分流器的原理

1、分流器是根據(jù)直流電流通過電阻時(shí)在電阻兩端產(chǎn)生電壓的原理制成。 分流器廣泛用于擴(kuò)大儀表測量電流范圍，有固定式定值分流器和精密合金電阻器，均可用于通訊系統(tǒng)、電子整機(jī)、自動(dòng)化控制的電源等回路作限流，均流取樣檢測。 用于直流電流測量的分流器有插槽式和非插槽式。 分流器有錳鎳銅合金電阻棒和銅帶，并鍍有鎳層。其額定壓降是60mV，但也可被用作75、100、120、150及300 mV。 插槽式分流器額定電流有以下幾種：5 A, 10 A, 15 A, 20 A 和 25 A 非插槽式分流器的額定電流從30 A 到 15 kA 標(biāo)準(zhǔn)間隔均有。分流器是測量直流電流用的； 分流器實(shí)際就是一個(gè)阻值很小的電阻，當(dāng)有

2、直流電流通過時(shí)，產(chǎn)生壓降，供直流電流表顯示； 直流電流表實(shí)際是電壓表，滿度值75mV； 直流電流表和分流器是配套使用的； 比如：100A電流表配套的分流器阻值為0.00075歐； 即100A*0.00075歐=75mV； 50A電流表配套的分流器阻值為0.0015歐； 50A*0.0015歐=75mV。要測量一個(gè)很大的直流電流,例如幾十安培,甚至更大,幾百安培,我們沒有那么大量程的電流表進(jìn)行電流的測量,怎么辦?這就要采用分流器.分流器是一個(gè)可以通過大電流的精確電阻,當(dāng)電流流過分流器時(shí),在它的兩端就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)毫伏級(jí)的電壓,于是我們用毫伏電壓表來測量這個(gè)電壓,再將這個(gè)電壓換算成電流.就完成了大電流

3、的測量.電流表有多種不同規(guī)格，但是實(shí)際表頭卻是標(biāo)準(zhǔn)的毫伏電壓表。比如是一種滿刻度為75mv的電壓表。 那么用這塊電壓表測量比如20A的電流，就需要給它配一個(gè)在流過20A電流時(shí)候產(chǎn)生75mv電壓降的分流電阻，也稱75mv分流器。 分流器就是一個(gè)能夠通過極大電流的電阻一般常用的15A或20A以及35A的電流表都需要分流器.分流器的阻抗=表頭標(biāo)志滿度電壓/表頭滿度電流.比如20A的電流表的分流器阻值=75mv*10-3/20A=0.00375Ω,阻抗恒定后根據(jù)歐姆定律U=IR,電流與電壓成正比.電流為線形電壓也呈線形.所以我們就可以用一個(gè)滿度為75mv的電壓表顯示當(dāng)前電流.因此,

4、我們使用的電流表實(shí)際是一塊電壓表.交流大電流怎么測量呢?采用電流互感器,將大電流以一定變比變成5安培以下的小電流,于是用小量程交流電流表就可測量大電流了.只是測得的電流還要乘那個(gè)變比.就是一根短的導(dǎo)體，可以是各種金屬或合金的，也連接端子；其直流電阻是嚴(yán)格調(diào)好的；串接在直流電路里，直流電流過分流器，分流器兩端產(chǎn)生毫伏級(jí)直流電壓信號(hào)，使并接在該分流器兩端的計(jì)量表指針擺動(dòng)，該讀數(shù)就是該直流電路里的電流值。所謂分流，即分一小的電流去推動(dòng)表指示，該小電流（mA)與大回路里的電流(1A-幾十A）比例越小，電流表指示讀數(shù)的線性就越好，也更精確。這是電工電路的常用產(chǎn)品，防雷有分流措施。直流屏電源的種類及作用

5、瀏覽次數(shù)：884次添加日期：2010-7-14直流屏作為操作電源和信號(hào)顯示報(bào)警，為較大較復(fù)雜的高低壓（高壓更常用）配電系統(tǒng)的自動(dòng)或電動(dòng)操作提供電能源，另可以與中央信號(hào)屏綜合設(shè)計(jì)在一起。直流屏組成：交流電源、整流裝置、充電（穩(wěn)流+穩(wěn)壓）機(jī)、蓄電池組、直流配電系統(tǒng)。直流屏分類：按整流裝置的單/雙，充電機(jī)的單雙、充電機(jī)的穩(wěn)流/穩(wěn)壓以及雙功能自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換、蓄電池組的種類（多用免維護(hù)鎳鎘蓄電池）、蓄電池容量、蓄電池單組/雙組、蓄電池放電倍率（分高、中、低倍率）、配電裝置（按設(shè)計(jì)要求制作）配電房里直流屏的作用：將交流電變壓-整流，成為直流電，并儲(chǔ)存在蓄電池組中，另外還有直流配電輸出。作為開關(guān)柜（一般用在

6、高壓開關(guān)柜）操作電源。直流屏可以包含：交流配電+變壓器+整流充電機(jī)+蓄電池組+直流配電+信號(hào)顯示 高壓室內(nèi)的直流屏主要的作用：是為高壓開關(guān)的合閘機(jī)構(gòu)提供電源，比如說電磁式（CD）的合閘機(jī)構(gòu)就需要很大的直流電流，而彈簧儲(chǔ)能式(CT)合閘機(jī)構(gòu)就不需要很大的直流電流，只要電壓能滿足儲(chǔ)能電機(jī)的正常工作就可以，另外還可以為高壓開關(guān)柜頂部的直流小母線提供信號(hào)、控制、報(bào)警等回路的直流電源，以及一些繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置提供直流電源。 發(fā)電廠和變電站中的電力操作電源現(xiàn)今采用的都是直流電源，而直流屏就是用來供應(yīng)這種直流電源的，它為控制負(fù)荷和動(dòng)力負(fù)荷以及直流事故照明負(fù)荷等提供電源，是當(dāng)代電力系統(tǒng)控制、保護(hù)的基礎(chǔ)。現(xiàn)代

7、科學(xué)技術(shù)，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，使電力系統(tǒng)向著綜合自動(dòng)化、電站無人值守和網(wǎng)絡(luò)化集中管理的方向發(fā)展，作為電力系統(tǒng)重要組成部分的直流電源系統(tǒng)（直流屏）為了使其自身的電源質(zhì)量、可靠性到自動(dòng)化程度都有待進(jìn)一步提高，也因此應(yīng)用了大量的先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。它主要由電源進(jìn)線系統(tǒng)（交流進(jìn)線）、電源雙路互投系統(tǒng)、充電機(jī)控制系統(tǒng)、充電機(jī)、直流分配系統(tǒng)、絕緣監(jiān)測系統(tǒng)、綜合控制器（系統(tǒng)監(jiān)視控制系統(tǒng)，為直流屏的大腦）、閃光系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、蓄電池這幾大部分組成。其中綜合控制器、雙路互投、充電機(jī)控制、及充電機(jī)的選擇是保證直流屏可靠的主要環(huán)節(jié)。 綜合控制器負(fù)責(zé)監(jiān)控直流屏運(yùn)行情況，即它要對直流屏運(yùn)行的每一個(gè)環(huán)節(jié)都了如指

