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摘要：作为可给电路运行带来直观影响的装置，对稳压电源与保护装置进行优化设计的重要性不言而喻。文章便以相关装置为讨论对象，首先对设计方案进行了简要说明，其次围绕设计要点展开了讨论，内容涉及软件设计、系统设计还有程序设计等方面，最后通过三次测试，说明该装置可起到稳压、漏电保护的效果。希望为设计人员提供帮助，使日后所开展电路设计工作具有理论依据。
关键词：漏电保护装置;直流稳压电源;欠压过压保护
前言：随着科技的发展，社会各界对电路运行状态所提出要求较过去有所提高，如何确保电路得到长期、稳定运行，现已成为业内人士关注的重点。事实证明，要想使电路运行状态达到预期水平，关键是要对电源和保护装置进行优化，利用直流稳压电源对原有电源进行替代，并确保电路所存在漏电故障可被及时发现并加以处理，这也是本文选择对相关装置的设计要点进行探究的原因，有关人员应对此引起重视。
1保护装置设计方案
为彻底解决大电流所输出电压不稳定和低压差问题，有关人员计划对可提供漏电保护的稳压电源进行设计，该设备所输出额定电流值为1A，电压值为5V。此外，该装置还要新增实时显示及关断保护等功能，其电路连接方案如下：
结合设计要求可知，该装置的构成模块较多，主要有显示电路，漏电保护，欠压及过压保护，断零与缺相保护。另外，还可酌情加入单片机系统，稳压电源等模块，确保该装置所具有功能可达到相关要求，即：输出电压略低于输入电压，输出波纹相对较小，反应迅速，日常运行所产生噪声较低。
2保护装置设计要点
2.1软件设计
该装置所使用编程软件为C语言，由单片机负责对继电器启闭状态加以控制，基于A/D装换对漏电数据进行实时测量并加以显示。
2.2系统设计
对该装置进行设计期间，有关人员需要对计算机加以利用，通过计算机控制的方式，确保该装置投入使用后，可长期处于稳定运行状态，在信息化和科学化方面表现达到相关要求。在对多方因素加以考虑后，有关人员提出对兼容性理想的单片机加以应用，在保证单片机实际应用范围达到预期的基础上，对其运算速度进行提升[1]。
系统内部所采取设计方案，主要是2路PWM+1280RAM+相应复位点位，此外，为确保即使处于强干扰环境中，该系统仍然能够发挥出应有功能，有关人员决定对A/D转化模式加以利用。将I/O灌电流数值设置为20mA，通过对驱动能力进行增强的方式，赋予控制系统对较大电流进行高效处理的能力，使系统寿命得到延长。
2.3程序设计
2.3.1电路设计
对该装置内部电路进行设计时，有关人员应对以下内容引起重视：基于开关电源电压对稳压信号进行提升，使电压值趋于稳定。对信号进行取样的前提是电路处于被保护的状态，由此可见，电路设计环节的重点是信号取样，在没有为电路提供漏电保护时，有关人员将取样负载值设定为5Ω，若电路存在漏电故障且处于被保护的状态，则可将负载值调整为100Ω，确保采样信号能够得到准确计算、及时转换和实时显示。单片开关电源负责对调整模块电压进行降低，为单片机提供符合其运行需求的可靠电压。另外，为保证稳压电路所具有优势得到充分发挥，有关人员提出对该设备所具有抗干扰性能进行优化，对电路进行设计时，酌情串联电容、电阻或是晶体管，通过对干扰进行降低的方式，达到精确稳压的目的。
2.3.2流程设计
对该装置所使用软件进行设计的方法，主要为线性差补法、误差补偿法，确保所采集信号可尽快得到分析，在对两路模数间的转换进行科学控制的基础上，高效完成处理信号数字的工作，使电流值、电压值还有功率信号得到实时显示。另外，采集数据还包括稳压模块当前负载信号，若稳压模块运行状态正常，则将采集所得电流值及电压值分别记录为和，通过A/D转换的方式，确保信号处理结果符合预期。如果稳压电路当前状态为漏电保护状态，则需要在接入相应负载的前提下，对信号进行采集并记录，在此基础上，对采集所得数据做A/D转换处理，基于PID对其进行调整，确保稳压输出供电效果最大程度接近理想水平。
2.4硬件设计
2.4.1稳压电源
