本科生畢業(yè)論文-浙江大學(xué)信息與電子工程學(xué)系

1、.PAGE ：.；PAGE 35本 科 生 畢 業(yè) 論 文文獻(xiàn)綜述與開題報告標(biāo)題中文M54133漏電維護(hù)芯片的分析姓 名 學(xué) 號 指點教師 專業(yè)年級 電子科學(xué)與技術(shù)0302 所在學(xué)院 信息學(xué)院 提交日期 2007.3.30 一、標(biāo)題： M54133漏電維護(hù)芯片的分析 二、指點教師對文獻(xiàn)綜述和開題報告的詳細(xì)內(nèi)容要求： 文獻(xiàn)綜述要求在閱讀大量相關(guān)文獻(xiàn)根底上，了解漏電維護(hù)器的運用場所，國內(nèi)外開展現(xiàn)狀，以及根據(jù)漏電維護(hù)器功能，動作時間不同等的分類情況。對現(xiàn)有芯片運用情況進(jìn)展分析，找出優(yōu)點和存在的問題，對開展趨勢和研討方向作出根本推斷，闡明課題的研討價值。 開題報告要求分析漏電維護(hù)器的研討意義和背景，掌

2、握分級維護(hù)的開展情況和不同級運用范圍，經(jīng)過M54133芯片的datasheet掌握芯片的管腳分布，了解功能模塊及互連關(guān)系，熟習(xí)外圍電路和運用波形。從集成電路工藝的角度出發(fā)，對幅員提取原理做簡單引見，并提出研討方案以及合理的進(jìn)度安排。指點教師簽名 年 月 日目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc163444056 一、文獻(xiàn)綜述 PAGEREF _Toc163444056 h 4 HYPERLINK l _Toc163444057 1.1漏電維護(hù)器簡介 PAGEREF _Toc163444057 h 4 HYPERLINK l _Toc163444058 1.2漏

3、電維護(hù)器分類 PAGEREF _Toc163444058 h 4 HYPERLINK l _Toc163444059 1.2.1根據(jù)動作方式分 PAGEREF _Toc163444059 h 4 HYPERLINK l _Toc163444060 1.2.2根據(jù)剩余電流維護(hù)器的功能分 PAGEREF _Toc163444060 h 4 HYPERLINK l _Toc163444061 1.2.3根據(jù)剩余電流維護(hù)器的運用場所分 PAGEREF _Toc163444061 h 5 HYPERLINK l _Toc163444062 1.2.4根據(jù)剩余電流維護(hù)器的動作時間分 PAGEREF _To

4、c163444062 h 5 HYPERLINK l _Toc163444063 1.3國內(nèi)各種剩余電流維護(hù)器的性能及開展動向 PAGEREF _Toc163444063 h 6 HYPERLINK l _Toc163444064 1.3.1家用及類似用途剩余電流斷路器 PAGEREF _Toc163444064 h 6 HYPERLINK l _Toc163444065 1.3.2剩余電流斷路器 PAGEREF _Toc163444065 h 7 HYPERLINK l _Toc163444066 1.3.3剩余電流繼電器 PAGEREF _Toc163444066 h 7 HYPERLIN

5、K l _Toc163444067 1.4國外剩余電流維護(hù)器的開展動向 PAGEREF _Toc163444067 h 7 HYPERLINK l _Toc163444068 1.4.1家用及類似用途剩余電流斷路器 PAGEREF _Toc163444068 h 7 HYPERLINK l _Toc163444069 1.4.2剩余電流斷路器 PAGEREF _Toc163444069 h 8 HYPERLINK l _Toc163444070 1.5主要的問題 PAGEREF _Toc163444070 h 8 HYPERLINK l _Toc163444071 二、開題報告 PAGEREF

6、 _Toc163444071 h 10 HYPERLINK l _Toc163444072 2.1漏電維護(hù)器研討意義 PAGEREF _Toc163444072 h 10 HYPERLINK l _Toc163444073 2.2漏電維護(hù)器的分級維護(hù) PAGEREF _Toc163444073 h 10 HYPERLINK l _Toc163444074 2.3 M54133的功能引見 PAGEREF _Toc163444074 h 11 HYPERLINK l _Toc163444075 2.4幅員提取原理 PAGEREF _Toc163444075 h 15 HYPERLINK l _To

7、c163444076 2.5研討方案 PAGEREF _Toc163444076 h 17 HYPERLINK l _Toc163444077 2.6進(jìn)度安排 PAGEREF _Toc163444077 h 18 HYPERLINK l _Toc163444078 三、外文翻譯 PAGEREF _Toc163444078 h 19 HYPERLINK l _Toc163444079 四、參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc163444079 h 27 HYPERLINK l _Toc163444080 五、翻譯原文 PAGEREF _Toc163444080 h 28一、文獻(xiàn)綜述1.1漏電維護(hù)器

8、簡介隨著人們生活程度提高，電器設(shè)備迅速添加，由于漏電導(dǎo)致直接或間接觸電事故時有發(fā)生，嚴(yán)重危害了人們的安康，甚至要挾生命。在電網(wǎng)中安裝漏電維護(hù)器，可以預(yù)防人們用電中能夠發(fā)生的觸電事故，維護(hù)生命和財富平安，具有非常艱苦的意義。國際電工委員會將漏電電流規(guī)定為剩余電流，其準(zhǔn)確的定義是：接地性缺點電流。漏電維護(hù)器是當(dāng)人體的能夠接觸的電壓值超越了平安值或人體的觸電電流及其他對地缺點電流超越了允許值時，可以自動切斷電源以保證人身和設(shè)備平安的電子設(shè)備。漏電維護(hù)器的準(zhǔn)確稱號是：剩余電流動作維護(hù)器1。1.2漏電維護(hù)器分類1.2.1根據(jù)動作方式分電磁式剩余電流維護(hù)器零序電流互感器的二次回路輸出電壓不經(jīng)任何放大，直接

