监测漏电单片机设计

1、铠甲计划Prepared by : BGM TE -漏电压监控系统 Date: 2014/06/26背景 当前FA 关于MB 不良的Top 1仍旧是坏件问题，除厂商来料不良外。是否会有部分零件是在生产&组立过程被静电&漏电压打死的呢？ NB6 正在推广关于人员ESD防护不良的报警系统。那么我们的生产&测试设备呢？是否也可以有一套类似的装置来解决设备的接地不良？ 所以，本专案的目标是：设计一套可以实时监控产线接地状况的报警系统，及早的发现漏电状况并加以解决。二，辅助系统-数据监控监测系统蓝图ReflowPrinterSPIMountAOIICT裁板机RFFCT监控界面数据

2、传输网络一，主系统-漏电压侦测模块该主系统分为2个部分 实压漏电由于供电设备电路中导线的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:因绝缘受潮或进水，造成绝缘不良；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：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：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：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：

3、电气设备或电缆长期过负荷运行，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。名词解释产生原因防护措施安装漏电开关与接地一、关于漏电-实压和虚压 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。变化的电流变化的磁场运动的恒定电流运动的磁铁在磁场中运动的导体绝缘电阻变小名词解释产生原因防护措施一般通过接地来解决一、关于漏电-实压和虚压测量系统要求： 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。量测标准： 漏电压1V, 误差5%RMS 真有效值线路ADC转换电路显示电路分压电路 该侦测模块应该包含哪几

4、个部分？二，主系统-漏电压侦测模块漏电压&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，再进行真有效值的计算。声光警示二，主系统-漏电压侦测模块（ 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、反馈后自行切换到对应量程；再经由真有效

5、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配套资料： 线路图，Gerber，BOM验

6、收要求： 漏电压侦测误差低于5%品名数量描述开关10拨动开关，两段，双掷，S970626PIN,SOPicl71062dip,40pin数码管2红色LED显示icl71072dip,40pin，万用表芯片ca31402dip,8pin，运放ad7362dip,8pin，ad转换lm780551A以上输出电流lm790551A以上输出电流1M电阻1001/4w,色环900欧1001/4w,色环2.2M电阻1001/4w,色环470k1001/4w,色环47k1001/4w,色环4.7k1001/4w,色环4.3k1001/4w,色环 BOM品名数量描述22k1001/4w,色环in914二极管1

7、0dip,3.3v稳压二极管10dip1.2v稳压二极管10dip6.8v稳压10dip1uf10050v,电解电容，dip10uf10050v,电解电容，dip0.47uf10050v,电解电容，dip0.22uf10050v电解电容，dip10000pf100瓷片电容1000pf100瓷片电容100pf100瓷片电容5uf10050v,电解电容，dip4.7uf10050v,电解电容，dip33uf10050v,电解电容，dip二，主系统-漏电压侦测模块 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未购

8、置到位，先用小功率电阻串接替代。自动量程线路使用拨码开关手动切换。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32uf.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 .试验电路板二，主系统-漏电压侦测模块 试验:测量开关电源不接地时的感应电压万用表量测值试验电路板量测值换算公式：4.84V/1024*43*100=20.32V目前参考电压10位单片机可分成的最小刻度量程初步结论：1，整体误差为1.06V，基本确认该方案可行。只是精确度仍需提升。2，将计算逻辑写到单片机里，让使用者可以直观读取漏电压状况43实测值二，主系统-漏电压

9、侦测模块 误差产生原因分析首样测试结果： 万用表：21.38V, 侦测模组：20.32 V -误差5.2%影响精度的几个方面： 1，材料-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。 2，参考电压-之前直接使用5V电压来生成参 考电压.而5V除以1024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 体误差就会显现出来。 3，功率不足-当前测试模块所使用的-5V电 压是使用芯片2822转换而来，实际使用中发 现该IC 功率不足，当接上负载（LED显示屏） 时，测试电压会有偏差。超出设计规格：5%二，主系统-漏电压侦测模块 测试精度改善基准电压由5v改为1.024v（通过电位器调节，输入电压变化会导致输出电压变化）平均值电容由原来的32uf改为33uf改善效果确认（漏电量测） 万用表：24.17V, 侦测模组：24.10V -误差由5.2%下降为0.29%量程切换由拨码开关改为继电器自动切换使用精密电阻改善分压电路符合设计规格：5%二，主系统-漏电压侦