节能断电保护电路设计集锦—电路图天天读(2

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摘要:电能为人类带来了经济效益,且方便环保,但应节约用电,注意安全,防止火灾发生。节能是降低成本,提高经济效益的重大课题,用电注意安全,防止火灾是我们时刻需要注意的问题

  电能为人类带来了经济效益,且方便环保,但应节约用电,注意安全,防止火灾发生。节能是降低成本,提高经济效益的重大课题,用电注意安全,防止火灾是我们时刻需要注意的问题。根据一些引起火灾的社会现象,设计了一种基于单片机的

  S1为手动电源开关;S2按下闭合,放手断开;按下S2,储罐模块单片机启动运行,经过2s左右,KM闭合,交流220V可为电器设备持续供电,供电 5min后,单片机根据传感器检测到的信息控制电源的供电;当某一路传感器检测到信息使P1.1为高电平时,P1.0输出5V高电平至U4的3脚,而U4 的2脚只有1.5V,这样U4的1脚输出高电平使VT1导通,VT2导通,使12V的直流电源可以为继电器JZC-36F的线圈供电,KM闭合,使交流 220V可为电器设备正常供电。当传感器检测到信息使P1.1为低电平时,延时1min后,再次检测P1.1,若连续5minP1.1为低电平,使 P1.0输出低电平至U4的3脚,使U4的1脚输出低电平至VT1的基极,VT1截止,VT2截止,继电器JZC-36F线圈断电,KM断开,切断交流 220V供电。

  VD3,VD4为实现线或而接的隔离二极管,VD2为保护二极管,VD1是为了抬高VT1的发射极电位,VT2必须采用功率较大的三极管,如JE9051硅中功率晶体管。为了使继电器可靠地动作,电路中设计了+5V和+12V两种电源,元器件的型号或参数见表1。

  传感器信号处理电路如图2所示。人体红外传感器用于检测人体发出的特定波长的红外线,进行非接触式距离较远的检测,其工作电压为3~15V;当人体进入传感器感测区域时,传感器接收到频率为0.1~8Hz的人体红外信号,2脚即输出微弱的交流信号。

  传感器2 脚的输出信号经两级放大后,从U6的1脚输出,信号幅度为0.5~5V,直流分量为3V。U7,D5,D6,R14,R15,R16,R17,组成双门电压比较器,若U6的1脚无信号输出,则U7的2脚为3.3V,U7的3脚为2.7V,U7的1脚输出低电平;当U6的1脚输出大于4V或小于2V时,U7 的1脚输出高电平至CPU。

  断电保护模块输入为直流12 V(12VIN)电压,输出为可控的12 V(12VOUT)电压。它主要由断电检测模块、锂电池模块、电源切换控制模块和主控制器MCU 四个部分组成,储罐模块功能框图如图2所示。由于锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命长等优点,选择锂电池为断电保护备用电源。系统正常供电时,12VOUT=12VIN;系统断电时,断电检测模块产生检测信号DET1和DET2,主控制器MCU及时将电源切换到锂电池模块输出,即 12VOUT=VBAT,然后发出关机命令ON/OFF.PC完成当前处理后关机,主控制器MCU会检测到DETECT状态跳变,进而切断负载,保护电池输出。

  锂电池在使用过程中需要严格控制其电压、电流和温度,过充、过放、过流和过温都会引起电池损坏,影响电池使用的安全性。本设计采用 CONSONANCE公司的CN3705锂电池充电管理集成电路对锂电池实现充电管理,为使电池充电到VBAT=12 V,输入VCC要满足VCC-VBAT》2 V,因此需要先升压使VCC=15 V,具体通过升压电路实现。

  当市电断掉时,交直流转换电源的输出电压12VIN消失。原理图如图6所示,12VIN的下降,导致Q3基极电压跟随下降,发射极由于电容C11已经储存了电量,其电压下降较慢。当基极比发射极低0.7 V时,Q3导通,从而Q2导通,使DET1由高电平变为低电平,直到C11放电结束,Q3和Q2又变为截止状态,DET1恢复高电平。因此,断电发生时,DET1会产生一个低脉冲信号给MCU.DET2取自电阻分压,电源正常时分压值为5 V,断电后为0 V.

  编辑点评:本文设计了一种成本低,既可有效节约电能,延长电器设备的使用寿命,又可防止电火灾的节能与断电保护电路,该电路设计灵活、体积小、方便内嵌,大大提高了系统的稳定性,并在实际项目中获得了成功应用,取得了良好的经济效益。

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关键词: 储罐模块

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