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   電力用智能高頻開關(guān)整流式充電電源

類型：
【軟件】 上傳： 2012-12-14 13:56:28 大�。� 1111KB
說(shuō)明： 摘要：智能高頻開關(guān)整流式充電電源，由微機(jī)監(jiān)控模塊和充電模塊組成。本文從這兩方面出發(fā)，對(duì)其進(jìn)行介紹。一方面對(duì)充電模塊的功率轉(zhuǎn)換部分及保護(hù)部分進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，另一方面闡述微機(jī)監(jiān)控模塊軟硬件的設(shè)計(jì)框架。 　　關(guān)鍵詞：高頻開關(guān)電源調(diào)制解調(diào)器IGBT模塊綠色電源 　　Design of Intelligent High- frequency Switching Power Supply in Power System Abstract:Intelligent high- frequency charging power unit is of switching/rectifying type,consisting of microprocessor based supervising and control module.This article mainly introduces the power conversion part and protection part of the charging module and on the other hand.It introduces the design concept of the software and hardware for the microprocessor based supervising and control module. 　　Keywords: High- frequency switching power supply Modem IGBT module Green power unit 　　圖2微機(jī)監(jiān)控模塊主程序框圖 　　注：I1為浮充電流轉(zhuǎn)換點(diǎn)，I2為主充電流轉(zhuǎn)換點(diǎn)，U2為主充穩(wěn)壓點(diǎn)，IW為穩(wěn)流點(diǎn)。 　　運(yùn)行安全。對(duì)A/D參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，是為了調(diào)試方便，使顯示的電壓、電流值與實(shí)際相符。若當(dāng)前系統(tǒng)存在故障，則微機(jī)監(jiān)控模塊立即發(fā)出聲光報(bào)警，液晶屏顯示當(dāng)前故障和發(fā)生時(shí)刻，同時(shí)微型漢字打印機(jī)也把所顯示的內(nèi)容打印出來(lái)。當(dāng)故障消失后，回到主菜單顯示。另外在正常工作情況下，按下打印鍵，可以打印出除時(shí)間參數(shù)以外的任何當(dāng)前液晶顯示畫面。所設(shè)定的各參數(shù)保存于外部DS12887時(shí)鐘芯片內(nèi)，在監(jiān)控模塊掉電的情況下，各參數(shù)值也不會(huì)丟失。程序設(shè)計(jì)中，利用定時(shí)器0來(lái)進(jìn)行A/D采樣和各開關(guān)量采集，利用定時(shí)器1進(jìn)行鍵盤處理，利用定時(shí)器2進(jìn)行讀DS12887時(shí)鐘。在時(shí)間參數(shù)菜單內(nèi)，可以對(duì)時(shí)間和日期進(jìn)行設(shè)定。為了使程序明朗直觀，程序采用模塊化設(shè)計(jì)方法，各模塊相互獨(dú)立，對(duì)于模塊間不可缺少的聯(lián)系，在RAM中開辟了若干標(biāo)志單元，各模塊可根據(jù)當(dāng)前的工作狀態(tài)在標(biāo)志單元中設(shè)定標(biāo)志位做相應(yīng)處理。液晶漢字顯示的字庫(kù)，是利用漢字提取軟件，直接從UCDOS內(nèi)提取，特殊字符利用軟件自編點(diǎn)陣。液晶進(jìn)行漢字顯示時(shí)，首先將漢字點(diǎn)陣內(nèi)容送至液晶的CGRAM單元內(nèi)，顯示時(shí)讀取該單元的內(nèi)容就可以了。通信協(xié)議采用電力系統(tǒng)“循環(huán)遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約”，監(jiān)控系統(tǒng)具有“四遙”功能。上下微機(jī)傳送數(shù)據(jù)采用CRC校驗(yàn)，以保證數(shù)據(jù)傳送的正確性。 　　圖3電源模塊原理圖 　　4強(qiáng)電磁干擾問(wèn)題的解決辦法 　　(2)采樣電路和開關(guān)量采集電路采用光電隔離且采用多次電容濾波。 　　