果。 1．3 设计任务与要求 １.设计一个过欠电压保护电路，当电网交流电压大于250Ｖ或小于1８0Ｖ时,经３～4s本装置将切断用电设备的交流供电,并用LEＤ发光警示。 2．在电网交流电压恢复正常后,经本装置延时3~5分钟后恢复用电设 DSP 交流采样电路设计 1．实验目的 本次实验针对电气工程及其自动化专业及测控专业。通过综合实验，使学生对所学过的DSP在继电保护中的应用有一个系统的认识，并运用自己学过的知识，自己设计模拟继电保护过程实验系统。要求用DSP完成对电网的电压的采样，然后经过DSP的处理，可以对系统继电器的跳合进行控制，自己设计，自己编程，最后自行调试，自行实现自己的设计。在整个试验过程中，摆脱以往由教师设计，检查处理故障的传统做法，由学生完全自己动手，互相查找处理故障，培养学生动手能力。学生试验应做到以下几点： 1. 通过DSP程序的设计模拟继电保护跳闸实验，进一步了解DSP在继电保护中的应用。 2. 通过实验线路的设计，计算及实际操作，使理论与实际相结合，增加感性认识，使书本知识更加巩固。 3. 培养动手能力，增强对DSP运用的能力。 4..培养分析，查找故障的能力。 5. 增加对DSP外围电路的认识。 2．实验设备 DSP板、仿真器、面包板、采样板器件，电烙铁，其它工具。 3．实验原理 1、DSP最小系统电路图 1、模拟电子线路 （一）、电流采样电路的设计 本次电流采样电路选择的电流互感器总共由两级，前一级互感器变比为4A ：1A ，第二级互感器采用TA1015-1,其变比为5A:5mA ，也就是1000:1，两级总共的互感器比例为4000:1。 即电流互感器一次侧的电流大小为4A ，二次侧的电流大小为1A ，二级互感器的二次侧电流大小为1mA 。如图3-6，在互感器二次侧并一个1K 的电阻即可将一次侧的4A 的强电流信号变换为二次侧的弱电压信号，其计算公式为: )(0.14000/4/12mA A k i i === (3-1) )(0.1101100.13322V R i u =***==- (3-2) 其峰值为： )(414.10.1222V u u p =*== (3-3) 即电流互感器二次侧输出的电压范围为-1.414V 至+1.414V ，即一次回路里的220V 的工频交流便被线性转化为-1.414V 至+1.414V 。 信号电路共有三级，第一级为偏置放大环节，它能够将交流信号调理成DSP 能准确进行AD 转换的0V 至3.3V 的直流信号。第二级为有源滤波环节，该环节能够滤去信号调理电路里的高频干扰信号。第三极为跟随环节，其输入高阻抗，输出低阻抗，进一步增加了信号调理电路的抗干扰能力。 题目：温度采集电路设计 电子技术课程设计任务书 学院专业班级学生： 题目：温度采集电路的设计 课程设计从 2015年 9月 7 日起到 2015 年 12 月 20日 1、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 1.根据设计要求，完成对单路温度进行测量，并用数码管显示当前温度值系统硬件设计，并用电子CAD软件绘制出原理图，编辑、绘制出PCB印制版。要求： （1）原理图中元件电气图形符号符合国家标准； （2）整体布局合理，注标规范、明确、美观，不产生歧义。 （3）列出完整的元件清单(标号、型号及大小、封装形式、数量) （4）图纸幅面为A4。 （5）布局、布线规范合理，满足电磁兼容性要求。（在元件面的丝印层上，给出标号、型号或大小。所有注释信息（包括标号、型号及说明性文字）要规范、明确，不产生歧义。 2.编写并调试驱动程序。功能要求： （1）温度范围0-100℃。 （2）温度分辨率±1℃。 （3）选择合适的温度传感器。 3.撰写设计报告。 2、对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕： 课程设计说明书（报告）中图表、公式要求如下： （a）图：图的名称采用中文，中文字体为五号宋体，图名在图片下面。引用图应在图题右上角标出文献来源。图号以章为单位顺序编号。格式为：图1-1，空一字符后，接图名。 （b）表格：表的名称及表内文字采用中文，中文字体为五号宋体，表名在表格上面。表号以章为单位顺序编号，表内必须按规定的符号标注单位。格式为：表1-1，空一字符后，接表格名称。 （c）公式：公式书写应在文中另起一行，居中排列。公式序号按章顺序编号。字体为五号宋体，序号靠页面右侧。格式为：（1-1）……。 3、课程设计工作进度计划： 指导教师：日期： 教研室主任：日期：输电线路电流电压保护
电压采集电路设计.(DOC)
35kV输电线路电流电压保护设计
常用电流和电压采样电路
开关量采集电路设计
过电压保护电路
用电压法测电流电压回路
继电保护课程设计输电线路电流电压保护设计
电压电流采样
电压控制恒流充电电路设计讲解
三相电信号采集电路设计方案
过欠电压提示保护电路课程设计
DSP交流采样电路设计..
温度采集电路设计
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