8、掌。并使系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)。它所控制的電池巡檢單元可為每一節(jié)蓄電池提供電壓監(jiān)測，以盡早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中蓄電池惡化，及早更換蓄電池，避免因蓄電池問題造成系統(tǒng)在斷電情況下不能及時(shí)向外提供直流電源的災(zāi)難性后果。 絕緣監(jiān)測系統(tǒng)可以保護(hù)直流屏因外設(shè)或自系統(tǒng)接地而損壞自身設(shè)備或外部設(shè)備。蓄電池的配備及其合理選擇可以保證系統(tǒng)在斷電的情況下正常運(yùn)作，并可避免直流屏本身的損壞而造成對系統(tǒng)供電的間斷。 充電機(jī)一般都選用的是電力專用高頻開關(guān)電源模塊。其人性化的設(shè)計(jì)使系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單化，并且可靠性極佳，而且它的價(jià)格也比較合理。一般220V 65Ah及以下直流屏選用的都是FX22005-1型電力專用高頻開關(guān)電源模塊；而220V

9、65Ah以上直流屏大多使用的是Emerson的產(chǎn)品。 通訊系統(tǒng)能夠?yàn)樯衔粰C(jī)提供詳細(xì)的直流屏運(yùn)行情況，并可提供本遠(yuǎn)地報(bào)警功能，還可以應(yīng)用戶的要求而選配微機(jī)絕緣監(jiān)測單元以實(shí)現(xiàn)饋出支路的小電流絕緣監(jiān)測。 總之，直流屏是一種較為理想的蓄電池直流電源屏，具備能量大，體積小，電壓穩(wěn)定，超低內(nèi)阻的輸出特性。能承受強(qiáng)大的沖擊電流，1015年的超長壽命，使用安全，無腐蝕性氣體，無需專設(shè)電池室輔助維護(hù)設(shè)備，可與其它控制設(shè)備安裝在同一控制室內(nèi)，可節(jié)約大量的基建投資。它主要應(yīng)用于變（配）電所、變電站、發(fā)電廠，作為直流控制保護(hù)電源，電磁操作機(jī)構(gòu)的操作電源；現(xiàn)在，它也同樣廣泛的應(yīng)用于通信部門、計(jì)算機(jī)房、醫(yī)院、礦井、賓館，

10、以及高層建筑的可靠應(yīng)急電源，用途十分廣泛。 什么是直流電源系統(tǒng)1、直流系統(tǒng)是應(yīng)用于水力、火力發(fā)電廠，各類變電站和其它使用直流設(shè)備的用戶，為給信號(hào)設(shè)備、保護(hù)、自動(dòng)裝置、事故照明、應(yīng)急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設(shè)備。直流系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的電源，它不受發(fā)電機(jī)、廠用電及系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，并在外部交流電中斷的情況下，保證由后備電源蓄電池繼續(xù)提供直流電源的重要設(shè)備。直流屏的可靠性、安全性直接影響到電力系統(tǒng)供電的可靠性和安全性。直流系統(tǒng)是以電池容量標(biāo)稱,如65AH,100AH常用名稱:GZDW-65AH,GZDW-100AH。2、直流系統(tǒng)的用途：廣泛應(yīng)用于水力、火力發(fā)電廠，各類變電站和其它使

11、用直流設(shè)備的用戶(如發(fā)電廠、變電站、配電站、石化、鋼鐵、電氣化鐵路、房地產(chǎn)等)，為信號(hào)設(shè)備、保護(hù)、自動(dòng)裝置、事故照明及斷路器分、合閘操作提供直流電源，它也同樣廣泛的應(yīng)用于通信部門、計(jì)算機(jī)房、醫(yī)院、礦井、賓館，以及高層建筑的可靠應(yīng)急電源，用途十分廣泛。還有直流系統(tǒng)的心臟是蓄電池，對蓄電池進(jìn)行科學(xué)的維護(hù)是直流系統(tǒng)的核心工作。3、直流系統(tǒng)主要由兩大部份組成。一部份是電池屏另一部份是直流充電屏（直流屏）。電池屏就是一個(gè)可以擺放多節(jié)電池的機(jī)柜（800×600×2260）。電池屏中的電池一般是由2V-12V的電池以9節(jié)到108節(jié)串聯(lián)方式組成，對應(yīng)電的電壓輸出也就是110V或220V。目

12、前使用的電池主要是閥控式密封免維護(hù)鉛酸電池。直流屏主要是由機(jī)柜、整流模塊系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、絕緣監(jiān)測單元、電池巡檢單元、開關(guān)量檢測單元、降壓單元及一系列的交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等配電單元。31、整流模塊系統(tǒng)：電力整流模塊就是把交流電整流成直流電的單機(jī)模塊，通常是以通過電流大小來標(biāo)稱（如2A模塊、5A模塊、10A模塊、20A模塊等等），按設(shè)計(jì)理念的不同也可以分為：風(fēng)冷模塊、獨(dú)立風(fēng)道模塊、自冷模塊、自能風(fēng)冷模塊和自能自冷模塊。它可以多臺(tái)并聯(lián)使用，實(shí)現(xiàn)了N+1冗余。模塊輸出是110V、220V穩(wěn)定可調(diào)的直流電壓。模塊自身有較為完善的各種保護(hù)功能如：輸入過壓保護(hù)、輸出過壓保護(hù)、輸出限流保護(hù)

13、和輸出短路保護(hù)等。32、監(jiān)控系統(tǒng)：監(jiān)控系統(tǒng)是整個(gè)直流系統(tǒng)的控制、管理核心，其主要任務(wù)是：對系統(tǒng)中各功能單元和蓄電池進(jìn)行長期自動(dòng)監(jiān)測，獲取系統(tǒng)中的各種運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀態(tài)及時(shí)進(jìn)行處理，并以此為依據(jù)對系統(tǒng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的全自動(dòng)管理，保證其工作的連續(xù)性、可靠性和安全性。監(jiān)控系統(tǒng)目前分為兩種：一種是按鍵型還有一種是觸摸屏型。：監(jiān)控系統(tǒng)提供人機(jī)界面操作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)顯示，系統(tǒng)控制操作和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。33、絕緣監(jiān)測單元：直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測單元是監(jiān)視直流系統(tǒng)絕緣情況的一種裝置，可實(shí)時(shí)監(jiān)測線路對地漏電阻，此數(shù)值可根據(jù)具體情況設(shè)定。當(dāng)線路對地絕緣降低到設(shè)定值時(shí)，就會(huì)發(fā)出告警信號(hào)。直流

14、系統(tǒng)絕緣監(jiān)測單元目前有母線絕緣監(jiān)測、支路絕緣監(jiān)測。34、電池巡檢單元：電池巡檢單元就是對蓄電池在線電壓情況巡環(huán)檢測的一種設(shè)備。可以實(shí)時(shí)檢測到每節(jié)蓄電池電壓的多少，當(dāng)哪一節(jié)蓄電池電壓高過或低過設(shè)定時(shí)，就會(huì)發(fā)出告警信號(hào)，并能通過監(jiān)控系統(tǒng)顯示出是哪一節(jié)蓄電池發(fā)生故障。電池巡檢單元一般能檢測2V-12V的蓄電池和巡環(huán)檢測1-108節(jié)蓄電池。35、開關(guān)量檢測單元：開關(guān)量檢測單元是對開關(guān)量在線檢測及告警干節(jié)點(diǎn)輸出的一種設(shè)備。比如在整套系統(tǒng)中哪一路斷路器發(fā)生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷后開關(guān)量檢測單元就會(huì)發(fā)出告警信號(hào)，并能通過監(jiān)控系統(tǒng)顯示出是哪一路斷路器發(fā)生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷。目前開關(guān)量檢測單元可