9、鼓勵剩余電流脫扣器，稱為電磁式剩余電流維護(hù)器，其動作功能與線路電壓無關(guān)。電子式剩余電流維護(hù)器零序電流互感器的二次回路和脫扣器之間接入一個電子放大線路，互感器二次回路的輸出電壓經(jīng)過電子線路放大后再鼓勵剩余電流脫扣器，稱為電子式剩余電流維護(hù)器，其動作功能與線路電壓有關(guān)。1.2.2根據(jù)剩余電流維護(hù)器的功能分剩余電流斷路器剩余電流斷路器是檢測剩余電流，將剩余電流值與基準(zhǔn)值相比較，當(dāng)剩余電流值超越基準(zhǔn)值時，使主電路觸頭斷開的機械開關(guān)電器。剩余電流斷路器帶有過載和短路維護(hù),有的剩余電流斷路器還可帶有過電壓維護(hù)。剩余電流繼電器剩余電流繼電器是檢測剩余電流，將剩余電流值與基準(zhǔn)值相比較，當(dāng)剩余電流值超越基準(zhǔn)值時

10、，發(fā)出一個機械開閉信號使機械開關(guān)電器脫扣或聲光報警安裝發(fā)出報警的電器。剩余電流繼電器常和交流接觸器或低壓斷路器組成剩余電流維護(hù)器，作為鄉(xiāng)村低壓電網(wǎng)的總維護(hù)開關(guān)或分支維護(hù)開關(guān)運用。挪動式剩余電流維護(hù)器挪動式剩余電流維護(hù)器是由插頭、剩余電流維護(hù)安裝和插座或接線安裝組成的電器，它包括剩余電流維護(hù)插頭、挪動式剩余電流維護(hù)插座、剩余電流維護(hù)插頭插座轉(zhuǎn)換器等，用來對挪動電器設(shè)備提供漏電維護(hù)。固定安裝的剩余電流維護(hù)插座由固定式插座和剩余電流維護(hù)安裝組成的電器，也可對挪動電器設(shè)備提供漏電維護(hù)。1.2.3根據(jù)剩余電流維護(hù)器的運用場所分專業(yè)人員運用的剩余電流維護(hù)器這種剩余電流維護(hù)器普通額定電流比較大，作為配電安裝

11、中主干線或分支線的維護(hù)開關(guān)用，發(fā)生缺點影響范圍比較大，要求由專業(yè)人員來安裝、運用和維護(hù)。剩余電流繼電器和大電流剩余電流斷路器屬于這種方式的剩余電流維護(hù)器。家用和類似用途的剩余電流維護(hù)器用于商用、辦公樓及城鄉(xiāng)居民住宅等建筑物中的剩余電流維護(hù)器，普通額定電流比較小，作為終端電氣線路的漏電維護(hù)安裝，適宜于非專業(yè)人員運用。主要是家用剩余電流斷路器和挪動式剩余電流維護(hù)器。1.2.4根據(jù)剩余電流維護(hù)器的動作時間分普通型剩余電流維護(hù)器無故意延時的剩余電流維護(hù)器，主要作為分支線路和終端線路的漏電維護(hù)安裝。延時型剩余電流維護(hù)器專門設(shè)計的對某一剩余動作電流值能到達(dá)一個預(yù)定的極限不動作時間的剩余電流維護(hù)器。延時型剩

12、余電流維護(hù)器主要作為主干線或分支線的維護(hù)安裝，可以與終端線路的維護(hù)安裝配合，到達(dá)選擇性維護(hù)的要求2。1.3國內(nèi)各種剩余電流維護(hù)器的性能及開展動向1.3.1家用及類似用途剩余電流斷路器家用及類似用途剩余電流斷路器可分為帶過電流維護(hù)和不帶過電流維護(hù)兩種，適宜于非專業(yè)人員運用。主要運用在商店、辦公樓、飯店及城鄉(xiāng)居民住宅等建筑物中，對低壓線路和用電設(shè)備進(jìn)展維護(hù)。帶過電流維護(hù)的剩余電流動作斷路器剩余電流維護(hù)附件和小型斷路器的拼裝可以在工廠完成，也可以在現(xiàn)場拼裝，可以根據(jù)需求靈敏地與小型斷路器組合安裝在配電箱中，特別適宜于在終端電器配電箱及城鄉(xiāng)居民住宅配電箱中運用。不帶過電流維護(hù)的剩余電流動作斷路器這其中

13、有一部分是在80年代初期或中期開發(fā)的額定電流為10A的專門用于民用住宅的產(chǎn)品隨著居民用電量的添加，市場在逐漸萎縮。有些電子式家用剩余電流斷路器，制造廠為降低本錢，采用分立式的電子元件，把有關(guān)的抗干擾線路和維護(hù)線路省掉，采用低價元件和資料組裝，本錢降到10元左右或以下，使產(chǎn)品的可靠性、壽命及抗干擾性能極差，這種產(chǎn)品很難經(jīng)過平安認(rèn)證。但因這種產(chǎn)品在有的時候通以剩余動作電流還能動作，容易對用戶產(chǎn)生誤導(dǎo)，在城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造中應(yīng)引起注重。隨著我國用電規(guī)范的完善和用電程度的提高，這類產(chǎn)品必將淘汰。1.3.2剩余電流斷路器由低壓塑殼斷路器派生的剩余電流斷路器，適宜于專業(yè)人員運用。根本上都是電子式的剩余電流斷路器

14、。這類產(chǎn)品額定電流較大，除了漏電維護(hù)外，還具有過載和短路維護(hù)，可作為工廠車間、鄉(xiāng)村等配電安裝主干線、分支線的漏電和過載短路維護(hù)安裝。1.3.3剩余電流繼電器包括普通型剩余電流繼電器，脈沖型剩余電流繼電器，鑒相鑒幅型剩余電流繼電器，智能剩余電流維護(hù)繼電器。此外還有挪動式剩余電流維護(hù)器等3。1.4國外剩余電流維護(hù)器的開展動向1.4.1家用及類似用途剩余電流斷路器歐洲剩余電流維護(hù)器的開展以家用剩余電流斷路器為主，根本上都是電磁式剩余電流斷路器。歐洲不帶過電流維護(hù)的剩余電流斷路器近幾年的開展趨勢是把二極和四極分成兩個殼體，使二極剩余電流斷路器的體積大為減小，采用規(guī)范導(dǎo)軌式安裝方式，接線端子提供接線柱式

