史靖403毕业论文

1、常州信息职业技术学院常州信息技术学院changzho 毕业设计（论文）数显时间继电器班 级： 0751专 业： 姓 名： 指导老师： 应 用 电 子 技 术史靖 学 号： 012马 凤 婷毕业设计（论文）任务书学 生 姓 名指 导 教 师马凤婷设计（论文）题目数字显示可调稳压电源要求及主要内容1. 掌握数显时间继电器的工作原理2. 三五时钟电路和计数器能灵活应用3. 掌握数显时间继电器的主要元件选用及检测4. 掌握数显时间继电器电路设计装配及调试主要技术1. 数显时间继电器电源印制板电路制作工艺技术2. 核心元件的选用及应用3. 整机装配调试技术进度安排起迄日期内 容备 注第11周11.101

2、4第12周11.1711.21第13周11.2411.28第14周12.112.5第15周12.812.12第16周12.1512.19第17周12.收集资料，确定电路对所确定电路进行修改，完善掌握工作原理对电路元器件进行选购检测电路调试论文撰写论文修改准备答辩主要参考文献摘要近年来随着电子在社会领域的渗透，应用电子正在不断地走向新时代,同时带动传统控制检测等日新月益更新。电子技术要求、技术整体设计、原理设备及配置、电子设计实践指导、电子技术先导性的实验、实践教材，常用器件的性能、检测及应用；印制电路板设计、制作与焊接；电子产品的设计、制作、调试与检修以及交流电的供电、配电与安全用电知识等，阐

3、述硬件与软件环境建设及应用这些环境进行教育。 本文从数显时间继电器电路设计并应用等多要素介绍数字电路控制设计思路，对电路原理图和实践作了简捷的描述。从功能介绍了CD4060、C4518、CD4558、CD4511、数码等元件在不同的领域，有着广阔的作用。通过对数字式时间继电器工作原理的分析，初步论述了数字式时间继电器在三五电路与计数器方面的灵活应用，为进一步提高数字式时间继电器抗干扰性能和可靠性提出参考依据。SummaryIn recent years, with the electronic community in the field of infiltration, electronic

4、 applications are constantly toward a new era, taking control of traditional testing Dengri crescent benefits update. E-technical requirements, the overall technical design, configuration and the principle of equipment, electronic design practice guidance, the pilot of electronic technology experime

5、nt, the practice of teaching materials, commonly used device performance, testing and application; printed circuit board design, production and welding; electronic products Design, production, commissioning and maintenance as well as the AC power supply and distribution of electricity and security,

6、and other knowledge on hardware and software environment for building and application of these environmental education. From time to relay digital circuit design and application of elements to introduce more control over digital circuit design, schematic circuit and made a simple description of the

7、practice. From the function introduced CD4060, C4518, CD4558, CD4511, such as digital components in different areas, there are broad. By the time digital relay working principle of the analysis, the preliminary figures on the time-relay in Circuit on March 5 and the counter area to use in order to f

8、urther increase the number of anti-relay-time performance and reliability of reference. 关键词数字式时间继电器、计数器、滤波目录 摘要 1 目录 2前言 3 一、 工作原理 6二、 元器件概述 8 三、 计数器的应用 10四、 继电器型号名称 13 五、主要技术参数 14六、提高抗干扰能力方法 17七、结束语 22 八、附录 26 九、参考文献 28 前言 毕业设计是理工科教学过程中的重要实践性教学环节，它是对学生在校期间所学知识的综合考察，也是对知识转化为能力的实际测验。毕业设计是在学完各专业必修课之后，

9、并在做过课程设计的基础上进行的。目的是培养学生综合运用所学的基础理论课、专业课的知识、技能去分析和解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力，培养学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法。数字式时间继电器用于继电保护，首先用于替换电磁型和晶体管型时间继电器。它可缩短过流保护的级差，减少维护量，提高保护的动作正确率。保护了主系统及主设备的安全稳定运行。由于它具有精度高、稳定性好、整定方便、直观、改变定值无需进行校验、整定范围宽等特点，深受用户的欢迎。由此数字式时间继电器在电力系统中得到广泛应用。但近几年，数字式时间继电器在电力系统中多次出现误动，给用户造成很大的损失。误动的原因如