15、以采集到1-108路開關(guān)量和多路無源干節(jié)點(diǎn)告警輸出。36、降壓單元：降壓單元就是降壓穩(wěn)壓設(shè)備，是合母電壓輸入降壓單元，降壓單元再輸出到控母，調(diào)節(jié)控母電壓在設(shè)定范圍內(nèi)（110V或220V）。當(dāng)合母電壓變化時(shí)，降壓單元自動(dòng)調(diào)節(jié)，保證輸出電壓穩(wěn)定。降壓單元也是以輸出電流的大小來標(biāo)稱的。降壓單元目前有兩種，一種是有級(jí)降壓硅鏈，一種是無級(jí)降壓斬波。有級(jí)降壓硅鏈有5級(jí)降壓和七級(jí)降壓，電壓調(diào)節(jié)點(diǎn)都是3.5V，也就是說合母電壓升高或下降3.5V時(shí)降壓硅鏈就自動(dòng)調(diào)節(jié)穩(wěn)定控母電壓。無級(jí)降壓斬波就是一個(gè)降壓模塊，它比降壓硅鏈體積小，它沒有電壓調(diào)節(jié)點(diǎn)所以輸出電壓也比降壓硅鏈要穩(wěn)定，還有過壓、過流、和電池過放電等功能。

16、不過目前無級(jí)降壓斬波技術(shù)還不是很成熟常發(fā)生故障，所以還是降壓硅鏈?zhǔn)褂眯V泛。37、配電單元：配電單元主要是直流屏中為實(shí)現(xiàn)交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等功能所使用的器件如：電源線、接線端子、交流斷路器、直流斷路器、接觸器、防雷器、分流器、熔斷器、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕開關(guān)、指示燈以及電流、電壓表等等。4電池容量選擇和模塊的配置。電池容量選擇要進(jìn)行直流負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)，直流負(fù)荷按性質(zhì)分為經(jīng)常負(fù)荷、事故負(fù)荷、沖擊負(fù)荷。經(jīng)常負(fù)荷主要是保護(hù)、控制、自動(dòng)裝置和通信設(shè)置。事故負(fù)荷是指停電后必須由直流系統(tǒng)供電的負(fù)荷，如UPS、通信設(shè)置等。沖擊負(fù)荷是指極短時(shí)間內(nèi)施加的大電流負(fù)荷，比如斷路器分、合閘操作等。根據(jù)上述三

17、種直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)就可以計(jì)算出事故狀態(tài)下的直流持續(xù)放電容量。一般在220KV的變電站直流系統(tǒng)的蓄電池要選擇兩組電池，電池容量是150AH-200AH，110KV的變電站直流系統(tǒng)的蓄電池要選擇一組電池，池容量是100AH-150AH，35KV的變電站直流系統(tǒng)的蓄電池要選擇一組電池，池容量是50AH-100AH。模塊數(shù)量的配置是要全部模塊出額定電流總值要最大經(jīng)常負(fù)荷加蓄電池充電電流.(蓄電池充電電流是按0.1c-0.2c10).如100AH的蓄電池組其充電電流是0.1c*100=10A,在不計(jì)算經(jīng)常負(fù)荷的情況下選用額定電流5A電流的模塊和話2臺(tái)模塊就可以滿足對蓄電池的充電，要實(shí)現(xiàn)N+1冗余總共選擇3臺(tái)

18、5A模塊。直流電源設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)一、先預(yù)設(shè)目的與要求1通過實(shí)驗(yàn)獲取直流電源相關(guān)知識(shí)通過集成直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試，要求學(xué)會(huì)：(1)選擇變壓器、整流二極管、濾波電容及集成穩(wěn)壓器來設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源；(2)掌握直流穩(wěn)壓電路的調(diào)試及主要技術(shù)指標(biāo)的測試方法。2設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一波形直流穩(wěn)壓電源，滿足：(1)當(dāng)輸入電壓在220V±10%時(shí)，輸出電壓從312V可調(diào)，輸出電流大于1A；(2)輸出紋波電壓小于5mV，穩(wěn)壓系數(shù)小于5×10-3，輸出內(nèi)阻小于0.1歐。3設(shè)計(jì)要求(1)電源變壓器只做理論設(shè)計(jì)；(2)合理選擇集成穩(wěn)壓器；(3)完成全電路理論設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助分析與仿真、安裝調(diào)試、繪制

19、電路圖，自制印刷板；(4)撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告、調(diào)試總結(jié)報(bào)告及使用說明書。二、儀器與器材自耦調(diào)壓器、雙蹤示波器、萬用表（模擬或數(shù)字）、交流毫伏表各一臺(tái)，自制電路板的各種工具一套及元器件若干。三、原理與分析1直流穩(wěn)壓電源的基本原理直流穩(wěn)壓電源是由工頻變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖如下。各部分的作用：（1）直流穩(wěn)壓電源2工頻變壓器的作用是將電網(wǎng)220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui。變壓器副邊與原邊的功率比為P2/ P1=，式中是變壓器的效率。（2）整流濾波電路：整流電路將交流電壓Ui變換成脈動(dòng)的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓U1。常用的

20、整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。各濾波電容C滿足RL-C（35）T/2，或中T為輸入交流信號(hào)周期，RL為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。（3）三端集成穩(wěn)壓器：常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。常用可調(diào)式正壓集成穩(wěn)壓器有CW317（LM317）系列，它們的輸出電壓從1.25V37伏可調(diào)，最簡的電路外接元件只需一個(gè)固定電阻和一只電位器。其芯片內(nèi)有過渡、過熱和安全工作區(qū)保護(hù)，最大輸出電流為1.5A。其典型電路如圖，輸出電壓Uo的表達(dá)式為：Uo1.25（1R2/R1）式中R1一般取120240歐姆，輸出端與調(diào)整端的壓差為穩(wěn)壓器的基準(zhǔn)電壓（典型值為1.25V）。2穩(wěn)壓電流的性

21、能指標(biāo)及測試方法直流電源1的技術(shù)指標(biāo)分為兩種：一種是特性指標(biāo)，包括允許輸入電壓、輸出電壓、輸出電流及輸出電壓調(diào)節(jié)范圍等；另一種是質(zhì)量指標(biāo)，用來衡量輸出直流電壓的穩(wěn)定程度，包括穩(wěn)壓系數(shù)（或電壓調(diào)整率）、輸出電阻（或電流調(diào)整率）、紋波電壓（周圍與隨機(jī)漂移）及溫度系數(shù)。測試電路如圖3。圖3穩(wěn)壓電源性能指標(biāo)測試電路（1） 紋波電壓：疊加在輸出電壓上的交流電壓分量。用示波器觀測其峰峰值一般為毫伏量級(jí)。也可用交流毫伏表測量其有效值，但因紋波不是正弦波，所以有一定的誤差，一般直流電源的紋波電壓VP-P10mV。（2）穩(wěn)壓系數(shù)：在負(fù)載電流、環(huán)境溫度不變的情況下，輸入電壓的相對變化引起輸出電壓的相對變化，即：（

22、3） 電壓調(diào)整率：輸入電壓相對變化為±10%時(shí)的輸出電壓相對變化量，穩(wěn)壓系數(shù)和電壓調(diào)整率均說明輸入電壓變化對輸出電壓的影響，因此只需測試其中之一即可。（4） 輸出電阻及電流調(diào)整率輸出電阻與放大器的輸出電阻相同，其值為當(dāng)輸入電壓不變時(shí)，輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比的絕對值.電流調(diào)整率：輸出電流從0變到最大值時(shí)所產(chǎn)生的輸出電壓相對變化值。輸出電阻和電流調(diào)整率均說明負(fù)載電流變化對輸出電壓的影響，因此也只需測試其中之一即可。直流電源的基本技術(shù)參數(shù)： 直流一般輸入電壓:AC220V±10% 50Hz±5Hz ，輸出的紋波與噪聲：Cv1mvrms CC5mARms一種基