15、接線和壓板式接線兩種方式，適用于安裝在配電箱中，可直接用規(guī)范母線排與其他電器銜接。帶過電流維護(hù)的剩余電流斷路器近幾年的開展趨勢，由小型斷路器和剩余電流動作維護(hù)附件組裝成剩余電流動作斷路器，組裝方便靈敏，尺寸模數(shù)化，規(guī)范導(dǎo)軌安裝方式，便于在配電箱內(nèi)安裝運用動作時間除原有的普通型和S型選擇性型外，還添加了10ms的短延時特性。具有良好的抗誤動作才干，可防止閉合走漏電流較大的負(fù)載例如電容性負(fù)載時引起剩余電流斷路器誤動作。1.4.2剩余電流斷路器由低壓塑殼斷路器派生的剩余電流斷路器，日本開展較快，以富土電機公司和三菱電機公司為代表，均為電子式剩余電流斷路器，其產(chǎn)品在世界上處于領(lǐng)先位置。日本的富士電機公

16、司和三菱電機公司在90年代推出了30800A殼架電流等級的孿生式斷路器。其構(gòu)造特點：剩余電流斷路器和塑殼式斷路器外形尺寸和安裝尺寸完全一樣，比較老產(chǎn)品體積減少了30。電壓范圍廣，可以在100V-240V-440V交流電壓范圍內(nèi)通用，能適宜于在不同電壓等級的低壓網(wǎng)絡(luò)中運用。短路分?jǐn)嗖鸥筛?，例如富士HG403B系列可到達(dá)AC415V，65kA；三菱NV400-REP系列可到達(dá)440V，125kA。此外，三菱的HEP和SEP系列產(chǎn)品還具有預(yù)告警功能，當(dāng)缺點電流到達(dá)預(yù)定值的50時，預(yù)告警指示燈開場閃爍進(jìn)展報警，閃爍頻率越高，表示事故越嚴(yán)重。預(yù)警指示可以通知監(jiān)控人員及早采取措施，排除缺點，保證供電的延續(xù)

17、性。ABB公司在S1S3系列塑殼斷路器上拼裝RC211、RC212剩余電流脫扣器模塊組裝成剩余電流斷路器。剩余電流脫扣器模塊寬度與斷路器尺寸一樣，可以裝在塑殼斷路器后面垂直式或側(cè)面程度式。最大額定短路分?jǐn)嗖鸥蔀?5kA。剩余電流脫扣器構(gòu)造為電磁式，不需求任何輔助電源，能在50500V電壓正常任務(wù)。RC212型還有報警功能，當(dāng)剩余電流到達(dá)預(yù)定值的50時，預(yù)告警信號燈就會閃爍報警；閃爍頻率隨剩余電流添加而添加，直至電流到達(dá)預(yù)定值時自動切斷電路4。1.5主要的問題在低壓供、配電系統(tǒng)中為了要構(gòu)成一個合理完善的分級漏電維護(hù)網(wǎng)，在選用漏電維護(hù)器的動作特性時除了要在額定漏電動作電流的大小上進(jìn)展區(qū)分外，還必需

18、在額定動作時間上進(jìn)展區(qū)分，這樣才干有效地防止各級漏電維護(hù)器發(fā)生同時動作或越級動作的誤動作景象，從而保證整個系統(tǒng)任務(wù)的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性，并確保運轉(zhuǎn)的可靠性和供電的延續(xù)性。如今市場上消費漏電維護(hù)器的廠家上百家，類型繁多，構(gòu)造不同，性能各異。在運轉(zhuǎn)實驗中發(fā)現(xiàn)，由于三級維護(hù)器運用了多家產(chǎn)品，動作電流值、分?jǐn)鄷r間難以上下匹配，誤動景象時常發(fā)生。如對末、中級維護(hù)器作模擬實驗時，引起總維護(hù)器動作的景象經(jīng)常發(fā)生，擴展了停電范圍，影響了平安、可靠地供電，也給管理帶來很大費事。因此設(shè)計一種具有可編程的總級漏電維護(hù)器，擴展其運用范圍，使其可以順應(yīng)其它不同的中間級、末級漏電維護(hù)器，在動作電流、動作時間上實現(xiàn)合理匹配是非

19、常有必要的。同時，由于現(xiàn)有許多總級漏電維護(hù)器產(chǎn)品在抗外界干擾性能不佳，經(jīng)常導(dǎo)致誤動作，從而導(dǎo)致大范圍面積停電的嚴(yán)重后果，因此設(shè)計一套具有較強抗干擾才干、合理匹配的漏電維護(hù)器也是具有很強的現(xiàn)實意義的5。二、開題報告2.1漏電維護(hù)器研討意義現(xiàn)代的工業(yè)消費和家庭生活中，自動化程度越來越高，幾乎處處離不開電器。由于忽略而呵斥的各類觸電事故嚴(yán)重危害了人們的安康甚至危及生命。保證用電平安，防止漏電引發(fā)的各類火災(zāi)，設(shè)備缺點，人員傷亡成為不容忽視的問題。國家住宅設(shè)計規(guī)范明確規(guī)定：每棟住宅的總電源進(jìn)線斷路器應(yīng)具有漏電維護(hù)功能。為此有必要設(shè)計一種自動防護(hù)設(shè)備，當(dāng)檢測到有危險性的漏電流時可以自動斷開，維護(hù)人們的人身

20、財富平安。市場上運用廣泛的總級漏電維護(hù)芯片的是日本三菱公司開發(fā)的M54133eGP芯片，它是一種具有延時功能的漏電開關(guān)控制芯片，其延時方式為RC延時，即其延時時間大小是由外接的電容來控制，其總體功能和性能都比較優(yōu)良，因此我們有必要分析和自創(chuàng)它的優(yōu)點，作為設(shè)計根底和參考根據(jù)。另一方面，M54133是十幾年前采用雙極工藝制造的，靜態(tài)功耗偏高，不利于集成電路低功耗方向開展，采用RC延時不夠準(zhǔn)確，容易呵斥不同維護(hù)級動作時間的交叉，引起誤動作，以及一些電路構(gòu)造和功能曾經(jīng)不順該當(dāng)前實踐運用中的新情況，如短少智能型的重合閘功能。我們可以經(jīng)過電路提取分析，找出其中的缺乏，進(jìn)展相應(yīng)改良，完成新型設(shè)計6。2.2漏

