?? 一種智能化電源的設計-電子技術文章-技術資料.htm
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href="http://www.guangdongdz.com/special_column/techarticle/jszl10111.html"><B>一種智能化電源的設計</B></A></TD></TR></TBODY></TABLE>
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<DIV align=left>來源：電子技術應用 作者：武漢大學自動化系 鄭貴林 吳曉儒
<P></P>
<P> 摘要：首先分析了現代開關電源的優缺點及其發展狀況，然后在開關電源的基礎上設計了一種新型的帶檢測和保護功能的智能化電源。其具有抗連續雷電沖擊的能力，并配有RS485通信接口，可與上位計算機機通信，實現電源的集中監控、集中管理。</P>
<P> 關鍵詞：開關電源 過電壓監測 MODBUS 通信</P>
<P> 隨著電子技術和電源技術的發展，開關電源以體積小、重量輕、功率大、集成度高、輸出組合便利等優點而成為電子電路電源的首選。在實際的工作環境中，特別是在一些工業場所中，電磁環境十分惡劣，常常有異常情況出現，例如過電壓、瞬態脈沖沖擊波、強電磁輻射等，這些都有可能擊毀電源，影響整個系統的工作。本文對以微處理機為核心的“透明”電源檢測技術輔以提高開關電源抗過電壓、抗干擾性能的手段，設計了一種具有保護和監控功能的開關電源。</P>
<P> <IMG
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<P> 1 設計思路</P>
<P> 隨著電子設備對電源系統要求的日益提高，研究廉價的具有監視、管理供電電源功能的開關電源愈來愈顯得必要。本文在綜合考慮電源各種技術性能和對自身的安全要求以及開關電源性能的基礎上，設計出了一種新型實用的帶有過電壓檢測和保護裝置的智能化電源。它具有以下幾個特點：</P>
<P> （1）實際了對過電壓的檢測，并能記錄每次過電壓的瞬時值和峰值，可啟動備用電源供電，實現對電子電路的保護作用。</P>
<P> （2）具有抗沖擊能力強、使用壽命長、帶液晶屏數字監視的特點，同時通過RS485通信接口與管理計算機通訊能實現“透明”電源的工作和保護等功能。</P>
<P> （3）能實時顯示輸出電壓、電流的大小，過電壓的次數、大小以及必要的參數設置信息。</P>
<P> （4）通過接口與后臺或遠端PC機實現數據傳送。</P>
<P> <IMG
src="一種智能化電源的設計-電子技術文章-技術資料_files/200531116344089650.jpg"></P>
<P> 智能化電源的核心由顯示板、CPU板、通信板、備用電源板、過電壓檢測板、鍵盤、通信轉接板組成。裝置的關鍵是實現電壓的峰值檢測，尤其是過電壓的檢測。本文提出了一種基于單片機的過電壓檢測和峰值電壓檢測方法，實驗證明它滿足了對檢測的快速性和精確性的要求。</P>
<P> 2 系統硬件設計</P>
<P> 系統硬件框架如圖1所示。在正常的情況下，220V的交流輸入電壓經過整流、濾波、DC/DC變換、穩壓電路后可得到一個穩定的輸出電壓，基本上是一個開關電源；當有過電壓時，過電壓信號經過過電壓檢測電路檢測和峰值電壓保持電路保持，控制電源回路，斷開正常工作的交流電路，同時通過計算機啟動備用電源工作，以及完成對過電壓的瞬時值和峰值的測量。</P>
<P> 2.1 過電壓檢測電路</P>
<P> 過電壓對于電源來說是一個非常有害的信號，雷電等引起的瞬時高電壓如果不加遏制，直接由電源引入RTU（遠程終端設備）則會影響其電源模塊的正常工作，使各功能模塊的工作電壓升高而工作不正常，嚴重時會損壞模塊，燒壞元器件（IC）。典型過電壓形成的沖擊電壓脈沖如圖2所示。</P>
<P> 過電壓保護的基本原理是在瞬態過程電壓發生的時侯（微稱或納秒級），通過過電壓檢測電路對這個信號進行檢測。過電壓檢測電路中主要的元件是壓敏電阻。壓敏電阻相當于很多串并聯在一起的雙向抑制二極管。電壓超過箝位電壓時，壓敏電阻導通；電壓低于箝位電壓時，壓敏電阻截止。這就是壓敏電阻的電壓箝位作用。壓敏電阻工作極為迅速，響應時間在納秒級。</P>
<P> <IMG
src="一種智能化電源的設計-電子技術文章-技術資料_files/200531116351827654.jpg"></P>
<P> 過電壓檢測電路原理圖如圖3所示。當有過電壓信號產生時，壓敏電阻被擊穿，呈現低阻值甚至接近短路狀態，這樣在電流互感器的原級產生一個大電流，通過線圈互感作用在副級產生一個小電流，再通過精密電阻把電流信號轉變為電壓信號；這個信號輸入到電壓比較器LM393后，電壓比較器LM393輸出高電平，經過非門A輸出的控制脈沖1控制電源回路，斷開開關電源電路，啟動備用電源?？刂泼}沖2送到單片機的中斷中，單片機控制回咱啟動A/D轉換，采樣過電壓的瞬時值。</P>
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