23、于電容的電磁全隔離直流電源傳輸電路高性能的電子電路要求高度潔凈的電源。然而目前在供電線路上的各種電器設(shè)備會(huì)產(chǎn)生許多高次諧波，對供電質(zhì)量造成影響。開關(guān)型穩(wěn)壓電源以及DC-DC變換器都在輸入回路中采用開關(guān)管作為斬?cái)嚯娏鞯钠骷?。高頻變壓器把脈動(dòng)的電流信號(hào)由初級(jí)回路傳輸?shù)酱渭?jí)回路，再通過采樣反饋到初級(jí)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓調(diào)節(jié)。在典型的電源電路中123，盡管輸入端與輸出端不共地，但高頻變壓器作為電磁耦合通道，其傳遞函數(shù)有一定的頻率選擇性。輸入端電源窄脈沖干擾含有十分豐富的頻率分量，會(huì)耦合到輸出端，使電源的供電質(zhì)量下降，存在使微機(jī)程序跑飛的可能性。本文提出了一種基于電容的全隔離直流電源傳輸電路，它依靠幾組電容存儲(chǔ)電

24、荷來實(shí)現(xiàn)傳輸電能。由于電路輸入、輸出端不存在電磁耦合通路，電路實(shí)現(xiàn)了完全的電磁隔離。1電路總體結(jié)構(gòu)本直流傳輸電路的系統(tǒng)框圖如圖1所示。圖1 直流傳輸電路系統(tǒng)框圖圖1中A是MOS管的陣列，B是電容的陣列，C是光電耦合器的陣列，D是穩(wěn)壓電路，E是電壓比較器，F(xiàn)是單片機(jī)。光電耦合器控制MOS管的導(dǎo)通與斷開，從而控制電容的工作狀態(tài)。而光電耦合器的控制信號(hào)來自單片機(jī)。單片機(jī)的觸發(fā)信號(hào)來自穩(wěn)壓電路與電壓比較器組成的判決電路。穩(wěn)壓電路將輸出電壓穩(wěn)定為固定值，分壓后作為閾值電壓Vth。電壓比較器將輸出電壓Vout 與閾值電壓Vth 比較，若Vout 小于Vth ，觸發(fā)單片機(jī)。單片機(jī)收到觸發(fā)信號(hào)后，控制光電耦合

25、器的導(dǎo)通與斷開，從而控制MOS管的導(dǎo)通與斷開，改變電容的工作狀態(tài)。2供電及電磁隔離的原理為了利用電容給負(fù)載供電并且同時(shí)保證負(fù)載兩端電壓的穩(wěn)定，采用多個(gè)電容是理想的解決方法。可以將多個(gè)電容分為兩組，在同一時(shí)刻，保證有一組電容給負(fù)載供電而另外一組接受外部電源的充電。在單片機(jī)控制下的MOS管實(shí)現(xiàn)輸入輸出間的電磁隔離。圖2表示電容、MOS管、光電耦合器的連接圖，即圖1中的A、B、C的連接。圖2 電容、MOS管、光電耦合器的連接圖其中#1、#2、#3、#4接單片機(jī)的四個(gè)輸出端口。當(dāng)#1為高電平，#2為低電平時(shí)，輸入端的兩個(gè)MOS管導(dǎo)通，電容處于充電狀態(tài)。當(dāng)#1為低電平，#2為高電平時(shí)，輸出端的兩個(gè)MOS

26、管導(dǎo)通，電容處于給負(fù)載供電狀態(tài)。當(dāng)#1為低電平，#2為低電平時(shí)，輸入端和輸出端的MOS管關(guān)斷，電容處于懸空狀態(tài)。而#1、#2都為高電平的情況是不允許的，這相當(dāng)于把輸入端與輸出端連接起來，輸入端的電磁干擾就會(huì)傳遞到輸出端。在單片機(jī)編程時(shí)可以避免這種情況。#3、#4的情況同#1、#2。如圖1和圖2所示，電路輸入端與輸出端采用不同的“地”，避免電磁干擾通過共接的“地”傳遞到輸出端。下面對兩組電容工作的時(shí)序進(jìn)行詳細(xì)的分析。以四個(gè)電容為例，分兩組，每組兩個(gè)電容。圖3表示出兩組電容的工作時(shí)序。圖3體現(xiàn)了本電路在時(shí)序上的兩個(gè)特點(diǎn)。第一，在同一組電容中，充電與供電狀態(tài)之間存在一個(gè)懸空狀態(tài)，即電容與輸入、輸出端

27、都斷開，從而使輸入、輸出端之間不可能存在電磁耦合通路。第二，兩組電容輪流供電時(shí)，有一段共同供電的時(shí)間，保證在任意時(shí)刻都有電容給負(fù)載供電，從而避免了兩組電容同時(shí)切換帶來的輸出電壓的突變，提高了輸出電壓的穩(wěn)定性。圖4表示了與圖3對應(yīng)的兩組電容的電壓變化。圖4 兩組電容的電壓隨時(shí)間變化圖3單片機(jī)編程流程圖5中，“1H,2L,3H,4L”表示控制端口1為高電平，2為低電平，3為高電平，4為低電平。其它依此類推。 單片機(jī)按照圖3工作。在單片機(jī)編程時(shí)，用到三個(gè)延時(shí)：充電延時(shí)t1 ，、懸空延時(shí)t2 ，和供電延時(shí) t5。4結(jié)論本文介紹了一種基于電容的電磁干擾全隔離直流傳輸電路。電容擁有的電荷存儲(chǔ)特性以及MOS

28、管和光電耦合器的運(yùn)用，使得該電路可以將輸出端與來自輸入端的電磁干擾完全隔離，從而有效地抑制了來自電源的傳導(dǎo)干擾，可以廣泛地使用在電磁環(huán)境惡劣的電源電路中。一種電除塵器用智能高壓逆變直流電源的研制1引言隨著科學(xué)技術(shù)的高度發(fā)展，工業(yè)粉塵及廢氣的排放量日益增加，對環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重。特別是在冶金，礦山，建材，化工等行業(yè)中，存在著大量污染環(huán)境的粉塵，這些粉塵具有分散性大，移動(dòng)范圍廣等特點(diǎn)，應(yīng)用靜電除塵器能夠有效的收集起這些粉塵。但由于常規(guī)的高壓電源體積龐大，裝置笨重等諸多不足之處。因此，減小高壓電源裝置的體積與重量就顯得尤為重要。近年來，電力電子技術(shù)取得了巨大的發(fā)展，特別是新一代功率電子器件如IGB

29、T,MOSFET等的應(yīng)用，高頻逆變技術(shù)越來越成熟，各種不同類型和特點(diǎn)的電路廣泛的應(yīng)用于直流直流變換，直流交流逆變等場合。在這一前提下，設(shè)計(jì)一種高壓逆變電源來代替常規(guī)高壓電源從而達(dá)到減小高壓電源裝置的體積與重量的目的成為可能。同時(shí)使電源在使用效果上、輸出電特性的可控性上和節(jié)約成本等方面上也都比常規(guī)高壓電源裝置有明顯的優(yōu)勢，系統(tǒng)效率也將得到一定程度的提高。2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1電源主體結(jié)構(gòu)圖一所示為高壓逆變電源的電路組成框圖，主要包括兩部分：主回路及控制回路。主回路主要包括：配電開關(guān)，工頻整流器，工頻濾波器，斬波器，IGBT橋式逆變器，保護(hù)電路，高頻高壓變壓器，高頻高壓硅堆（高頻整流器）等部分?？刂?/p>