21、電維護(hù)器的分級維護(hù)隨著經(jīng)濟的迅速開展和人民生活用電的急劇增長，對供電的可靠性、平安性的要求越來越高，要求漏電維護(hù)方式不能因一戶發(fā)惹事故而呵斥部分或全網(wǎng)停電。合理的配置漏電維護(hù)器，是防止人身觸電傷亡事故和由漏電引起的電氣火災(zāi)及電器設(shè)備損壞事故的技術(shù)措施，也是提高供電可靠性的重要手段。為此，漏電維護(hù)器必需合理的配置和科學(xué)的實施?，F(xiàn)實踐運用的漏電維護(hù)器根據(jù)運用場所和目的的不同，可分為總級維護(hù)，中間級維護(hù)和末級維護(hù)。漏電總級維護(hù)器應(yīng)配置在配變的低壓總電源側(cè)，是全網(wǎng)的總維護(hù)，它應(yīng)選用電流型的漏電維護(hù)器，其漏電動作電流值的選擇以防止間接接觸的觸電維護(hù)為主，并在躲過電網(wǎng)正常的漏電流的前提下盡量選小。漏電中級

22、維護(hù)器應(yīng)設(shè)置在接戶線進(jìn)入集表箱的電源刀閘的負(fù)荷側(cè)。它是以防止套戶線至末級維護(hù)器之前的直接接觸的觸電傷亡事故為主要目的，并作為末級維護(hù)器的后備維護(hù)。應(yīng)合理設(shè)定其額定漏電動作電流值及動作延時時間，以獲得與上下級維護(hù)器的良好配合。 漏電末級維護(hù)器應(yīng)安裝在進(jìn)戶線的電源側(cè)，電源進(jìn)線先接刀閘后接漏電維護(hù)器。用于家用電器、固定安裝電器、挪動式電器、攜帶式電器及暫時用電設(shè)備的漏電維護(hù)，是直接防止人身觸電的維護(hù)設(shè)備。 合理設(shè)計三級維護(hù)器的動作電流與動作延時時間，使三級維護(hù)可以科學(xué)地配合，是提高漏電維護(hù)器正確動作率和投運率的必要措施，是提高供電平安性、可靠性的技術(shù)手段。我國大規(guī)模的低壓電網(wǎng)改造工程的實施，電網(wǎng)構(gòu)造

23、的重新規(guī)劃和布置，使電網(wǎng)的安康程度、供電才干和絕緣強度均得到大大提高，這為實現(xiàn)全網(wǎng)的漏電分級維護(hù)提供了物質(zhì)條件，實施低壓電網(wǎng)的三級維護(hù)，已成為電網(wǎng)改造的重要組成部分7。2.3 M54133的功能引見M54133的管腳分布如圖1所示，管腳功能引見見表1。圖1 M54133管腳圖表1 各管腳功能引見模塊引腳號符號功能共用電 路16Vs電源3Vcc內(nèi)部電路直流電壓外引腳銜接去耦電容2IREF該引腳外接電阻器，為內(nèi)部相關(guān)電路設(shè)置基準(zhǔn)電流1GND接地運算放大器13OPI-該引腳為運算放大器的輸入腳15OPI+運算放大器另一輸入腳14C1同13，15腳間接電容，防止噪聲引起的缺點12C2在11與12腳間接

24、電容器，防止出現(xiàn)反常振蕩11OPAO該引腳為運算放大器的輸出端漏電檢測器及可控硅驅(qū)動電路9UREF該引腳提供漏電檢測器的參考電壓電平，約2.4V10ILKI該引腳為漏電檢測輸入腳5TRC1該引腳銜接電容器，控制TW1脈沖寬度6TRC2該引腳銜接電容器，控制TW2脈沖寬度4OFFC該引腳銜接復(fù)位電容，確定恢復(fù)時間。在設(shè)定的延時維護(hù)時間內(nèi)漏電信號不再繼續(xù)時，或在到達(dá)設(shè)定的延時維護(hù)時間而漏電信號繼續(xù)存在，并使可控硅觸發(fā)后，將使電路在預(yù)定時間內(nèi)恢復(fù)到起始形狀，控制TW3 脈沖寬度7DLYC該引腳銜接電容器，控制TW4脈沖寬度，用于設(shè)置延時時間8SCRT該引腳為驅(qū)動信號輸出腳，用以觸發(fā)可控硅 當(dāng)有漏電信

25、號時，零序電流互感器(ZCT)次級輸出的漏電信號經(jīng)限壓、轉(zhuǎn)換后作為M54133的輸入信號，該信號經(jīng)放大后送到漏電檢測電路的輸入端。當(dāng)經(jīng)放大的漏電信號到達(dá)規(guī)定值前，閂鎖電路的輸出不斷堅持低電平，漏電維護(hù)器不動作；當(dāng)漏電電流大于規(guī)定值時，延時電路開場任務(wù)，這時假設(shè)漏電信號在小于設(shè)定的延時時間內(nèi)消逝，那么不輸出觸發(fā)信號，可控硅不導(dǎo)通，漏電維護(hù)器不動作，并且，延時電容上曾經(jīng)充上的電量會很快被放掉，這樣，在下一次漏電信號到來時，延時電容又從零開場充電，實現(xiàn)了可反復(fù)延時功能，保證了延時時間的準(zhǔn)確性和延時維護(hù)的可靠性。延時電路開場任務(wù)后，假設(shè)漏電信號在設(shè)定的延時時間(實踐上是比設(shè)定的延時時間長20 ms)內(nèi)

