jss型数字式时间继电器设计

▉技术条件：一、延时范围:1s-99s:1s-999s;1s-9999s二、重复误差:±1个脉冲三、执行继电器：常开，常闭，瞬时触点四、延时方式：通电延时断开，闭合五、电源：220V，50Hz六、触点容量：220V，5A七、整定方式：数字拨码开关八、工作频率：1200次/h九、额定功耗：5W十、电寿命：20万次十一、机械寿命：100万次十二、绝缘电阻：100MΩ十三、外形：圆桶形，或方形，红色显示▉设计内容一、选择方案，设计电路图二、电路计算，画出波形三、制定元件明细表四、画图：拨码开关，执行继电器，显示器件五、印制板设计六、结构设计七、外壳、包装设计八、试验方法▉进度安排及完成时间JSS型数字式时间继电器设计摘要:数字式时间继电器是一种集传统电磁继电器与数字集成控制于一体的新型继电器产品，而本数字继电器采用大规模CMOS集成电路构架，它具有延时精度高，延时范围广，整定方便直观，功耗小，寿命长，触点容量大，体积小巧便于安装等优点，可广泛用于交流220V/50HZ或直流24V等的控制电路中作为延时控制元件，可按预设时间接通或分断电路。关键字:多谐振荡器，继电器，计数器，译码器，七段LED数码管，产品试验，8421编码开关Abstract:Digitaltypetimerelayisakindoffairtraditionalrelaywithdigitalintegratedcircuitinakindofnewrelayofonebody.Itislittlethatthiskindofrelayhavevolumenormallytheaccurateetc.characteristicofdelaytime.OurthisdesignuseTTLmainlyserieschipisthemainpartofcircuit,AndthedesignthatcarriesoutproductusingAutoCADand99thclassProtelcomputersupplementarysoftware.Aftercompletingthisdesignwecanindigitalelectronictechnology,relayknowledgeandProtel99,AutoCADwaitforaspecthaveverydeepknowledgeandunderstanding.Keywords:Muchresonancedissoluteware，Relay，Conter，Decoder，7LEDnumbersshow，Producttextexperiment，Turnyardswitch8421前言谈到继电器，大家应该是不会太陌生的，因为继电器在日常生活中是经常使用的，比如说各种智能控制电器，诸如空调器，彩电，电脑显示器，以及各种机床等上面都会用到。在这里，继电器是起到开关的作用的，用于用弱电控制强电，包括电流、电压方面的弱强控制。其实继电器在电器中的应用中就是作为一种开关，它的功能是在当输入激励量变化（包括电流和电压）达到规定的要求数值时，在其输出回路中（常开或常闭触点），被控制对象与电路接通或断开，达到控制目的。继电器广泛地应用在生产自动化、电力系统保护以及各类自动控制、遥控和通讯等自动化装置中；尤其是在军事工程的各个领域，微小型继电器的应用越来越广泛。以前我们所使用的继电器大都是电磁式继电器。随着科学技术的发展，数字式继电器的发展及生产已却越来越普遍，因为这种继电器集延时精度高，延时范围广，整定方便直观，功耗小，寿命长，触点容量大，体积小巧而便于安装等众多优点于一身，因此数字继电器的推广是必然的。数字式时间继电器作为一个独立的电器元件，可作为定时器使用，有时也可以只作为一个环节附属于其它电器中。它除了执行继电器由传统电磁继电器担任外，其它元件全部采用数字CMOS集成电路架构，并没有多余的机械运转部分，因而具有精度高，寿命长，体积小，重量轻等优点是必然的。而且数字继电器还适于频繁动作，延时系数的更定也极为方便。在国外，数字式时间继电器是从70年代初才开始发展起来的。目前，最先进的数字式时间继电器其内部安装有微处理器即CPU，它们除了具有一般数字继电器的延时精度高、延时长等优点外，还可以选择多种不同延时方法，如延时闭和、延时断开、间隔计时、通电循环延时、通电延时动作、再延时断开等。而在我国，数字式时间继电器的发展是从80年代初才开始的，那时一般采用大规模集成电路，工作可靠，并且利用拨码开关整定延时时间，直观性和重复性均很好。目前的数字式时间继电器已趋向于低价格、小体积、多功能等方面发展。我们此次毕业设计的课题主要就是设计JSS型数字式时间继电器，它的主要功能是完成通电延时动作等。这种数字继电器的可采用TTL集成电路或CMOS集成电路组成，考虑到TTL集成电路耗电量比较大，而且工作电压范围不够宽，因此本次设计我们采用了CMOS集成电路的方案。另外，由于这种数字时间继电器采用了标准频率发生器和记数显示器为一体的数字电路结构，可以获得较长的延时设置（1秒至数小时），而且调节方便直观，这是它的一大特点。第二点，就是次时间继电器的延时精确度主要取决于秒脉冲发生器中标准频率发生器的稳定性，而与个组成部分的元件参数的变化是不相关的。因此它将具有比较高的延时精度。第三，本时间继电器很容易构成多通道的时间程序控制器，所以，它在自动化控制系统中得到了越来越广泛的应用。