30、回路主要包括：電流，電壓，火花率采樣及其處理單元，PWM信號(hào)產(chǎn)生和驅(qū)動(dòng)電路，單片機(jī)控制器，參數(shù)輸入鍵盤及液晶顯示部分，通訊接口等部分。2.2主電路的工作機(jī)理主電路的工作原理如圖二所示，高頻逆變器中的功率開關(guān)管采用目前世界上先進(jìn)的電力電子器件IGBT（絕緣柵極晶體管）。它是將MOSFET和GTR的優(yōu)點(diǎn)集于一體的新型復(fù)合器件，具有MOSFET的高輸入阻抗，可用電壓驅(qū)動(dòng)，GTR的通態(tài)功耗低等優(yōu)點(diǎn)。圖二中交流電壓經(jīng)整流-斬波器調(diào)壓-濾波后得到直流電壓U1，將U1加到全橋式高頻逆變器上。VD1VD4與功率開關(guān)管VT1VT4反向并聯(lián)，承受負(fù)載產(chǎn)生的反向電流以保護(hù)開關(guān)管。C1C4及R3R6以及4個(gè)VD的引入

31、是為了避免四個(gè)開關(guān)管在在關(guān)斷時(shí)過高的電壓上升速度和減少管子的關(guān)斷損耗。在此電路中橋式對邊上的兩只IGBT如VT1,VT4或VT2,VT3時(shí)同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷的，同邊上的兩只開關(guān)管交替通斷，相位差為180°。當(dāng)激勵(lì)脈沖信號(hào)輪流驅(qū)動(dòng)VT1,VT4或VT2,VT3時(shí)逆變主電路把直流高壓U1轉(zhuǎn)換為20KHz的高頻矩形波交流電壓送到高頻高壓變壓器，經(jīng)升壓整流濾波輸出給負(fù)載（電除塵器）供電。IGBT橋式逆變器將直流高壓U1變?yōu)榫匦尾ń涣麟妷旱倪^程如下：當(dāng)VT1,VT4激勵(lì)導(dǎo)通VT2,VT3關(guān)斷時(shí)直流高壓U1經(jīng)VT1,VT4向高頻高壓變壓器提供反極性電流，當(dāng)VT2,VT3激勵(lì)導(dǎo)通VT1,VT4關(guān)斷時(shí)直

32、流高壓U1經(jīng)VT2,VT3向高頻高壓變壓器提供正極性電流。控制VT1,VT4和VT2,VT3兩組IGBT輪流導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間及相對比例，就可得到脈寬可調(diào)的矩形波交流電壓。2.3控制電路的工作機(jī)理控制電路主要包括單片機(jī)控制器，脈寬調(diào)制控制器，驅(qū)動(dòng)電路，信號(hào)采集單元，通訊接口部分，參數(shù)輸入鍵盤及液晶顯示部分。2.3.1單片機(jī)控制器為了使整個(gè)電源系統(tǒng)具有自診斷和人機(jī)交換式的控制功能該電源模塊設(shè)有單片機(jī)。該電源中所用單片機(jī)為PHILIPS系列單片機(jī)80C552。單片機(jī)主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控和與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的任務(wù)。一方面當(dāng)除塵器處在工作狀態(tài)時(shí)，單片機(jī)定時(shí)采集其反饋的電流電壓值，通過A/D轉(zhuǎn)換通道將其讀入，

33、并通過一定算法得出控制量UK,通過單片機(jī)輸出控制量給脈寬調(diào)制控制器進(jìn)而改變調(diào)制脈沖寬度。另一方面單片機(jī)同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)用戶的需求改變電源外特性的形式如恒流，恒壓，緩降等。另外單片機(jī)還定期的將本電源模塊的輸出電流，輸出電壓，火花率等信息傳遞給上位機(jī)，單片機(jī)還將故障信息由串口發(fā)向上位機(jī)，以示警告，同時(shí)接收來自上位機(jī)的控制命令使自身投入或退出工作或改變工作參數(shù)。2.3.2脈寬調(diào)制控制器脈寬調(diào)制控制器電路如圖三所示，它的作用主要是為驅(qū)動(dòng)電路提供控制脈沖以實(shí)現(xiàn)PWM控制。其核心是產(chǎn)生PWM信號(hào)的專用集成芯片SG3525A。SG3525A是電壓型PWM集成控制器，外接元件少，性能好，具有外同步，軟啟動(dòng)，死

34、區(qū)調(diào)節(jié)，欠壓鎖定，誤差放大以及關(guān)閉輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)等功能。內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括5部分：基準(zhǔn)電壓源 欠壓鎖定電路，鋸齒波振蕩器，誤差放大器，脈寬調(diào)制比較器。3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)：各電源模塊的單片機(jī)都有獨(dú)立的主程序程序以及與上位機(jī)的通信程序，數(shù)據(jù)采集子程序等。限于篇幅，本文只討論電源模塊的主程序及通信子程序的軟件結(jié)構(gòu)。電源模塊的軟件主要完成以下功能。接收上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)和指令；向上位機(jī)傳遞數(shù)據(jù)；完成對電源輸出的實(shí)時(shí)監(jiān)控；根據(jù)用戶需求進(jìn)行各種外特性的控制。4實(shí)驗(yàn)及分析：4.1 主逆變橋PWM調(diào)節(jié)對效率影響研究及規(guī)范調(diào)節(jié)方式的確定如圖所示該電源在輸入電壓相同情況下占空比小于50時(shí)，隨著占空比的增大，效率也增大；在占

35、空比大于50時(shí)，隨著占空比的增大，效率減小。由此可見，如果大范圍的進(jìn)行占空比調(diào)節(jié)，將會(huì)使電源進(jìn)入效率很低的區(qū)域，而在占空比在40%70%時(shí)效率則達(dá)到很高。為了達(dá)到高效率的目的采用了由斬波電路調(diào)節(jié)直流母線電壓進(jìn)行規(guī)范調(diào)節(jié)方式。4.2 現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)測試實(shí)驗(yàn)條件：電除塵器極板面積250m2,極間距：150mm, 占空比：60%，頻率18.6kHz.實(shí)驗(yàn)結(jié)果：下圖列舉了實(shí)驗(yàn)過程中輸出電壓與輸入電壓及輸出電流與輸入電壓的對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)輸出電壓達(dá)到58000V（此時(shí)電流82mA）時(shí)除塵器開始發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。5結(jié)論：1通過主逆變橋PWM調(diào)節(jié)對效率影響研究所確定的由斬波電路調(diào)節(jié)直流母線電壓進(jìn)行規(guī)范調(diào)節(jié)

36、方式證明是可行的；2該電源在大大減小體積的同時(shí)重量也大為減少。在實(shí)驗(yàn)中，較傳統(tǒng)的電源而言其對電能的利用率也有所提高，對除塵器的控制也比傳統(tǒng)的電源方便，同時(shí)還可和工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)對除塵器的遠(yuǎn)程控制。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的智能型直流電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 引言直流電源后備系統(tǒng)是各類電廠、變電所、電站等必備設(shè)備，其可靠性對整個(gè)系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行至關(guān)重要。隨著自動(dòng)化程度的提高，顧客對電源產(chǎn)品的高可靠性、高智能化、免維護(hù)性及產(chǎn)品的在線升級(jí)提出了更高的要求，這也成為電源產(chǎn)品的必然發(fā)展趨勢。目前各個(gè)廠家的電源產(chǎn)品都大同小異，產(chǎn)品的組成基本為以下幾個(gè)部分：高頻模塊、監(jiān)控裝置、絕緣選線儀、電池巡檢裝置。在現(xiàn)有這些產(chǎn)品中，一