26、繼續(xù)存在，那么輸出觸發(fā)信號(在觸發(fā)信號終了時，延時電容放電)，可控硅導(dǎo)通，脫扣線圈得電，漏電維護(hù)器動作，切斷交流電源。一個典型運用電路如圖2。圖2 M54133典型運用圖下面分別引見帶延時和不帶延時的任務(wù)波形。 圖3所示是不帶延時的任務(wù)波形。當(dāng)ILKI輸入端出現(xiàn)漏電信號時，負(fù)向電壓超越一定閾值，TRC1電容開場充電，經(jīng)過TW1時間到達(dá)2.4V時，延時管腳輸出高電平，復(fù)位端變低電平，進(jìn)入漏電維護(hù)形狀。漏電輸入降到閾值以下時，TRC1腳開場放電，復(fù)位端緩慢充電。假設(shè)漏電壓正向超越閾值，會引起TRC2腳充電，閱歷TW2充電到2.4V時，復(fù)位端又完成清零，表示發(fā)現(xiàn)漏電，漏電波形降至峰值以下后，復(fù)位端又

27、開場緩慢充電。而第三次漏電負(fù)電壓超越規(guī)定值，使TRC1充電到2.4V，這時曾經(jīng)以為是有效漏電信號，可控硅的觸發(fā)腳輸出高電平，實現(xiàn)跳閘功能，線路勝利斷開，漏電信號消逝，TRC1腳就不會繼續(xù)充電上去，而是開場放電，這時符合系統(tǒng)復(fù)位的條件，因此復(fù)位腳會不斷充電，經(jīng)過TW3到達(dá)2.4V，系統(tǒng)復(fù)位，觸發(fā)可控硅的信號隨之清零。而此前復(fù)位端雖然有兩次充電過程，但均在未到2.4V時再次清零，也就是在正常漏電維護(hù)形狀不會復(fù)位。這樣，從第一次發(fā)現(xiàn)超越規(guī)定值的漏電壓開場到發(fā)出跳閘信號，正好閱歷一個漏電壓的周期，根據(jù)市電頻率50Hz得知，為20ms。其中相關(guān)的三個延時時間TW1，TW2，TW3均采用RC延時實現(xiàn)，可以

28、經(jīng)過外接電容的大小來控制，需求在合理的范圍之內(nèi)。如TW1和TW2設(shè)置太長，會檢測不到超越指定值的漏電壓，而假設(shè)TW3設(shè)置太短，不能堅持足夠時間的觸發(fā)信號，就能夠無法及時斷開電路，呵斥嚴(yán)重后果。圖3 不帶延時的任務(wù)波形在實踐運用環(huán)境中，會有很多不理想的要素，如電網(wǎng)中會帶有許多諧波和噪聲，周圍設(shè)備能夠產(chǎn)生的電磁輻射，雷雨天能夠的雷擊，它們都會引入許多干擾和不可預(yù)料的要素，會影響漏電維護(hù)器任務(wù)的準(zhǔn)確度，甚至引起誤動作。這對于正確功能實現(xiàn)是很大的挑戰(zhàn)。M54133的處理方法就是運用帶有延時抗擾的戰(zhàn)略，雖然這個功能可以由用戶外接元件的方式選擇能否運用，在大多數(shù)場所還是建議的，以提高產(chǎn)品的可靠度。圖4所示

29、是帶有延時的漏電維護(hù)任務(wù)波形，部分的任務(wù)方式與上面一致。我們可以看到，DLYC端在第一次漏電超越一定值并不馬上變高電平，而是延時充電，閱歷TW4時間到達(dá)2.4V，假設(shè)漏電信號依然繼續(xù)，闡明不是短暫的干擾，而是確實發(fā)生漏電，在經(jīng)過一個周期20ms，正式發(fā)出跳閘信號。其間，復(fù)位端的任務(wù)方式是一致的，在有漏電并正確跳閘時完成復(fù)位8。圖4 M54133帶延時的任務(wù)波形2.4幅員提取原理集成電路工藝中的根本器件構(gòu)造如圖5所示。圖5 npn晶體管的構(gòu)造上面是npn晶體管的典型構(gòu)造，采用p襯底n外延和n+埋層，p+隔離從外表開場與襯底相連作為器件隔離，n型外延層作為集電區(qū)，其上分散構(gòu)成P阱作為基區(qū)，基區(qū)中的

30、n+分散構(gòu)成發(fā)射區(qū)。集電區(qū)與基區(qū)分散出n+和p+區(qū)域，是為了與金屬相連時降低接觸電阻。截面圖與平面圖對照察看，可以判別從左到右的三個電極為C，B，E。圖6 橫向pnp晶體管的構(gòu)造橫向pnp的典型構(gòu)造如圖6。同樣采用p襯底n外延和n+埋層，兩邊的p+作為隔離，不同的是，n外延層做基區(qū)，外延中的兩個p分散區(qū)做集電區(qū)和發(fā)射區(qū)，并以p+注入降低接觸電阻，采用橫向構(gòu)造，比襯底pnp管更為常用。二極管構(gòu)造與npn晶體管類似，只需運用一個pn結(jié)，因此在n外延上做p分散和n+分散即可構(gòu)成。此外，常用的器件還有電阻，可分為基區(qū)分散電阻，發(fā)射區(qū)分散電阻，外延夾斷電阻等。圖7中以外延夾斷電阻為例，利用n-外延作為電

31、阻，是只需兩個極的細(xì)長構(gòu)造，平面圖中很容易識別。幅員中制造大電阻時，為了節(jié)省面積，經(jīng)常采用環(huán)狀方式9。圖7 外延夾斷電阻典型構(gòu)造由于電感電容很少用到，這里不再分析。2.5研討方案大致分析管腳功能，區(qū)分主要模塊芯片的壓焊塊面積很大，可以根據(jù)周圍器件的銜接關(guān)系判別其功能，如電源和地線都很長并出如今許多模塊，參考電源端普通都有穩(wěn)壓模塊。假設(shè)只是按照連線關(guān)系隨意提取，容易把不同模塊的電路混起來，不利于分析和仿真。所以，根據(jù)模塊間往往有明顯的隔離層的特點，可以有目的有方案的各個擊破。幅員標(biāo)號在提取規(guī)模較大電路時，要對器件一致編號，以便后期的檢查和分析，而且全圖與去鋁圖及原理圖要編號一致，可以隨時對照和查