目录摘要………………………………………………………………………………I前言………………………………………………………………………………II第1章继电器设计思路………………………………………………………11.1继电器主要技术参数………………………………………………………11.1.1工作电压………………………………………………………………11.1.2整定范围………………………………………………………………11.1.3动作电压………………………………………………………………11.1.4返回电压………………………………………………………………11.1.5延时一致性……………………………………………………………11.1.6延时整定误差…………………………………………………………11.1.7返回时间………………………………………………………………11.1.8功耗……………………………………………………………………11.1.9触点类型………………………………………………………………21.1.10触点性能………………………………………………………………21.1.11工作条件………………………………………………………………21.1.12介质强度………………………………………………………………21.1.13抗干扰性能……………………………………………………………21.2继电器工作原理分析………………………………………………………21.2.1继电器工作原理框图…………………………………………………21.2.2集成电路芯片选择……………………………………………………3第2章继电器总体方案及单元电路简述……………………………………42.1方案选择……………………………………………………………………42.2单元电路分析………………………………………………………………52.2.1555多谐振荡电路………………………………………………………52.2.2计数电路设计…………………………………………………………92.2.3显示电路设计…………………………………………………………172.2.4电源电路设计…………………………………………………………222.2.5电磁继电器的选择……………………………………………………272.3元件清单…………………………………………………………………29第3章印制板与外形设计……………………………………………………303.1PROTEL99的组成……………………………………………………303.2模块介绍…………………………………………………………………303.3电路板设计的基本步骤…………………………………………………303.3.1原理图的设计…………………………………………………………303.3.2产生网络表……………………………………………………………313.3.3印制电路板的设计……………………………………………………313.4外壳包装设计……………………………………………………………31第4章产品实验………………………………………………………………334.1实验方法与步骤…………………………………………………………334.1.1直流耐压试验…………………………………………………………334.1.2通电试验………………………………………………………………334.1.3整定时间准确度试验……………………………………………………344.2使用与维护………………………………………………………………34结束语……………………………………………………………………………35参考文献…………………………………………………………………………36第1章继电器设计思路对于一款产品的设计，其设计思路及方案选择是极为重要的。在这里，主要需要考虑的是继电器产品的工作可靠程度，继电器的延时误差，以及继电器的生产成本等因素。先让我们来看看该时间继电器的设计要求，然后按照此要求进行时间继电器的整体设计。那现在就让我们开始设计吧。1.1继电器主要技术参数继电器的工作参数主要有以下几个方面，下面依次进行讨论。1.1.1工作电压本时间继电器设计运行于交流220V/5A的条件下，因此其额定工作电压为交流AC220V，可以以此为条件为变压器、执行继电器等选型。即变压器选取AC220V转AC10V成品，执行继电器选取线圈电压DC12V、触点容量AC220V/5A的电磁继电器。1.1.2整定范围延时整定范围由3个档可调，即（1）1s～99s，（2）1s～999s，（3）1s～9999s。继电器最小级差为1s。1.1.3动作电压当线路电压为一定值时继电器应可靠地动作，而低于这个电压值时继电器将不应动作，这个划分界限称为动作电压。继电器的动作电压为(60%－70%)倍于额定值，工作电压小于60%额定值时应可靠不动作。即电压降低为132V～154V时继电器应可靠动作，而电压降为低于132V时继电器应不会动作。1.1.4返回电压继电器的返回电压应不小于10%额定值。1.1.5延时一致性在基准条件下:延时一致性应不大于0.1%整定值。1.1.6延时整定误差在基准条件下，延时整定平均误差不大于0.1%整定值。1.1.7返回时间继电器返回时间不大于15ms。1.1.8功耗在额定电压下，继电器功率消耗不大于5W，即继电器变压器交流输入端总电流不超过23mA，起输出端总电流不超过500mA。1.1.9触点类型所选电磁继电器的触点类型应为常开、常闭的瞬时动作触点个为两对，即选用两只电磁继电器。1.1.10触点性能在电压不超过250V，电流不超过5A，功率因数为cosφ=0.4±0.1的交流电路中，继电器断开容量为250VA。继电器的电寿命大于20万次，机械寿命大于100万次，绝缘电阻大于100MΩ。1.1.11工作条件a)使用地点不允许有爆炸危险的介质，周围介质中不含有腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质，不允许充满水蒸汽和有较严重的霉菌存在；b)使用地点不允许有较强的振动和冲击；c)使用地点应具有防御雨、雪、风、沙的设施；d)使用地点不允许超过1.5mT的外磁感应强度。1.1.12介质强度继电器各导电路对外露的非带电金属部分及外壳之间，应能承受2kV(有效值)，输入电路对触点之间应能承受1kV(有效值)，50Hz的交流试验电压，历时1min的式验，应无绝缘击穿或闪络现象。1.1.13抗干扰性能继电器应能承受频率为1MHz衰减振荡波，第一个半波电压幅值共摸为2.5kV，差摸为1kV的试验电压，继电器不应误动