37、般說來，絕緣選線儀、電池巡檢裝置都是由專門的配套廠家生產(chǎn)。而在一套直流系統(tǒng)中，監(jiān)控裝置、絕緣選線儀、電池巡檢裝置都分別有自己的CPU、液晶、鍵盤及各自的下位機(jī)軟件，它們都需要同當(dāng)?shù)氐木C自通訊。這樣，目前的產(chǎn)品存在以下問題：（1）通訊難題：雖然三種裝置各自有自己的通訊口，具備自己的通訊功能，但通訊規(guī)約都不同。它們與綜自進(jìn)行通訊時(shí)，四種下位機(jī)軟件需要統(tǒng)一的通訊規(guī)約。（2）組態(tài)不便：電源產(chǎn)品是個(gè)多樣化產(chǎn)品，根據(jù)用戶的不同需要，幾乎每個(gè)產(chǎn)品都有自己的系統(tǒng)。而用匯編語言更改或重新編寫監(jiān)控軟件不方便，容易出錯(cuò)。（3）可操作性：三種裝置的人機(jī)介面風(fēng)格，鍵盤功能的定義都不同。這就需要運(yùn)行人員必須掌握每種機(jī)箱的

38、使用說明，給操作、運(yùn)行帶來不便?；谝陨锨闆r，我們推出了智能型觸摸屏控制直流系統(tǒng)。該系統(tǒng)信息采集與處理就近完成，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，信號(hào)不受干擾；組態(tài)方便；網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)；有完善的自檢功能；強(qiáng)大的多媒體和動(dòng)畫功能；全中文windows圖形界面，使用戶操作直觀、簡單、方便；采用雙重控制原則，提高系統(tǒng)的可靠性。2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)21硬件配置智能型觸摸屏控制直流系統(tǒng)為模塊式結(jié)構(gòu)，模塊間可任意組合。一個(gè)完整的系統(tǒng)由4部分組成：監(jiān)控后臺(tái)（主控制單元）、充電管理單元、電池巡檢單元、絕緣檢測單元。其中監(jiān)控后臺(tái)為本系統(tǒng)的控制核心，實(shí)現(xiàn)管理整個(gè)系統(tǒng)的作用。智能型直流電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖1如下：圖一1.監(jiān)控后臺(tái)以一臺(tái)觸摸式工業(yè)

39、控制機(jī)作為監(jiān)控后臺(tái),全面管理電源系統(tǒng)的運(yùn)行，可記錄、統(tǒng)計(jì)、分析、打印各種運(yùn)行數(shù)據(jù)。采用高亮度彩色液晶觸摸屏人機(jī)界面，用以實(shí)現(xiàn)所有操作。具有顯示直觀、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。它擁有“遙測、遙信、遙控、遙調(diào)”等功能，可適應(yīng)電源系統(tǒng)的全自動(dòng)化無人值守要求。 2.充電管理單元監(jiān)控高頻整流模塊按設(shè)置的電池曲線自動(dòng)運(yùn)行，高頻整流模塊采用了目前國際上先進(jìn)的有源功率因數(shù)校正技術(shù)（PFC）和軟開關(guān)脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM），民主均流，并可帶電插拔，熱維修。原理框圖：圖二3.絕緣檢測單元絕緣檢測單元采用平衡橋及不平衡橋相結(jié)合的原理，檢測母線對地絕緣狀態(tài)，不向直流系統(tǒng)輸入信號(hào)，不受直流饋線對地電容影響，支路檢測使用差值計(jì)算，以

40、準(zhǔn)確計(jì)算出正負(fù)母線接地阻抗及支路正負(fù)端接地阻抗。對于多條支路同時(shí)發(fā)生一點(diǎn)或平衡接地均可檢測。原理框圖：圖三4.電池管理單元電池管理單元采用電壓檢測和內(nèi)阻檢測相結(jié)合的方法來判斷電池是否失效。內(nèi)阻測量采用國內(nèi)首創(chuàng)、國際一流的測試方法，通過向電池組兩端注入低頻交流信號(hào)，通過科學(xué)算法，結(jié)合電壓檢測模塊的單電池電壓采樣，巧妙計(jì)算出每一節(jié)電池的準(zhǔn)確內(nèi)阻。圖四整個(gè)系統(tǒng)監(jiān)測全面，各單元之間相互獨(dú)立，任何一個(gè)單元的退出都不影響其他單元的正常運(yùn)行，系統(tǒng)的監(jiān)控后臺(tái)雖然能控制和監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)，但各單元和監(jiān)控后臺(tái)之間也是相互獨(dú)立的，如果監(jiān)控后臺(tái)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)仍能維持正常供電。22軟件設(shè)計(jì)ADS2000系統(tǒng)軟件是智能型直流

41、電源的主控軟件，采用NATIONAL Instrument公司的虛擬儀器開發(fā)環(huán)境LabWindows/CVI編制而成。軟件設(shè)計(jì)遵循軟件工程原理，采用模塊化設(shè)計(jì)，融合面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)。該軟件運(yùn)行于Windows環(huán)境下，全中文圖形智能界面，實(shí)時(shí)顯示、監(jiān)測、控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)?？蓪?shí)現(xiàn)全自動(dòng)無人值守運(yùn)行。如需操作可參照圖形指導(dǎo)、語音提示，使設(shè)備的操作直觀、簡單、方便。為實(shí)現(xiàn)對上述智能型直流電源硬件系統(tǒng)的有效管理，主控軟件ADS2000采用模塊化設(shè)計(jì)方法，相應(yīng)的模塊主要有數(shù)據(jù)采集和處理模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、系統(tǒng)設(shè)置模塊、打印模塊以及通信模塊等。各模塊關(guān)系及軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下：圖五23各模塊作用分述如下：（

42、1）系統(tǒng)設(shè)置模塊系統(tǒng)設(shè)置模塊完成出廠設(shè)置和維護(hù)設(shè)置，出廠設(shè)置由生產(chǎn)廠商通過硬鍵盤進(jìn)行設(shè)置，不連鍵盤不能設(shè)置；維護(hù)設(shè)置由用戶來進(jìn)行，使用軟件系統(tǒng)的軟鍵盤進(jìn)行輸入，并且需要輸入維護(hù)級(jí)密碼，設(shè)置錯(cuò)誤可恢復(fù)缺省設(shè)置。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)越限語音報(bào)警，并進(jìn)行文字提示。（2）打印模塊由運(yùn)行界面中的打印按鈕調(diào)用，負(fù)責(zé)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及報(bào)警信息等內(nèi)容的打印。（3）數(shù)據(jù)采集和處理模塊ADS2000直流電源系統(tǒng)采用了集散式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的信息采集與處理由“充電管理單元”、“饋線管理單元”和“電池管理單元”三個(gè)獨(dú)立的模塊分別完成，各模塊內(nèi)都有獨(dú)立的控制器，各單元可獨(dú)立于控制單元和其他單元工作，使產(chǎn)品的可靠性及可維護(hù)性大大提