32、找。這可以利用圖形編輯軟件實現(xiàn)。電路提取根據(jù)去鋁圖提取器件，根據(jù)全圖提取連線，將幅員對應(yīng)原理圖畫好。原理圖整理及功能分析這是整個提取任務(wù)最關(guān)鍵和復(fù)雜的一步。按照幅員位置畫好的原理圖只是單純的物理銜接關(guān)系，沒有表達(dá)任何邏輯關(guān)系，需求合理規(guī)劃和分析，得出所需的結(jié)論。電路仿真運用3um的庫文件，利用cadence公司的Specture軟件進(jìn)展模塊仿真，以驗證提取電路能否正確，假設(shè)得不到理想結(jié)果，需求從電路級和幅員級反復(fù)檢查和修正。模塊功能正確后，連成整體，添加必要的外圍電路，在漏電輸入端加模擬鼓勵信號，察看漏電維護(hù)功能能否正確。2.6進(jìn)度安排1-5周2.263.30：熟習(xí)原理，完成文獻(xiàn)綜述，外文翻譯

33、及開題報告；6-8周3.314.20：幅員提取；9-12周4.215.18：分析模塊功能；13-14周5.196.1：仿真驗證；15-16周6.26.20：預(yù)備并完成畢業(yè)爭辯。三、外文翻譯在電氣安裝中防止電擊和接地漏電的一些思索AMG MintoProperty Services Agency， UK引見本文評論了一些關(guān)于接地缺點，漏電和電擊防護(hù)中的一些需求，以50Hz，415V，3相和240V，單相電氣安裝相關(guān)的防護(hù)器件運用為例，尤其分別引見了以人員維護(hù)為目的的剩余電流器件，火災(zāi)防護(hù)和與IEE連線規(guī)那么要求一致的防護(hù)。本文主要運用于TN-S，TN-C-S和TT電源系統(tǒng)，就像IEE連線規(guī)那么的

34、定義和術(shù)語描畫那樣。在IEE連線規(guī)那么中，包含了直接和間接的接地缺點防護(hù)和其他相關(guān)器件的運用。縮寫本文中用到了如下縮寫：接地缺點環(huán)路阻抗：EFLI剩余電流器件：RCD基于漏電壓的漏電斷路器：FVD剩余任務(wù)電流：ROC防護(hù)導(dǎo)體：PC留意：1985年1月的IEE配線規(guī)那么已刪除FVD，但本文中仍在運用，由于一些情況下是用到的。定義接觸電壓：一個人同時接觸到由于漏電而帶電的暴露導(dǎo)體和另一個暴露的導(dǎo)電部分或大地時所接受的電壓。直接接觸：人或家畜與能夠?qū)е码姄舻膸щ娢矬w接觸間接接觸：人或家畜與能夠?qū)е码姄舻挠捎谑д`而帶電的物體接觸接地漏電防護(hù)的需求除了通常的過流防護(hù)以外，接地漏電防護(hù)還有三個緣由：防止設(shè)

35、備和電纜過熱，由于電流過小能夠難以檢測或被過流維護(hù)電路忽略，如高阻抗漏電，高接地漏電環(huán)路阻抗。防止人員由于間接接觸遭到電擊影響，如與由于接地漏電而帶電的設(shè)備和電纜的導(dǎo)電部分接觸。針對直接接觸給以附加防護(hù)，如在維護(hù)和儀器的診斷與測試中與暴露的帶電導(dǎo)體接觸，運用中與受損的設(shè)備和電纜接觸，包括挪動出任務(wù)區(qū)的與電源等電位的設(shè)備。留意：接地漏電防護(hù)不能作為直接接觸的獨一防護(hù)方法。電擊IEE配線規(guī)那么指出：任何電壓超越50V的交流和120V的直流系統(tǒng)都需求直接和間接接觸的防護(hù)措施，除了一些特殊的案例，如水下設(shè)備等。以下的電壓沒有危險。IEC出版4792包括了電擊的影響和一系列15到100Hz交流的電流/時

36、間曲線，定義了根據(jù)流過人體電流強度和繼續(xù)時間確定的電擊幅度。電擊強度依次遞增的順序是：電擊反響引起的不自覺動作如跌落重物導(dǎo)致身體受傷不能脫離帶電導(dǎo)體和金屬物呼吸困難，假設(shè)人工呼吸不及時會導(dǎo)致窒息心室顫抖，假設(shè)復(fù)蘇不及時會導(dǎo)致死亡更高電壓會引起其他反響，本文中略去。IEE配線規(guī)那么定義電擊是一種危險的電流流過人體的病理生理反響，因此不包括引起不適但沒有危險的觸電感。實踐上，電擊電流的危險級別和繼續(xù)時間對于正常情況的安康人和敏感RCD的操作人員來說，通常是繼續(xù)240mS的30mA。對于高于30mA的電流，可接受的繼續(xù)時間相應(yīng)減少。直接和間接防護(hù)的方法規(guī)那么412-1指出，直接防護(hù)可以有多種方法：帶

37、電物體隔離運用屏障或隔欄運用妨礙放在不可觸及地方在英國多數(shù)安裝隔離物防止直接接觸。規(guī)那么413-2提出多種間接防護(hù)的方法：接地等電位和電源自動斷開EEBAD運用2類儀器或等效隔離不導(dǎo)電場所不接地的本地等電位銜接電學(xué)隔離在英國大多數(shù)的安裝運用隔離作為直接接觸的防護(hù)方法，接地等電位銜接和自動電源斷開作為間接接觸的防護(hù)方法。IEE配線規(guī)那么的要求IEE 連線規(guī)那么與防止運用EEBAD電源系統(tǒng)電擊和接地漏電防護(hù)有關(guān)需求如下所述：413-1，廣泛地闡明了不引起危險的接觸電壓的強度和時間；413-4，簡單闡明要使413-4成立，EFLI要到達(dá)：在漏電事件中，電路過流維護(hù)的斷開時間在插座輸出電路中少于0.4

38、秒，在固定設(shè)備電路中不超越5秒；413-5，就是表41A1和41A2，顯示了使斷路時間滿足不同等級和過流維護(hù)器件的最大EFLI值。在TNS和TN-C-S系統(tǒng)中，很容易到達(dá)足夠低的EFLI值，在所需的時候能允許充分大的漏電流在過流維護(hù)器件流過。然而，在TT和IT系統(tǒng)中，EFLI值通常太高而不能滿足這個條件，當(dāng)大地替代PC作為地漏電流的前往途徑，阻抗通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于TN-S和TN-C-S系統(tǒng)電路。413-6和471-14是說，當(dāng)EFLI值太高妨礙過流維護(hù)器件到達(dá)需求的斷路次數(shù)時，可以運用漏電維護(hù)器件。RCD和FVD都是允許的，但未來只允許運用RCD。這些器件的特點是：RCD-以歐姆計的EFLI與以安培