10、系统环境差、使用维护问题、产品质量问题、器件损坏、抗干扰性能差等等原因，但最难处理的问题是数字式时间继电器抗干扰性能差，本文在此针对数字式时间继电器抗干扰性能方面，提出了自己的看法，供参考。正文一、 工作原理数显时间继电器DH14S 得电, 延时开始工作。并显示从零开始。于此同时, X 线摄影保护电路也因通过DH14S 的延时常闭触点(53) 被导通, X 线机摄影继电器得电工作发射X 线。当数显时间继电器延时到预置的时间, 其常闭接点断开、切断摄影保护电路,X 线摄影继电器失电, X 线中止发生。计时显示停止, 松开手闸数显时间继电器失电, 其常闭触点(DH5, 3) 复位重新闭合, 计时显

11、示消失, 再次按下手闸后, 电路工作重复上述过程, 计时显示仍从零开始。在操作过程中, 如持续不释放手闸, 则因数显时间继电器延时结束后不能使其触点复位, 摄影继电器不能得电, 故无X 线发生。以往的X 线机均为工频机, 其曝光时间的调控为通过扭动扦制台上的时间选择转钮调节控制面板下面的多层平行排列的数个小触点, 达到预选择的时间, 而金属小触点由很薄的塑料板作为载体, 随着应用时间的延长, 不但触点磨损易致接触不良, 使时间选择有时失灵。而且随时间的延长其塑料载板存在老化并易断裂, 一旦损坏无法修复。即使是全部更换也很繁琐。而我们仅用一只数显时间继电器就达到了不影响工作的目的。本继电器为静态

12、型数字式时间继电器，采用进口CMOS集成电路构成，利用分频、计数原理实现延时。标准时钟脉冲由石英晶体振荡器产生。施加额定电压后，内部瞬动继电器动作并出口，同时使晶体起振，产生时钟脉冲，经分频后由计数器计数，当所计脉冲数达到延时整定时，触发器翻转，驱动执行继电器动作出口。 继电器原理框图如下：二、元器件概述型号：CD4518     属于：集成电路中的CD集成电路分类功能：双BCD同步加计数器基本参数：CPCPeR功能10加计数00加计数0保持0保持00保持10保持1型号：CD4558       

13、0; 属于：集成电路中的CD集成电路分类功能：4位数值比较器基本参数：比较数据级联输出端A3B3A2B2A1B1A0B0D(A<B)D(A=B)D(A>B)Q(A<B)Q(A=B)Q(A>B)A3>B31001A3=B3A2>B21001A3=B3A2=B2A1>B11001A3=B3A2=B2A1=B1A0>B01001A3=B3A2=B2A1=B1A0=B0001001A3=B3A2=B2A1=B1A0=B001000A3=B3A2=B2A1=B1A0=B010100A3=B3A2=B2A1=B1A0<B0100A3=B3A2=B2A1

14、<B1100A3=B3A2<B2100A3<B3100型号：CD4511       属于：集成电路中的CD集成电路分类功能：BCD锁存/7段译码/驱动器基本参数：LE/BI/LTDCBAQaQbQcQdQeQfQg显示011111118010000000熄灭0110000111111000110001011000010110010110110120110011111100130110100011001140110101101101150110110001111160110111111000070111000111111180

15、1110011110011901110100000000熄灭01110110000000熄灭01111000000000熄灭01111010000000熄灭01111100000000熄灭01111110000000熄灭111取决于LE上跳前的BCD码型号：CD4060         属于：集成电路中的CD集成电路分类功能：四2输入端异或门集成电路基本参数：ABY000101011110三、计数器的应用计数器是数字系统中能累计输入脉冲个数的数字电路。1.驱动方程：F1： J1= K1=1F2： J2= K2=1F3： J3

16、= K3=12.特性方程：Q1n+1= J11n +1Q1n Q2n+1= J22n +2Q2n Q3n+1= J33n +3Q3n3.状态方程：F1：Q1n+1=1·1n +·Q1n =1nF2：Q2n+1=1·2n +·Q2n =2nF3：Q3n+1=1·3n +·Q3n =3n（说明每个触发器的变化规律都是：来一个CP脉冲就翻转一次）4.进位方程：C= Q1 Q2 Q35CP：F1：C1=CP下降沿（10）F2：C2= Q1下降沿（10）F3：C3= Q2下降沿（10）6状态表： 表1CP个数CP是否有效触发器输出端状态进位输出