43、高。三個(gè)獨(dú)立的模塊各自有自己的通訊口，具備自己的通訊功能，數(shù)據(jù)采集和處理模塊負(fù)責(zé)通過串口接受三個(gè)單元上傳的數(shù)據(jù)，并按照各自的通訊協(xié)議進(jìn)行處理，然后由數(shù)據(jù)顯示模塊加以顯示。（4）通信模塊通信模塊完成將存儲(chǔ)文件通過MODEM傳輸?shù)街付ňW(wǎng)絡(luò)地址，ADS2000采取計(jì)算機(jī)組網(wǎng)方式、異地、異域甚至可以通過Internet組網(wǎng)，軟件面向網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)可通過Windows系統(tǒng)支持的任何一種網(wǎng)絡(luò)和通訊協(xié)議與上位機(jī)通訊。（5）數(shù)據(jù)顯示模塊該模塊負(fù)責(zé)為用戶輸入和數(shù)據(jù)輸出提供友好界面，除主運(yùn)行界面外，還包括直流電源系統(tǒng)圖、蓄電池監(jiān)測、絕緣監(jiān)測、系統(tǒng)設(shè)置、打印日志、歷史紀(jì)錄以及幫助等子界面。在幫助子界面中，使用漢字導(dǎo)

44、向，可幫助用戶進(jìn)行故障問題的分析及處理。（6）語音報(bào)警模塊語音報(bào)警模塊在系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，為用戶提供多媒體語音報(bào)警，提醒值班人員及時(shí)處理問題，避免重大問題的發(fā)生。圖六24系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)在于它的客戶化設(shè)計(jì)：（1）全面的數(shù)據(jù)記錄直流系統(tǒng)每天的運(yùn)行數(shù)據(jù)以及故障記錄，都會(huì)生成相應(yīng)文件自動(dòng)存入計(jì)算機(jī)，不但免去了用戶天天手工記錄數(shù)據(jù)的工作，還可以隨時(shí)查詢、打印自系統(tǒng)運(yùn)行以來任何時(shí)段的運(yùn)行數(shù)據(jù)以及故障記錄。（2）完備的語音報(bào)警系統(tǒng)系統(tǒng)配備多媒體音箱，系統(tǒng)所能發(fā)生的任何故障，都配有相應(yīng)的語音文件，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，將會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的語音報(bào)警。報(bào)警消失后，音響自動(dòng)解除。（3）完美的幫助功能該系統(tǒng)所能出現(xiàn)的任何故障，只

45、要點(diǎn)擊主界面上的“幫助”欄，都能找到故障原因以及解決辦法，通過對幫助項(xiàng)的了解，不但能大大降低故障率，也能大大縮短故障排除時(shí)間，減少用戶損失。（4）詳細(xì)的系統(tǒng)資料庫。資料庫包含元件庫、使用說明書、圖紙庫三部分。系統(tǒng)所使用的每一個(gè)元件，包括型號(hào)、生產(chǎn)廠家、使用數(shù)量等，庫中均有詳細(xì)記錄；庫中備有詳細(xì)說明書；圖紙庫中有系統(tǒng)原理圖、接線圖等圖紙，這些資料都可以直接閱讀，也可以直接打印。極大方便用戶的日常維護(hù)。3 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用在不斷地改變?nèi)祟惖墓ぷ骱蜕睿瑢τ谥悄苤绷麟娫聪到y(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)不僅改變了設(shè)備連接形式，而且可以通過設(shè)備信息的集中和融合提高了設(shè)備的智能化。在構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)互連環(huán)境下，

46、以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的在線維護(hù)與升級(jí)。產(chǎn)品的在線維護(hù)：在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)故障時(shí)，主控制模塊將設(shè)備運(yùn)行信息適時(shí)傳輸?shù)綇S家指定的網(wǎng)絡(luò)地址，經(jīng)過廠家技術(shù)分析給出解決方案，以保證設(shè)備的正常運(yùn)行。產(chǎn)品的在線升級(jí)：電子技術(shù)的飛速發(fā)展，使產(chǎn)品的更新?lián)Q代不斷加快，為滿足顧客的最大經(jīng)濟(jì)效益，我們在智能直流電源系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了產(chǎn)品在線升級(jí)功能。為此我們將各管理單元的程序存儲(chǔ)在Flash電寫可擦除存儲(chǔ)器中，主控制單元接受網(wǎng)絡(luò)傳送來的數(shù)據(jù)，經(jīng)識(shí)別后分別寫入各管理單元以完成產(chǎn)品的在線升級(jí)。4 總結(jié)電力系統(tǒng)、電信系統(tǒng)、移動(dòng)通訊系統(tǒng)等對直流電源運(yùn)行可靠性要求極高。智能型觸摸屏控制直流系統(tǒng)運(yùn)行程序的設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品可操作性及維護(hù)性大大提

47、高。系統(tǒng)本身具有完善的自撿功能，并且使用多媒體功能進(jìn)行語音報(bào)警及有關(guān)解決辦法的中文提示。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了軟件系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化功能，系統(tǒng)可通過Windows支持的任何一種網(wǎng)絡(luò)和通訊協(xié)議與上位機(jī)通訊，借助于現(xiàn)有的通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的在線維護(hù)與升級(jí)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，該產(chǎn)品必將得到廣泛使用。電力用直流電源自動(dòng)調(diào)壓裝置的研制1引言 電力系統(tǒng)所需的直流電源，都是由直流電源系統(tǒng)提供的，而直流電源系統(tǒng)的輸出為合閘母線和控制母線兩部分。合閘母線的電壓即為充電機(jī)輸出電壓值,合閘母線的電壓高，其作用是為合閘機(jī)構(gòu)提供操作電源?？刂颇妇€的電壓要比合閘母線的電壓低，而充電機(jī)在滿足給蓄電池正常充電的情況下，其輸出電壓要高于控制

48、母線電壓，要滿足控制母線能正常地給電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置及信號(hào)回路等供電。必須把合閘母線電壓降至一定范圍，形成控制母線。本文介紹的自動(dòng)調(diào)壓裝置正是為實(shí)現(xiàn)這一功能而設(shè)計(jì)的。2方案選擇 設(shè)計(jì)開始，我們選擇方案所遵守的原則為：成本低、性能高、具有高可靠性與穩(wěn)定性、實(shí)用性。2.1選用單片機(jī)控制方案選用8031或8051構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)，雖然實(shí)現(xiàn)起來，十分簡便，但是此系統(tǒng)所需外圍輔助器件比較多，造成成本過高。另外一重要原因是此種方案對干擾特別靈敏。實(shí)際運(yùn)用，可靠性較差，基于以上二種原因，此種方案沒有采用2.2選用大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷桨?我們選用了可編程邏輯器件GAL20V8B，進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。此種方案電

49、路簡單，造價(jià)不高，但是經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，此種方案的抗干擾能力較差。所以，也不是優(yōu)選方案，沒有被我們采用。2.3用大規(guī)模邏輯電路方案 采用此種方案后，我們發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)壓功能的電路十分簡單，整個(gè)成本明顯降低，由于采用的邏輯芯片為雙向移位寄存器40194B74194，此種芯片是一種成熟的芯片，其工作穩(wěn)定性十分高，造價(jià)也十分低。是目前普遍采用的一種集成電路。經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。因此我們采用了這種設(shè)計(jì)方案。3移位寄存器40194B的描述工作真值表見表1，管腳排列見圖1,HEF40194B是具有兩種控制輸入（S0S1）的雙向移位寄存器，具有一個(gè)時(shí)鐘輸入腳（CP），一個(gè)左移串口數(shù)據(jù)的控制輸入