39、計的ROC的乘積不應(yīng)超越50FVD-EFLI包括接地電極電阻和任務(wù)線圈電阻不應(yīng)超越500歐姆這兩個要求的目的是在漏電事件中把接觸電壓限制到50V。e413-4i，允許在正常但詳細(xì)條件下的插座接口電路中運用另一種方法來符合413-3。這種方法允許斷路時間添加到5秒，限制維護(hù)導(dǎo)電電阻的值在附表中的值以下。假設(shè)這些要求不能滿足，就不需求提供漏電維護(hù)。f471-12和471-47，要求在特定的電路上運用RCD，這種電路能在主任務(wù)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生等電勢的連線，但能提供任務(wù)區(qū)外的能與接地人體接觸的可挪動設(shè)備。適用于32A及以下等級的插座接口支持或者經(jīng)過可變的32A及以下的電纜或連線的設(shè)備的插座類型仍存在質(zhì)疑?；?/p>

40、此目的RCD應(yīng)該有不超越30mA的ROC。該規(guī)那么也指出，EFLI值應(yīng)該滿足以下條件，對于提供固定設(shè)備和提供插座接口設(shè)備來說，斷路時間不超越0.4秒，雖然當(dāng)設(shè)備不由插座接口提供時RCD并不強迫運用。471-13指出在家用和類似安裝的TT系統(tǒng)中，每個轉(zhuǎn)換接口電路該當(dāng)被擁有不超越30mA ROC的RCD維護(hù)。經(jīng)過在每個終端電路或終端電路組保送轉(zhuǎn)換接口運用RCD就可以最經(jīng)濟地實現(xiàn)，但是在某些情況下有理由為個人轉(zhuǎn)換接口提供防護(hù)。471-14指出，RCD也可以用來減小在其他維護(hù)措施失效情況下的直接接觸，如在有等級要求的ROC超越30mA或250mA ROC超越40mS任務(wù)時間引起的隔離失效。然而，RCD

41、一定只能作為直接接觸防護(hù)主要方法的輔助手段，不能作為獨一方法。接地漏電防護(hù)器件的類型基于漏電壓的接地漏電斷路器FVD曾經(jīng)運用了多年，但是像上面提到的，IEE配線規(guī)那么不再包括這項，而只能運用在RCD 不能任務(wù)的新場所。它們的任務(wù)原理是，它們的任務(wù)線圈正常情況下是和PC及接地端串聯(lián)起過壓延時作用的。當(dāng)暴露導(dǎo)體的電壓超越一定值通常時40V，任務(wù)線圈觸發(fā)電路斷路器。FVD的主要缺陷是：假設(shè)或者前往任務(wù)線圈的PC沒有被隔離，線圈能夠短路，引發(fā)器件不能任務(wù)。類似的，假設(shè)接地電極不在其他接地電極或偶爾或有意的接地途徑影響區(qū)域內(nèi)，任務(wù)線圈能夠被并聯(lián)引發(fā)器件失去靈敏度。其他附近電路或安裝的接地漏電有時會引發(fā)錯

42、誤操作。剩余電流器件剩余電路器件有更高的可靠性和靈敏度，因此目前更受歡迎。它們的任務(wù)原理是，電路的主線和中性導(dǎo)線穿過累積電流變換器或個人冗余銜接的電流變換器。變換器的輸出銜接到無源RCD的繼電器或者在電子或有放大功能RCD的電子傳感單元，它們反過來銜接到電路斷路器或接觸器。在正常情況下，主線和中性線電流是平衡的，電流轉(zhuǎn)換器沒有輸出，但是當(dāng)在RCD的負(fù)載端有接地漏電流時，由于接地漏電流流過電流轉(zhuǎn)換器，主線和中性線電流不再平衡，于是從電流轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)了小輸出電流，提供應(yīng)繼電器或傳感器能量，引起電路斷路器或接觸器自動斷開。RCD可用于一些不同的方式：求和轉(zhuǎn)換器，繼電器，傳感器和電路斷路器或接觸器在同一

43、個場地求和轉(zhuǎn)換器，繼電器，傳感器和電路斷路器或接觸器是單獨的單元或包含在不同的組合中。無源RCD是最簡單廉價，通常適用于多數(shù)家用和一些小型的商用安裝中，但如下的缺陷使它不適用于工業(yè)和大型的商業(yè)運用：英國規(guī)范42933允許ROC的0-50%的容限，允許擁有正常如30mA ROC 的器件，這種器件能在漏電流只需15mA時很好觸發(fā)，如由很少運用的炊具中礦質(zhì)隔熱元素引起的微小繼續(xù)漏電流，浸沒式加熱器類似產(chǎn)品能引起更靈敏的RCD的誤動作。例如由發(fā)動機啟動引起的電漂泊涌和電壓瞬變能夠引起誤動作。ROC會隨著時間迅速添加，即使RCD測試鍵經(jīng)常操作，ROC的添加不可忽略，導(dǎo)致器件本該任務(wù)時無法觸發(fā)。商業(yè)運用的

44、自包含RCD負(fù)載電流限制在80Amps。在電子式RCD中，電流轉(zhuǎn)換器的剩余電流被密集電子放大器放大，然后直接或經(jīng)過中間繼電器觸發(fā)電路斷路器。它們沒有無源類型產(chǎn)品的缺陷，尤其在商業(yè)和工業(yè)運用中，更大的負(fù)載，電漂泊涌，電壓瞬變等都能夠存在，該當(dāng)運用于誤動作的影響更嚴(yán)重合操作精度更重要的場所，附加費用也是值得的。為了能提供在建筑工地等惡劣環(huán)境的電擊防護(hù)，場地或安裝周圍的分配系統(tǒng)能夠在系統(tǒng)的一些地方配備RCD，在這種情況下，有必要為這些RCD區(qū)別對待，使它們不全為終接電路的接地漏電任務(wù)。這種區(qū)分只能由時間等級劃分，而不能由RCD的電流等級劃分來實現(xiàn)。為到達(dá)這個目的，電子式RCD可以包含各種特點的放大器