17、状态C3C2C1Q3Q2Q1C0×××00001××00102×01003××0110410005××10106×11007××1111800007状态图：8.波形图:9.计数器原理图四、继电器型号名称：继电器的型号及其所代表的含义如下：产品的触点数量及触点形式见表1:产品的延时范围及延时级差见表2:五、主要技术参数：1结构形式及外形尺寸2继电器重量继电器重量不超过1.1kg.3额定值: 直流220V、110V、48V；4延时整定范围a) 20ms9.999s （级

18、差1ms）;b) 0.1s99.99s （级差10ms）;c) 1s999.9s （级差0.1s）;d) 10s9999s （级差1s）;5.动作值及返回值在基准条件下，继电器动作电压不大于70%额定电压，返回电压不小于10%额定电压。6.延时一致性在基准条件下，继电器的延时一致性不大于（0.1%整定值3ms）。延时一致性次测量最大值次测量最小值7.延时整定误差在基准条件下，继电器延时整定误差的绝对值不大于（0.1%整定值3ms）。延时平均误差次测量平均值整定值8.返回时间: 返回时间应不大于25ms。9.功率消耗: 在额定电压下，继电器的功率消耗不大于表2的规定值10.触点性能在电压不大于2

19、50V，电流不大于1A的直流有感负荷(时间常数为5ms±0.75ms)电路中，触点断开容量为30W。11.介质强度继电器各导电端子连在一起对外露的非带电金属部分或外壳之间，应能承受2kV（有效值）50Hz的交流电压历时1min试验而无绝缘击穿或闪络现象。工作环境条件产品在下列条件下应能可靠地工作 环境温度: -10+50； 大气压力: 80kPa110kPa；相对湿度: 最湿月的平均最大相对湿度为90%，同时该月的平均最低温度为25，且表面无凝露，最高温度为40时，平均最大相对温度不超过50%；1. 无导电尘埃与破坏金属和绝缘的腐蚀性气体的环境中；2.没有爆炸危险及不充满尘埃的介质中

20、(如煤灰、磨料、木屑等);3.工作位置: 任一方向倾斜不超过5。及不剧烈振动和冲击；4.使用地点具有防雨、雪、风砂装置及没有充满水汽的环境中；5.没有较严重的霉菌存在的地方；6.使用地方不允许有较强的外磁感应强度。继电器背后接线图：六、提高抗干扰能力方法：1干扰的主要来源在电力系统运行中的继电器受到干扰主要是电磁干扰，来源有以下几种(1)直流低压回路断开电感性负载（如接触器、中间继电器等）或电磁型电流、电压继电器触点抖动时，常会产生快速瞬变脉冲组电波；(2)高压变电所临近高压电器设备操作时产生的感应干扰；(3)移动电话、携带式步话机和相邻或附近设备发生的调频电磁波及电弧放电时产生的高频电磁辐射

21、；(4)设备中脉冲电路、时钟回路、开关电源、收发讯机等通过空间传播的电磁能量；(5)带电荷的操作人员触及到设备的导电部件时产生放电。2电磁干扰的传播方式电磁干扰的传播方式主要有两种形式，即传导和辐射。传导是通过导线以电流或电压的形式作用在继电器上。辐射是通过空间以电磁场的形式作用于继电器上。对于数字式时间继电器主要的传导路径为电源线。因此抑制传导干扰的主要部分在数字式时间继电器的电源部分。3. 提高抗干扰的措施根据电磁干扰的来源和干扰方式及数字式时间继电器的工作特点，对数字式时间继电器提高抗干扰能力采用的措施主要从以下方面进行解决。(1)电源输入端增加EMI 滤波器。EMI 滤波器是一种低通滤

22、波器，由无源元件构成的多端口网络。它不仅能衰减由传导传播干扰方式引起的干扰，同时也对辐射干扰方式的干扰有显著的抑制作用。这样的滤波器对于低频（20100kHz）特别有效。再通过选用合适的铁氧体材料铁芯，它的抑制频率范围可增大到400MHz。由于数字式时间继电器的体积小，受结构的限制，成型的EMI 滤波器一般体积较大，不适用。而继电器工作频率不高，设计及工艺相对要求不高，同时也可降低成本，因此在电路里直接设计出EMI滤波器是非常可行的，滤波器电路图见图1。 配件经严格筛选，可选到接近理想状态，波形如图2 所示，但实际上存在偏差，波形如图3 所示。 滤波器中介质电容、电感均可改变，适当变化期间的耦