在设计稳压电路时，有关人员不仅要对稳压和变压引起重视，还要对滤波及整流加以考虑。通过对串联稳压电路进行设计并应用的方式，使稳压电源所具有作用得到充分发挥。稳压电路的构成模块以基准电压和采样为主，此外，还新增了调整与比较放大模块。稳压电路对输出电压加以稳定的原理，主要为负反馈原理，强调以采样模块为依托，对输出电压、实时变化情况加以确定，在此基础上，对额定电压、采集所得电压信号做比较放大处理，根据经过比较放大处理的电路输出值，对导通程度进行调整，确保电路所输出电压始终处于允许范围内，由此来达到稳压的目的[2]。
2.4.2关断保护
该电路的组成构件，主要有按钮K、控制电路以及开关，而组成控制电路的构件以场效应管和继电器为主。对图1的2端和转换开关进行连接，将该装置输出端对应阻值设定为20Ω，确保在电源存在漏电故障的情况下，及时触发电路保护动作，此时，负载两侧的电压值可第一时间降至0V，在此期间设备始终处于自锁定状态。直至漏电故障被排除，方可按下按钮K，使相关电路及设备恢复正常运行。
2.4.3漏电保护
对该装置进行设计时，有关人员提出引入集成芯片对电流进行检测，通过串联单片机的方式，确保电路得到有效控制。漏电保护原理如下：由漏电传感器负责采集三相四线配网实时电流信号，若配网的应用方向为台区总保护，通常要将电流动作值控制在500mA～1000mA左右，同时，将分断时间设定为0.5s。如果配网的应用方向为二级保护，则可将电流动作值调整为300mA，对应分断时间以0.3s为宜。在对相关装置加以应用时，工作人员可视情况对上述数值加以调整，使其符合项目要求。另外，為保证漏电传感器可对微弱信号进行准确检测，有关人员提出以电流传感器为载体，通过新增放大电路的方式，使检测灵敏度得到显著提高。 2.4.4欠压及过压保护
实时采集三相四线配网传递出电压信号，如果采集所得电压信号存在未达到标准电压、超出额定电压×50%的情况，第一时间发布可触发保护装置的信号，为电气设备和后序线路提供全方位保护[3]。
2.4.5断零与缺相保护
以实时采集电压信号为前提，若当三相四线配网处于运行状态时，采集所得数据表明相位无电压值存在或线路有断线可能，及时发布触发保护装置的信号，确保相關电气设备及后序线路均可得到相应的安全保护。
3保护装置运行效果
3.1测试方法
第一步，对图1的1端和转换开关进行连接，保证负载RL所连接电阻值为5Ω，将输入电压由7V逐渐提升至25V，对电路变化情况进行记录，如表1所示：
第二步，沿用上述连接方式，将RL对应阻值进行固定（以5Ω为宜），对输入电路的电压数值进行调整，保证输入电压处于5.5V～7V这一范围内，如实记录相关数据的变化情况，如表2所示：
第三步，在不更改连接方式的前提下，将输入电压值固定在7V，对稳压电源所输出电流值进行调节，将其数值从1A逐渐减小至0.01A，对实验结果进行记录，如表3所示：
3.2数据分析
将输入7V直流电压时，设备所输出电压设为，将输入25V直流电压对应输出电压设为，以测试所得数据为依据，结合以下公式对电压调整率进行计算，最终结果为不足1%。
沿用原有连接方式，将RL阻值设为5Ω，结合测试数据对电路实际输出电压值进行计算，最终结果为4.95V～5.05V。
将负载电阻定为500Ω，将稳压电源所输出电压值设为，在负载电阻是5Ω的情况下，用代表电源所输出电压。基于以下公式和测试所得数据，对电路实际负载调整率进行计算，计算结果同样未超过1%。
测试结果表明，该设备利用串联稳压电路对传统电路进行了替代，使大电流所输出电压不稳定、低压差等问题得到彻底解决，其相关性能指标以及功能均达到了设计要求。
结论：通过上文的分析能够看出，对可提供漏电保护功能的稳压电源进行设计时，有关人员应将重心放在漏电保护、稳压电源和计算机控制等方面，在此基础上，对该装置所涉及程序及电路进行优化设计，确保无论稳压电路是否处于漏电保护的运行状态，该设备均可发挥出应有作用，为电路长期、稳定运行提供支持。
参考文献：
[1]裘昌利，宋暖，陈大川.实用型多路输出直流稳压电源的设计与制作[J].电子测试，2020，No.438（09）：30-32.
[2]郑庆乐，荣相，杨帆，等.一种矿用低压漏电保护装置设计[J].工矿自动化，2020，046（002）：12-17.
