一種智能化開關電源的設計

隨著電子技術和電源技術的發展，開關電源[1]以體積小、重量輕、功率大、集成度高、輸出組合便利等優勢而成為電子電源的首選。在實際的工作環境中，特別是在一些工業場所，電磁環境十分惡劣，經常有異常情況出現，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[2]。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以微解決機為核心的帶有過電壓測試和保護裝置[3]的智能化電源。

2系統總體設計

系統的組成原理框圖如圖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、穩壓后可得到一個穩定的輸出電壓，基本上是一個開關電源[4]。當有過電壓時，過電壓信號經過過電壓測試電路測試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。

[page]3硬件設計

3.1過電壓測試電路

過電壓關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倘若不加遏制，筆直由電源引入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。

過電壓保護的基本原理是在瞬態過電壓發生的時侯(μs或ns級)，通過過電壓測試電路對這個信號進行測試。過電壓測試電路中緊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用途。壓敏電阻工作極為迅速，應和時間在ns級。

過電壓測試電路原理圖如圖2所示。當有過電壓信號出現時，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出現一個大電流，通過線圈互感用途在副邊出現一個小電流，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。控制脈沖2送到單片機的中斷口，單片機控制回路啟動A/D轉換，采樣過電壓的瞬時值。

3.2峰值電壓采樣保持電路

峰值電壓采樣保持電路[5]如圖3所示。峰值電壓采樣保持電路由一片采樣保持芯片LF398和一塊電壓比較器LM311構成。LF398的輸出電壓和輸入電壓通過LM311進行比較，當Vi>V0時，LM311輸出高電平，送到LF398的邏輯控制端8腳，使LF398處于采樣狀態；當Vi達到峰值而下降時，Vi

聲明： 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網，如有侵權請聯系刪除