45、，這可以使RCD獲得四種不同類型的任務(wù)時間特征，可以為系統(tǒng)的每一部分選擇適宜的一種。這些不同的RCD也可以運用于不同的場所，可用的時間特性如下：瞬態(tài)固定時間延遲可調(diào)時間延遲反向固定最小時間延遲電子式RCD也可以用在無源RCD運用有困難的家用場所，額外費用也是合理的。雖然電子式RCD目前比類似類型的無源產(chǎn)品貴，差價在不斷減小。關(guān)于RCD必需強調(diào)的重要一點是，它們只提供導(dǎo)線與大地的直接或間接接觸，帶電暴露導(dǎo)體之間的接觸，外來導(dǎo)體和大地的接觸，并不提供導(dǎo)線之間，導(dǎo)線與中性漏電間，導(dǎo)線之間直接接觸，導(dǎo)線與中性導(dǎo)體間的任何防護(hù)。家用設(shè)備中的RCD和FVD除非特定場所，根據(jù)IEE配線規(guī)那么，假設(shè)所需的斷路

46、次數(shù)可以用過流維護(hù)器件到達(dá)，RCD和FVD 在家用設(shè)備中通常是不用要的。RCD必需運用的場一切：在終端電路傳輸轉(zhuǎn)接接口，32Amps或以下等級的，由如園藝設(shè)備的主等勢連線任務(wù)區(qū)外的可變電纜供電的設(shè)備。參考規(guī)那么471-12和471-47在終端電路傳輸轉(zhuǎn)接接口的挪動的游覽隊。當(dāng)供電系統(tǒng)為TT時。當(dāng)電路的接地漏電環(huán)路阻抗太高而不能滿足要求的斷路次數(shù)時，也必需采用RCD。RCD 也可以隨設(shè)計者或消費者的志愿安裝，來減小與其他維護(hù)措施失效的危險性相關(guān)的直接或間接接觸風(fēng)險，例如PC的斷路，未授權(quán)的設(shè)備接口，隔離失效等。但這樣的設(shè)備不能作為防護(hù)直接接觸的獨一方法。它們也可以用來防護(hù)高電阻接地漏電，假設(shè)接地

47、漏電流沒有大到觸發(fā)過流維護(hù)器件的話，這種漏電能夠最終引發(fā)火災(zāi)。實踐上，允許運用一個單個的RCD維護(hù)完好的設(shè)備，但是，由于規(guī)那么允許RCD擁有被EFLI除后高達(dá)50的ROC，通常會選擇基于這種運用的至少100mA，300mA或更高的來防止能夠由整個設(shè)備聚集的繼續(xù)接地漏電流引起的危害性觸發(fā)。假設(shè)有必要提供更靈敏的作為其他維護(hù)方式的輔助方法，更好地是維護(hù)單獨的終端電路或成組的終端電路；這樣做的優(yōu)點是，當(dāng)最小化受觸發(fā)影響的終端電路數(shù)時，能提供更靈敏的維護(hù)。由于轉(zhuǎn)接口.秒所要求的斷路時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于固定設(shè)備，通常有必要用這種方法來維護(hù)終端電路傳輸轉(zhuǎn)接口；假設(shè)運用于照明電路，該當(dāng)記得，假設(shè)它們觸發(fā)，能夠引起比

48、想要防止的危險更可怕的情況，如更大的區(qū)域會墮入黑暗。當(dāng)在家用設(shè)備上運用時，應(yīng)該留意，特定種類的器具，如包含有金屬外套和礦質(zhì)隔熱的炊具，浸沒式加熱器，在尚未運用或運用不久時，會在第一次翻開時由于潮濕的絕緣資料而經(jīng)過繼續(xù)高漏電流。這個漏電流很能夠觸發(fā)，尤其在維護(hù)一個以上器具時。假設(shè)以為有必要在炊具和浸沒式加熱器的終端電路運用，更好的方法是單獨用維護(hù)每個電路，這些包含有高于能夠的繼續(xù)漏電流的，并且假設(shè)在一個設(shè)備上有一個主，它的該當(dāng)高于一切繼續(xù)漏電流的總和。用于家用設(shè)備的在以下物理條件下也可以商用：寬松的，帶有圍欄，電纜末端等寬松的，但部分圍欄，帶有無末端的覆蓋和暴露帶電導(dǎo)體，適宜裝上配電盤和其他圍欄

49、裝在消費者單元，配電盤等，維護(hù)一切外接端電路或作為分開負(fù)載消費單元的選擇性外接端電路合并在中的轉(zhuǎn)接口；合并在中的插入式器件或調(diào)整器如上面所說，配線規(guī)那么不再包含。它們依然有用但不是在通常的家用設(shè)備中。在商業(yè)和工業(yè)設(shè)備中和的運用除了以上在家用環(huán)境中提到的和的幾點，當(dāng)器件運用于商業(yè)和工業(yè)環(huán)境，以下幾點也適用。如上所述，由于發(fā)動機啟動，切換大負(fù)載等，商業(yè)，工業(yè)和類似設(shè)備比家用設(shè)備接受更多電網(wǎng)產(chǎn)生的瞬態(tài)電壓。而無源容易受這些干擾觸發(fā)，電子式集成了瞬態(tài)抑制，通常不會受影響。的范圍和電子式的電流等級高于無源類型；對于特定運用的低于的也是可用的。電子式的的更高精度也減小了大繼續(xù)漏電流時的誤觸發(fā)。雖然連線規(guī)那么并不要求，經(jīng)過運用在工業(yè)設(shè)備終端電路上仍是提供漏電防護(hù)的明智思索，那里到器具的最終銜接是經(jīng)過可變電纜，尤其當(dāng)銜接點是一個轉(zhuǎn)接口雖然器具在主等勢線的任務(wù)區(qū)內(nèi)。這樣的緣由是，在一個工業(yè)環(huán)境，損壞可變電纜并導(dǎo)致被破壞的風(fēng)