[3]郭春平.煤矿井下检漏保护装置远方人工漏电跳闸试验技术必要性分析[J].煤矿安全，2020，v.51;No.558（12）：139-145.
关键词：漏电保护装置;直流稳压电源;欠压过压保护
前言：随着科技的发展，社会各界对电路运行状态所提出要求较过去有所提高，如何确保电路得到长期、稳定运行，现已成为业内人士关注的重点。事实证明，要想使电路运行状态达到预期水平，关键是要对电源和保护装置进行优化，利用直流稳压电源对原有电源进行替代，并确保电路所存在漏电故障可被及时发现并加以处理，这也是本文选择对相关装置的设计要点进行探究的原因，有关人员应对此引起重视。
1保护装置设计方案
为彻底解决大电流所输出电压不稳定和低压差问题，有关人员计划对可提供漏电保护的稳压电源进行设计，该设备所输出额定电流值为1A，电压值为5V。此外，该装置还要新增实时显示及关断保护等功能，其电路连接方案如下：
结合设计要求可知，该装置的构成模块较多，主要有显示电路，漏电保护，欠压及过压保护，断零与缺相保护。另外，还可酌情加入单片机系统，稳压电源等模块，确保该装置所具有功能可达到相关要求，即：输出电压略低于输入电压，输出波纹相对较小，反应迅速，日常运行所产生噪声较低。
2保护装置设计要点
2.1软件设计
该装置所使用编程软件为C语言，由单片机负责对继电器启闭状态加以控制，基于A/D装换对漏电数据进行实时测量并加以显示。
2.2系统设计
对该装置进行设计期间，有关人员需要对计算机加以利用，通过计算机控制的方式，确保该装置投入使用后，可长期处于稳定运行状态，在信息化和科学化方面表现达到相关要求。在对多方因素加以考虑后，有关人员提出对兼容性理想的单片机加以应用，在保证单片机实际应用范围达到预期的基础上，对其运算速度进行提升[1]。
系统内部所采取设计方案，主要是2路PWM+1280RAM+相应复位点位，此外，为确保即使处于强干扰环境中，该系统仍然能够发挥出应有功能，有关人员决定对A/D转化模式加以利用。将I/O灌电流数值设置为20mA，通过对驱动能力进行增强的方式，赋予控制系统对较大电流进行高效处理的能力，使系统寿命得到延长。
2.3程序设计
2.3.1电路设计
对该装置内部电路进行设计时，有关人员应对以下内容引起重视：基于开关电源电压对稳压信号进行提升，使电压值趋于稳定。对信号进行取样的前提是电路处于被保护的状态，由此可见，电路设计环节的重点是信号取样，在没有为电路提供漏电保护时，有关人员将取样负载值设定为5Ω，若电路存在漏电故障且处于被保护的状态，则可将负载值调整为100Ω，确保采样信号能够得到准确计算、及时转换和实时显示。单片开关电源负责对调整模块电压进行降低，为单片机提供符合其运行需求的可靠电压。另外，为保证稳压电路所具有优势得到充分发挥，有关人员提出对该设备所具有抗干扰性能进行优化，对电路进行设计时，酌情串联电容、电阻或是晶体管，通过对干扰进行降低的方式，达到精确稳压的目的。
2.3.2流程设计
对该装置所使用软件进行设计的方法，主要为线性差补法、误差补偿法，确保所采集信号可尽快得到分析，在对两路模数间的转换进行科学控制的基础上，高效完成处理信号数字的工作，使电流值、电压值还有功率信号得到实时显示。另外，采集数据还包括稳压模块当前负载信号，若稳压模块运行状态正常，则将采集所得电流值及电压值分别记录为和，通过A/D转换的方式，确保信号处理结果符合预期。如果稳压电路当前状态为漏电保护状态，则需要在接入相应负载的前提下，对信号进行采集并记录，在此基础上，对采集所得数据做A/D转换处理，基于PID对其进行调整，确保稳压输出供电效果最大程度接近理想水平。
2.4硬件设计
2.4.1稳压电源
在设计稳压电路时，有关人员不仅要对稳压和变压引起重视，还要对滤波及整流加以考虑。通过对串联稳压电路进行设计并应用的方式，使稳压电源所具有作用得到充分发挥。稳压电路的构成模块以基准电压和采样为主，此外，还新增了调整与比较放大模块。稳压电路对输出电压加以稳定的原理，主要为负反馈原理，强调以采样模块为依托，对输出电压、实时变化情况加以确定，在此基础上，对额定电压、采集所得电压信号做比较放大处理，根据经过比较放大处理的电路输出值，对导通程度进行调整，确保电路所输出电压始终处于允许范围内，由此来达到稳压的目的[2]。