50、腳（DSL），右移串口數(shù)據(jù)的控制輸入腳（DSR），四位并行數(shù)據(jù)的輸入腳（P0P3）。一個(gè)同步復(fù)位輸入腳（/MR），四個(gè)并行輸出腳（O0O3）。當(dāng)/MR為低電平時(shí)，對芯片進(jìn)行復(fù)位，迫使O0O3輸出低電平。當(dāng)MR為高電平時(shí)，工作模式由S0和S1按表1組合方式工作，串口和并口工作方式是由CP脈沖邊沿觸發(fā)4自動(dòng)調(diào)壓裝置的工作框圖如圖2所示5元器件選擇 從圖2可看出，所設(shè)計(jì)的自動(dòng)調(diào)壓裝置在直流電源系統(tǒng)中是一個(gè)獨(dú)立執(zhí)行部分，其自動(dòng)控制電路部分所需的+12V工作電源。是利用電阻從+KM上降壓之后。通過7812穩(wěn)壓塊直接穩(wěn)壓后而獲得，采樣回路。利用精密電阻直接降壓采樣，這樣足可以保證采樣的精度要求，從而不用采

51、用價(jià)格高的霍耳元件，成本大大降低，另外，工作的可靠性與穩(wěn)定性都比霍耳元件高。比較判斷回路，是LM224工業(yè)常采用的芯片，其價(jià)格低，性能可靠，觸發(fā)電路采用的是NE555集成電路，移位執(zhí)行電路采用的是40194B（74194）雙向移位寄存器。其工作過程參見表1 驅(qū)動(dòng)電路采用的是BU406（BUX85）高壓三極管，此種器件的造價(jià)十分低，同時(shí)它也是成熟的器件被廣泛應(yīng)用于工業(yè)。繼電器采用的是JQX58F。這種繼電器節(jié)點(diǎn)容量大，而且價(jià)格低，降壓回路采用的是硅二極管組。6工作過程如圖2圖3示 ，合閘母線（+HM）經(jīng)過硅降壓回路降壓后，形成正控制母線（+KM），+KM經(jīng)自動(dòng)調(diào)壓回路采樣后，采樣值送到比較判斷回

52、路，在此處進(jìn)行比較。如果+KM沒有高于預(yù)先設(shè)好的范圍，則觸發(fā)電路不動(dòng)作。移位執(zhí)行電路也不動(dòng)作，相應(yīng)的繼電器也不動(dòng)，電路保持原狀態(tài)，+KM值保持不變，如果+KM超出了預(yù)先設(shè)好的范圍，則比較判斷回路發(fā)出信號(hào)，告之觸發(fā)電路，觸發(fā)電路立即發(fā)出脈沖，觸發(fā)移位寄存器，移位寄存器開始向左或向右執(zhí)行移位，從而使電路驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作。繼電器相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)打開或閉和，來實(shí)現(xiàn)硅二極管是串入還是脫離+KM回路，于是實(shí)現(xiàn)+KM按電力標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)變化，從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)節(jié)+KM電壓。圖 37自動(dòng)控制電路原理和工作過程其原理圖如圖4a 4b所示，圖中II單位與I單位是按相應(yīng)的序號(hào)對應(yīng)連接在一起的，+KM（控制母線）經(jīng)III-1

53、引入，通過圖4b的采樣電阻R1和R2，到達(dá)I-10，送入圖4a中N1（LM224）的2腳與5腳進(jìn)行比較。在圖4a中RP1是調(diào)母線欠壓值的設(shè)定電位器，RP2是調(diào)母線過壓值的設(shè)定電位器， +KM（控制母線）采樣后經(jīng)LM224比較后，從1腳與7腳輸出，7腳與1腳的組合狀態(tài)只有三種可能：01、11、00。8腳與14腳的輸出相應(yīng)有10，00，01三種狀態(tài)。8腳與14腳的相應(yīng)三種狀態(tài)既為圖4b中N1與N2的S0與S1組合狀態(tài)。當(dāng)7腳與1腳輸出為01時(shí)，表明此時(shí)控制母線欠壓，則LED1亮，LED2滅，LM224的8腳為高電平，14腳為低電平，S0、S1為10組合狀態(tài)送到圖4b中的N1與N2，同時(shí)圖4a N2

54、（NE555）的四腳為高電平，3腳立刻產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，通過I-4送到圖4b HEE4019B的11腳，使HEE4019B獲得觸發(fā)脈沖，于是開始右移輸出工作。這時(shí)圖4b N1的15腳輸出高電平，從而驅(qū)動(dòng)圖4b的Q2導(dǎo)通，相對應(yīng)的繼電器動(dòng)作，把降壓二極管脫離+KM回路。如果此時(shí)仍處于欠壓狀態(tài)，則圖4b的15腳輸出保持不變，14腳馬上輸出高電平，驅(qū)動(dòng)Q3導(dǎo)通，于是Q3連接的繼電器動(dòng)作，把相應(yīng)的降壓二極管脫離+KM回路-，如果仍處于欠壓狀態(tài)，則直至圖4b N2的13腳輸出高電平，Q8導(dǎo)通，相應(yīng)的繼電器動(dòng)作，把相應(yīng)的二極管脫離+KM回路，如果調(diào)至某一處，如Q4導(dǎo)通后，母線電壓進(jìn)入正常狀態(tài)，則圖4a N1的

55、7腳與1腳輸出高電平，8腳與14腳輸出為00電平，那么電路進(jìn)入保持原狀態(tài)工作方式。假設(shè)圖4b所有的三極管Q2Q8全部導(dǎo)通，此時(shí)出現(xiàn)母線過壓信號(hào)，那么圖4 a中N1的1腳輸出為低電平，LED2亮，N1的7腳為高電平，14腳為高電平，8腳為低電平，圖4b中N1與N2開始左移輸出工作，圖4 a中N2的4腳輸入為高，3腳輸出脈沖，通過I-4、II-4送到圖4b中的N111腳與與N211腳，N1與N2開始左移工作。圖4b中，N2-13腳變?yōu)榈碗娖?，Q8斷開，相應(yīng)的繼電器停止工作。與其對應(yīng)的降壓二極管串入+KM回路，實(shí)現(xiàn)降壓。如果+KM還過壓，那么相應(yīng)的Q8、Q7-依次斷開，直到調(diào)到+KM進(jìn)入正常電壓范圍。圖中III單元的4至10是繼電器線圈連接點(diǎn)，III2是+KM經(jīng)電阻降壓后，給7812集成塊供電的接入點(diǎn)。8存在的問題及解決辦法在進(jìn)行帶電運(yùn)行試驗(yàn)階段，發(fā)現(xiàn)有時(shí)會(huì)有某一個(gè)高壓三積管（Q2-Q8）被擊穿的現(xiàn)象。經(jīng)反復(fù)分析和試驗(yàn)，確定是高壓三積管驅(qū)動(dòng)的繼電器線圈在系統(tǒng)斷電時(shí)產(chǎn)生瞬間反向電動(dòng)勢（此時(shí)電池組沒有接入充電），擊穿了三積管，因?yàn)槔^電器是接在+KM上，繼電線圈瞬時(shí)產(chǎn)生了十分高的反向電動(dòng)勢。解決的辦法是在每個(gè)繼電器線圈上加一個(gè)泄放二積管，這個(gè)問題就解決了。9主要技術(shù)參數(shù)降壓范圍：0 45V額定電流：20 100A穩(wěn)壓精度：2%1