监测漏电单片机设计PPT课件

1、2021/7/241铠甲计划铠甲计划Prepared by : BGM TE -漏电压监控系统漏电压监控系统 Date: 2014/06/262021/7/242背景背景 当前当前FA 关于关于MB 不良不良的的Top 1仍旧是仍旧是坏件坏件问题，除厂商问题，除厂商来料不良外。是否会有来料不良外。是否会有部分零件部分零件是在生产是在生产&组立过程组立过程被静电被静电&漏电压打死漏电压打死的呢？的呢？ NB6 正在正在推广推广关于关于人员人员ESD防护不良的防护不良的报警系统报警系统。那么。那么我们的我们的生产生产&测试设备呢测试设备呢？是否也可以有一套类似的装置来？是否

2、也可以有一套类似的装置来解决设备的接地不良？解决设备的接地不良？ 所以，本专案的目标是：所以，本专案的目标是：设计设计一套可以实时一套可以实时监控产线接监控产线接地状况的报警系统地状况的报警系统，及早及早的发现漏电状况并的发现漏电状况并加以解决加以解决。2021/7/243二，辅助系统二，辅助系统-数据监控数据监控监测系统蓝图监测系统蓝图ReflowPrinterSPIMountAOIICT裁板机RFFCT监控界面监控界面数据传输数据传输网络网络一，主系统一，主系统-漏电压侦测模块漏电压侦测模块该主系统分为该主系统分为2个部分个部分2021/7/244 实压漏电实压漏电由于供电设备电路中导线的

3、某处绝缘损坏或老化，导线与机壳直接接触，如机壳没有接地，机壳将会带电，人接触机壳将会发生触电。绝缘受潮绝缘受潮:因绝缘受潮或进水，造成绝缘不良；绝缘破坏：绝缘破坏：电缆在运行中受外力的挤压、砍砸、过度弯曲等而产生裂口或缝隙；或者是线缆发热过度使绝缘损坏造成漏电；接头松脱：接头松脱：电缆连接不牢、封堵不严、接线嘴压板不紧，在运行或移动时造成接头脱落，使线缆与金属外壳直接搭接造成漏电；异物短路：异物短路：维修电气设备时，由于工作不慎将工具、材料等导电物遗留在内部，造成漏电；孤光放电：孤光放电：操作电气设备时，由于弧光放电造成一相接地，而发生漏电； 绝缘老化：绝缘老化：电气设备或电缆长期过负荷运行，

4、造成绝缘老化而损坏，使线缆与地之间的绝缘电阻下降而漏电。名词名词解释解释产生产生原因原因防护措施安装漏电开关与接地安装漏电开关与接地一、关于漏电一、关于漏电-实压和虚压实压和虚压2021/7/245 虚压漏电虚压漏电感应电：放在变化磁通量中的导体，会产生感应电动势。虚电压：泄漏电流在绝缘电阻及分布电容上形成的压降。变化的电流变化的电流变化的磁场变化的磁场运动的恒定电流运动的恒定电流运动的磁铁运动的磁铁在磁场中运动的导体在磁场中运动的导体绝缘电阻变小绝缘电阻变小名词名词解释解释产生产生原因原因防护措施一般通过接地来解决一般通过接地来解决一、关于漏电一、关于漏电-实压和虚压实压和虚压测量系统要求：

5、测量系统要求： 测量对象：测量对象： 电压测试模块主要是针对虚压漏电来设计，同时兼容实压漏电的量测。电压测试模块主要是针对虚压漏电来设计，同时兼容实压漏电的量测。量测标准：量测标准： 漏电压漏电压1V, 误差误差5%2021/7/246RMS 真有真有效值线路效值线路ADC转转换电路换电路显示显示电路电路分压分压电路电路 该侦测模块应该包含哪几个部分？该侦测模块应该包含哪几个部分？二，主系统二，主系统-漏电压侦测模块漏电压侦测模块漏电压漏电压&虚压为交流性质。所以必须进行时间平均（积分）后虚压为交流性质。所以必须进行时间平均（积分）后才能得到正确的结果，绝不能用直流电那样用瞬时值代替有

6、效值。才能得到正确的结果，绝不能用直流电那样用瞬时值代替有效值。针对虚压需要先对电压进行放大后得到稳定电压，再进行真有针对虚压需要先对电压进行放大后得到稳定电压，再进行真有效值的计算。效值的计算。声光声光警示警示2021/7/247二，主系统二，主系统-漏电压侦测模块（漏电压侦测模块（ 规格书）规格书）治具名称： 漏电压监控系统治具型号： LVD-V1治具适用性： 适用于01000V AC/DC 电压侦测； 包含实压与虚压主要功能模块： 1，自动量程切换；2，RMS 真有效值线路；3，ADC转换电路；4，显示电路； 5，声光警示；6，数据上传模块控制模式： 待测电压输入分压线路，经MCU判定、

7、反馈后自行切换到对应量程；再经由真有效值 线路处理后，输入MCU与参考电压比较。MCU经过既定程式的计算，将结果输出至数 码管显示；同时驱动相应的声、光系统以提示状态。MCU 程式语言： C语言测试流程： 模组接地，通电接入待测物或电压数码显示测试结果上传系统（预留） LED ,蜂鸣器提示状态治具尺寸： （L）260MM*(W)200MM*(H)65MM尺寸公差： 0200MM:0.05MM;200500MM:0.1MM；500MM:0.2MM电源规格： 输入电压：AC 220V；频率：50HZ；功率：36W 侦测速度： 5秒/次保固期： 一年环境条件： 温度：40度；湿度：2080%RH配套