2.4.2关断保护
该电路的组成构件，主要有按钮K、控制电路以及开关，而组成控制电路的构件以场效应管和继电器为主。对图1的2端和转换开关进行连接，将该装置输出端对应阻值设定为20Ω，确保在电源存在漏电故障的情况下，及时触发电路保护动作，此时，负载两侧的电压值可第一时间降至0V，在此期间设备始终处于自锁定状态。直至漏电故障被排除，方可按下按钮K，使相关电路及设备恢复正常运行。
2.4.3漏电保护
对该装置进行设计时，有关人员提出引入集成芯片对电流进行检测，通过串联单片机的方式，确保电路得到有效控制。漏电保护原理如下：由漏电传感器负责采集三相四线配网实时电流信号，若配网的应用方向为台区总保护，通常要将电流动作值控制在500mA～1000mA左右，同时，将分断时间设定为0.5s。如果配网的应用方向为二级保护，则可将电流动作值调整为300mA，对应分断时间以0.3s为宜。在对相关装置加以应用时，工作人员可视情况对上述数值加以调整，使其符合项目要求。另外，為保证漏电传感器可对微弱信号进行准确检测，有关人员提出以电流传感器为载体，通过新增放大电路的方式，使检测灵敏度得到显著提高。 2.4.4欠压及过压保护
实时采集三相四线配网传递出电压信号，如果采集所得电压信号存在未达到标准电压、超出额定电压×50%的情况，第一时间发布可触发保护装置的信号，为电气设备和后序线路提供全方位保护[3]。
2.4.5断零与缺相保护
以实时采集电压信号为前提，若当三相四线配网处于运行状态时，采集所得数据表明相位无电压值存在或线路有断线可能，及时发布触发保护装置的信号，确保相關电气设备及后序线路均可得到相应的安全保护。
3保护装置运行效果
3.1测试方法
第一步，对图1的1端和转换开关进行连接，保证负载RL所连接电阻值为5Ω，将输入电压由7V逐渐提升至25V，对电路变化情况进行记录，如表1所示：
第二步，沿用上述连接方式，将RL对应阻值进行固定（以5Ω为宜），对输入电路的电压数值进行调整，保证输入电压处于5.5V～7V这一范围内，如实记录相关数据的变化情况，如表2所示：
第三步，在不更改连接方式的前提下，将输入电压值固定在7V，对稳压电源所输出电流值进行调节，将其数值从1A逐渐减小至0.01A，对实验结果进行记录，如表3所示：
3.2数据分析
将输入7V直流电压时，设备所输出电压设为，将输入25V直流电压对应输出电压设为，以测试所得数据为依据，结合以下公式对电压调整率进行计算，最终结果为不足1%。
沿用原有连接方式，将RL阻值设为5Ω，结合测试数据对电路实际输出电压值进行计算，最终结果为4.95V～5.05V。
将负载电阻定为500Ω，将稳压电源所输出电压值设为，在负载电阻是5Ω的情况下，用代表电源所输出电压。基于以下公式和测试所得数据，对电路实际负载调整率进行计算，计算结果同样未超过1%。
测试结果表明，该设备利用串联稳压电路对传统电路进行了替代，使大电流所输出电压不稳定、低压差等问题得到彻底解决，其相关性能指标以及功能均达到了设计要求。
结论：通过上文的分析能够看出，对可提供漏电保护功能的稳压电源进行设计时，有关人员应将重心放在漏电保护、稳压电源和计算机控制等方面，在此基础上，对该装置所涉及程序及电路进行优化设计，确保无论稳压电路是否处于漏电保护的运行状态，该设备均可发挥出应有作用，为电路长期、稳定运行提供支持。
参考文献：
[1]裘昌利，宋暖，陈大川.实用型多路输出直流稳压电源的设计与制作[J].电子测试，2020，No.438（09）：30-32.
[2]郑庆乐，荣相，杨帆，等.一种矿用低压漏电保护装置设计[J].工矿自动化，2020，046（002）：12-17.
[3]郭春平.煤矿井下检漏保护装置远方人工漏电跳闸试验技术必要性分析[J].煤矿安全，2020，v.51;No.558（12）：139-145.