(3)模擬與數(shù)字電路間進(jìn)行光電隔離。 　　(4)測(cè)量的電壓與電流信號(hào)，采用中值和均值混合濾波方式。 　　(5)軟件采用模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在每個(gè)模塊之后和程序存儲(chǔ)器空白區(qū)加軟件陷井，并且在一些重要跳轉(zhuǎn)指令之后加了軟件冗余指令。 　　實(shí)踐證明，經(jīng)過(guò)以上處理，微機(jī)監(jiān)控模塊的抗干擾能力大大提高了。 　　5電源模塊功率電路的設(shè)計(jì) 　　6充電程序及原理 　　通過(guò)微機(jī)監(jiān)控模塊，可以設(shè)定電源模塊的充電方式。 　　6.1手動(dòng)充電方式 　　在電源模塊參數(shù)設(shè)定菜單內(nèi)選手動(dòng)充電方式，即進(jìn)入設(shè)定恒定電流值選項(xiàng)。這種充電方式采用恒流限壓兩階段充電。電池虧容的情況下，首先進(jìn)入恒流充電，經(jīng)微機(jī)監(jiān)控模塊的檢測(cè)與判斷，當(dāng)達(dá)到轉(zhuǎn)換電壓時(shí)，便進(jìn)入恒壓充電方式。這種充電方式一般是適用于對(duì)新電池進(jìn)行活化處理或?qū)﹄姵剡M(jìn)行快速充電。 　　6.2自動(dòng)充電方式 　　在參數(shù)設(shè)定菜單內(nèi)，選自動(dòng)充電方式，即進(jìn)入自動(dòng)充電狀態(tài)。這時(shí)候各電源模塊工作于恒壓限流運(yùn)行方式。它為經(jīng)常負(fù)載提供電流的同時(shí)，也向電池組浮充電，來(lái)補(bǔ)充電池組本身的能量自損耗。當(dāng)電池組虧容后，電源模塊經(jīng)微機(jī)監(jiān)控模塊的判斷后，便進(jìn)入主充電狀態(tài)，先以恒流充電，當(dāng)達(dá)到轉(zhuǎn)換電壓時(shí)，就以恒壓充電。補(bǔ)充到電池額定容量后，這時(shí)候電源模塊對(duì)電池組的充電電流也達(dá)到主充與浮充的臨界轉(zhuǎn)換點(diǎn)，經(jīng)微機(jī)監(jiān)控模塊檢測(cè)與判斷，便自動(dòng)轉(zhuǎn)入恒壓浮充工作狀態(tài)。見圖2所示流程圖。各充電電源模塊既采樣輸出電壓，還要采樣通過(guò)電池本身的電流，把采樣信號(hào)送到微機(jī)監(jiān)控模塊。由于在電池組中串聯(lián)了精度極高的電流霍耳元件對(duì)電池充電電流進(jìn)行采樣，可以精確地補(bǔ)充放電量，不需人為計(jì)算和控制，這樣就保證了電池組既不虧容，也不過(guò)充，從而大大延長(zhǎng)了電池的使用壽命。 　　7保護(hù)電路 　　本電源模塊設(shè)有獨(dú)立的故障檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)輸入過(guò)壓、欠壓和過(guò)流、短路、過(guò)熱等故障。出現(xiàn)故障時(shí)，由繼電器引出提供給微機(jī)監(jiān)控模塊。所有這些均為恢復(fù)性保護(hù)，當(dāng)發(fā)生保護(hù)后，待故障消失時(shí)，模塊能自動(dòng)恢復(fù)工作。其中一個(gè)或幾個(gè)電源模塊因故障停止工作，并不影響其他模塊的正常工作。下面簡(jiǎn)單介紹一下過(guò)流保護(hù)電路，其原理框圖如圖4所示。過(guò)流保護(hù)能否在主電路發(fā)生過(guò)流時(shí)準(zhǔn)確及時(shí)動(dòng)作，不但決定功率IGBT器件能否正常工作，而且將決定整個(gè)電源模塊的可靠性及其是否具有實(shí)用價(jià)值。為了解決這一問(wèn)題，經(jīng)大量的研究與試驗(yàn)，研制出過(guò)流保護(hù)專用電路。此電路由主檢測(cè)動(dòng)作電路和緩沖加速電路組成。工作原理如下，在主電路中串聯(lián)一個(gè)采樣用的錳銅片Ro，如圖3所示。在Ro上所采到的電壓信號(hào)U是由公式U=IR確定，此信號(hào)通過(guò)屏蔽線送到X5∶1與X5∶2之間。當(dāng)U達(dá)到某一確定值URO時(shí)，檢測(cè)電路立即動(dòng)作，使高速光耦迅速導(dǎo)通，電壓信號(hào)送到保護(hù)信號(hào)入口，從而使脈寬調(diào)制器封鎖脈沖，電源模塊停止工作。待過(guò)流信號(hào)消失后，此時(shí)U為了進(jìn)一步提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，本電源模塊設(shè)計(jì)了備用電路，此電路能夠在微機(jī)監(jiān)控模塊發(fā)生故障時(shí)，繼續(xù)保持各電源模塊正常工作。 www.whtlhgdq.com
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