2.4 過流保護電路的設計

　　通過單片機實時采樣輸出電流，當電流過大時單片機控制繼電器模塊使其斷開，系統斷電；當故障排除后測得電流值小于預設定值時單片機再次發指令使繼電器閉合。電路重新正常工作。電路如圖4 所示。

　　圖4 過流保護

　　3 系統軟件設計

　　本系統選用MSP430F449 低功耗單片機， 負責電壓電流的相位檢測、功率因數及電壓電流峰值的顯示、以及相應外部請求對電壓值進行調整。相位檢測用MSP430 定時器的捕獲功能實現。首先對一路電壓信號測頻，外部信號的上升沿到來時觸發中斷，記錄當前定時器計數器的數值，由兩次定時器數值的差值，計算出信號的頻率。然后測兩路信號相位差，開始啟動電壓信號的捕獲功能；當捕獲到該路信號的上升沿并進入中斷后，立刻啟動定時器計數，開啟電流信號的捕獲功能，禁能電壓信號的捕獲功能。當捕獲到電流信號的上升沿并進入中斷后，記錄當前定時器計數器的數值，由此便可計算出電壓、電流的相位差，從而算出功率因數。程序中，TimerA 的外部引腳用于按鍵檢測，故用TimerB 的捕獲比較器實現［6］。用MSP430 自帶的AD 對電壓、電流信號采樣，采樣模式為序列通道多次轉換， 以便實時顯示當前的電壓、電流值。當檢測到輸出電流超過2.5 A 時，控制繼電器的關斷和電路的復位。流程如圖5 所示。

　　圖5 軟件流程圖

　　4 測試數據與分析

　　4.1 測試儀器

　　15 MHz 函數信號發生器，型號為Agilent33129A.數字示波器，型號為Tektronix TDS 1002，雙通道，60 MHz 。萬用表的型號為FLUKE17B。