随着现代电子技术和电源技术的发展,逆变电源以其体积小、重量轻、功率大、集成度高、输出组合方便等优点逐渐成为电子电路电源的首选。在实际工作环境中,特别是一些工业场所,电磁环境十分恶劣,经常出现异常情况,如过电压、瞬态脉冲冲击波、强电磁辐射等,可能会破坏电源,影响整个系统。系统。工作。接下来,宝威特采用以微处理器为核心的“透明”功率检测技术,辅以提高开关电源的抗过压和抗干扰性能,设计了一款具有保护和监测功能的逆变电源。
1 设计思路
随着电子设备对电源系统的要求越来越高,研究具有电源监控和管理功能的廉价开关电源越来越有必要。本文在综合考虑电源的各种技术特性、自身的安全要求以及开关电源的性能的基础上,设计了一种新型实用的带有过压检测和保护装置的智能电源。它具有以下特点:
(1)实现了过电压的检测,可以记录每次过电压的瞬时值和峰值,并可以启动后备电源,实现对电子电路的保护。
(2)具有抗冲击力强、使用寿命长、液晶屏数字监控等特点。同时可通过RS485通讯接口与管理计算机进行通讯,实现“透明”的供电工作和保护功能。
(3)可实时显示输出电压、电流、过电压次数、大小以及必要的参数设置信息。
(4)通过接口实现与后端或远程PC的数据传输。
智能电源的核心由显示板、CPU板、通讯板、备用电源板、过压检测板、键盘、通讯转接板等组成。该装置的关键是实现电压峰值检测,特别是过电压检测。本文提出了一种基于单片机的过电压检测和峰值电压检测方法,实验证明其满足检测快速性和准确性的要求。
2 系统硬件设计
系统硬件框架如图1所示。正常情况下,220V交流输入电压经过整流、滤波、DC/DC转换、稳压电路后即可获得稳定的输出电压。它基本上是一个开关电源;当出现过压时,过压信号通过过压检测电路检测并保持峰值电压保持电路,控制电源回路,断开正常工作的交流电路,通过计算机启动备用电源,完成电压的测量。过电压的瞬时值和峰值。
2.1 过压检测电路
过压是对电源非常有害的信号。如果雷击引起的瞬时高压不加遏制,直接从电源引入到RTU(远程终端设备),会影响其电源模块的正常工作,降低各功能模块的功能。如果工作电压升高导致模块不能正常工作,可能会损坏模块并烧坏元器件(IC)。
过压保护的基本原理是当瞬态过程电压发生时(微量级或纳秒级),通过过压检测电路检测到该信号。过压检测电路中的主要元件是压敏电阻。压敏电阻相当于许多串并联的双向抑制二极管。当电压超过钳位电压时,压敏电阻导通;当电压低于钳位电压时,压敏电阻关断。这就是压敏电阻的电压钳位效应。压敏电阻工作速度极快,响应时间在纳秒范围内。
当产生过压信号时,压敏电阻被击穿,呈现低阻甚至短路状态。这在电流互感器的初级中产生大电流,并且通过线圈互感在次级中产生小电流。通过精密电阻将电流信号转换为电压信号;该信号输入电压比较器LM393后,电压比较器LM393输出高电平,非门A输出的控制脉冲1控制电源回路,断开开关电源电路,启动备用电源。控制脉冲2发送到单片机的中断,单片机控制回传给我们,启动A/D转换,采样过压瞬时值。
2.2 峰值电压采样保持电路
峰值电压采样保持电路由采样保持芯片LF398和电压比较器LM311组成。通过LM311比较LF398的输出电压和输入电压。当ViV0时,LM311输出高电平送至LF398逻辑控制端8脚,使LF398处于采样状态;当Vi达到峰值并下降时,Vi
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