23、合，对于线路开关、接触器、执行机构，触点抖动产生的瞬变干扰能起到充分的抑制作用。(2) 数字电路抗干扰一般措施时钟频率应在工作允许的条件下选用最低的；必须对电源线，控制线去耦以防止外部干扰进入；每个集成电路的电源与地之间要加去耦电容。要求电容的高频性能好；在速度不快的信号线上加去耦电容。(3)合理设计印刷电路板 印刷板上的电源与地线要呈“井”字形布线，以均衡电流，降低线路电阻；布线时高、低压线分开，交、直流分开；输入、输出线不要紧靠时钟发生器、电源线等电磁热线，不要紧靠复位线、控制线等脆弱信号线；相邻板间交叉布线；尽量减少电源线走线的有效包围面积，这样可以减少电磁耦合；相邻层布线应互相垂直；走

24、线不要有分支，以防导致反射和产生谐波；正确接入旁路电容。数字电路在工作时，电流突变较大，会产生很强噪声信号，应按图4 在电源线上正确接入旁路电容； 接地点集中。(4) 合理配线 输入电源线与地线应尽量短；板与板间的连线或接插件连线应尽量短。且线与线间分开；配线时，电源线与触点引出线应分开；正、负电源线应互相绞合，以降低共模干扰。(5) 采用新工艺 采用贴装技术采用表面贴装装封技术，可以显著减少由于器件的引线较长而产生的杂散寄生电容、电感，简化了屏蔽的设计，所以在很大程度上减少了电磁干扰和射频干扰。采用多层线路板从2 层印制电路板改为4 层印制电路板，可大大改善发射和抗扰度性能。结束语踉踉跄跄地

25、忙碌了这么久,我的毕业设计也终将告一段落。点击运行，也基本达到了预期的效果，虚荣的成就感在没人的时候也总会冒上心头。但由于能力和时间的关系，总是觉得有很多不尽人意的地方，譬如功能不全、外观粗糙、焊接的不合理可是，我又会有点自恋式地安慰自己：做一件事情，不必过于在乎最终的结果，可贵的是过程中的收获。 毕业设计，也许是我大学生涯交上的最后一个作业了。想借这次机会感谢5年以来给我帮助的所有老师、同学，你们的友谊是我人生的支柱，是我生命中不可或缺的一部分。我的毕业指导老师马凤婷，虽然我们是在开始毕业设计时才认识，但她却能以一位朋友的心态来关心我，给我不厌其烦的指导。在此，特向她道声谢谢。学校生活即将匆

26、匆忙忙地过去，它给我的影响却不能用时间来衡量，这5年以来，经历过的所有事，所有人，都将是我以后生活回味的一部分，是我为人处事的指南针。就要离开学校，走上工作的岗位了，这是我人生历程的又一个起点，在这里祝福大学里跟我风雨同舟的朋友们，一路走好，未来总会是绚烂缤纷。附录元件简明列表名称元件代号型号参数作用数量变压器KTAC220V/DC19V、DC双8V变压1整流二极管1N3009将交流电变为直流电4整流二极管1N4007将交流电变为直流电4电容C101F/35V滤波1电容C22200F 35V滤波1电容C310F/25V滤波1电容C4100F/35V滤波1电容C547F/25V滤波1电容C6、C

27、80.1F/25V滤波2电容C7、C9220F/25V滤波2电容C10、C11100F/25V滤波2发光二极管V1IN=10MA发光1二极管V5IN40071三极管V43DD3251稳压管V52CW52稳压1电位器RP14.7K调节输出电压1电位器RP21K调节参考电压1电阻R12K限流1电阻R2200限流1电阻R30.5限流1电阻R5390限流8电阻R6510限流2电阻R7150限流1电阻R81000 K限流1电阻R947 K限流1电阻R104.7 K限流1电阻R11470 K限流2电阻R12200 K限流继电器JZC-7FA 20V/2A电路保护1A/D转换器MC14433模数转换1译码器MC14511译码1晶体管驱动器MC1413驱动数码管发光1数码管共阴极显示模拟电压3散热片1开关1电源线220V/5A接入电源1LM317T稳压器性能参数表参数名称符号单位测试条件最小典型最大电压调整率Sv%