8、资料： 线路图，Gerber，BOM验收要求： 漏电压侦测误差低于5%2021/7/248品名品名数量数量描述描述开关开关10拨动开关，两段，双掷，拨动开关，两段，双掷，S970626PIN,SOPicl71062dip,40pin数码管数码管2红色红色LED显示显示icl71072dip,40pin，万用表芯万用表芯片片ca31402dip,8pin，运放运放ad7362dip,8pin，ad转换转换lm780551A以上输出电流以上输出电流lm790551A以上输出电流以上输出电流1M电阻电阻1001/4w,色环色环900欧欧1001/4w,色环色环2.2M电阻电阻1001/4w,色环色环

9、470k1001/4w,色环色环47k1001/4w,色环色环4.7k1001/4w,色环色环4.3k1001/4w,色环色环 BOM品名品名数量数量描述描述22k1001/4w,色环色环in914二极管二极管10dip,3.3v稳压二极稳压二极管管10dip1.2v稳压二极稳压二极管管10dip6.8v稳压稳压10dip1uf10050v,电解电容，电解电容，dip10uf10050v,电解电容，电解电容，dip0.47uf10050v,电解电容，电解电容，dip0.22uf10050v电解电容，电解电容，dip10000pf100瓷片电容瓷片电容1000pf100瓷片电容瓷片电容100pf

10、100瓷片电容瓷片电容5uf10050v,电解电容，电解电容，dip4.7uf10050v,电解电容，电解电容，dip33uf10050v,电解电容，电解电容，dip二，主系统二，主系统-漏电压侦测模块漏电压侦测模块2021/7/249 为实验方案是否可行，先使用现有材料进行初版测试线路的搭建为实验方案是否可行，先使用现有材料进行初版测试线路的搭建真有效值 AC to DC电路 ADC转换电路显示电路分压电路部分大功率电阻大功率电阻未购置到位，先用小功率电阻串接替代。自动量程线路自动量程线路使用拨码开关手动切换。平均值电容平均值电容实际需使用规格为33uf ，暂使用其他电容组合而成，容值约为3

11、2uf.基准电压基准电压暂直接使用DC 电源+电池来提供正、负电压，实际须使用IC Max874提供 .试验电路板试验电路板二，主系统二，主系统-漏电压侦测模块漏电压侦测模块2021/7/2410 试验试验:测量开关电源不接地时的感应电压测量开关电源不接地时的感应电压万用表量测值万用表量测值试验电路板量测值试验电路板量测值换算公式：换算公式：4.84V/1024*43*100=20.32V目前参考目前参考电压电压10位单片机可分位单片机可分成的最小刻度成的最小刻度量程量程初步结论：初步结论：1，整体误差为整体误差为1.06V，基本，基本确认该方案可行。只是精确度确认该方案可行。只是精确度仍需提

12、升。仍需提升。2，将，将计算逻辑写到单片机计算逻辑写到单片机里，里，让使用者可以直观读取漏电压让使用者可以直观读取漏电压状况状况43实测值实测值二，主系统二，主系统-漏电压侦测模块漏电压侦测模块2021/7/2411 误差产生原因分析误差产生原因分析首样测试结果：首样测试结果： 万用表：万用表：21.38V, 侦测模组：侦测模组：20.32 V -误差误差5.2%影响精度的几个方面：影响精度的几个方面： 1，材料材料-当前模组使用部分材料不完全匹配当前模组使用部分材料不完全匹配 如：平均值电容，精密电阻等。如：平均值电容，精密电阻等。 2，参考电压参考电压-之前直接使用之前直接使用5V电压来生

13、成参电压来生成参 考电压考电压.而而5V除以除以1024是不能除尽的，这些是不能除尽的，这些 细小的误差被还原成成千上万份之后，则整细小的误差被还原成成千上万份之后，则整 体误差就会显现出来。体误差就会显现出来。 3，功率不足功率不足-当前测试模块所使用的当前测试模块所使用的-5V电电 压是使用芯片压是使用芯片2822转换而来，实际使用中发转换而来，实际使用中发 现该现该IC 功率不足，当接上负载（功率不足，当接上负载（LED显示屏）显示屏） 时，测试电压会有偏差。时，测试电压会有偏差。超出设计规格：超出设计规格：5%二，主系统二，主系统-漏电压侦测模块漏电压侦测模块2021/7/2412 测

14、试精度改善测试精度改善基准电压由基准电压由5v改为改为1.024v（通过电位器（通过电位器调节，输入电压变化会导致输出电压变化）调节，输入电压变化会导致输出电压变化）平均值电容由原来的平均值电容由原来的32uf改为改为33uf改善效果确认（漏电量测）改善效果确认（漏电量测） 万用表：万用表：24.17V, 侦测模组：侦测模组：24.10V -误差由误差由5.2%下降为下降为0.29%量程切换由拨码开关改为继电器自量程切换由拨码开关改为继电器自动切换动切换使用精密电阻改善分压电路使用精密电阻改善分压电路符合设计规格：符合设计规格：5%二，主系统二，主系统-漏电压侦测模块漏电压侦测模块2021/7/2413PCB 电路图电路图PCB layout二，主系统二，主系统-漏电压侦测模块漏电压侦测模块2021/7/2414