一種智能化開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)

3.1過(guò)電壓檢測(cè)電路

過(guò)電壓對(duì)于電源來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常有害的信號(hào)，雷電等引起的瞬時(shí)高電壓如果不加遏制，直接由電源引入RTU（遠(yuǎn)程終端設(shè)備）則會(huì)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(yán)重時(shí)會(huì)損壞模塊，燒壞元器件。

過(guò)電壓保護(hù)的基本原理是在瞬態(tài)過(guò)電壓發(fā)生的時(shí)侯(μs或ns級(jí))，通過(guò)過(guò)電壓檢測(cè)電路對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。過(guò)電壓檢測(cè)電路中主要的元件是壓敏電阻。壓敏電阻相當(dāng)于很多串并聯(lián)在一起的雙向抑制二極管。電壓超過(guò)箝位電壓時(shí)，壓敏電阻導(dǎo)通；電壓低于箝位電壓時(shí)，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(yīng)時(shí)間在ns級(jí)。

過(guò)電壓檢測(cè)電路原理圖如圖2所示。當(dāng)有過(guò)電壓信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，壓敏電阻被擊穿，呈現(xiàn)低阻值甚至接近短路狀態(tài)，這樣在電流互感器的原級(jí)產(chǎn)生一個(gè)大電流，通過(guò)線圈互感作用在副邊產(chǎn)生一個(gè)小電流，再通過(guò)精密電阻把電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)。這個(gè)信號(hào)輸入到電壓比較器LM393后，電壓比較器LM393輸出高電平，經(jīng)過(guò)輸出的控制脈沖1控制電源回路，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)電源電路，啟動(dòng)備用電源?？刂泼}沖2 送到單片機(jī)的中斷口，單片機(jī)控制回路啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，采樣過(guò)電壓的瞬時(shí)值。

圖2 過(guò)電壓檢測(cè)電路原理圖

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(gòu)成。LF398的輸出電壓和輸入電壓通過(guò)LM311進(jìn)行比較，當(dāng)Vi>V0時(shí)，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(tài)；當(dāng)Vi達(dá)到峰值而下降時(shí)，ViV0，電壓比較器LM311輸出低電平，LF398的邏輯控制端置低電平，使LF398處于保持狀態(tài)。由于LM311采用集電極開(kāi)路輸出，故需接上拉電阻。由過(guò)電壓檢測(cè)電路輸出端送來(lái)的脈沖控制電子開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，沒(méi)有過(guò)電壓時(shí)采樣電容放電，否則采樣電路一直跟蹤峰值的變化。

圖3 峰值電壓采樣保持電路

3.3 單片機(jī)控制回路

單片機(jī)控制回路的主要功能是完成對(duì)過(guò)電壓的瞬時(shí)值和峰值的檢測(cè)、過(guò)電壓次數(shù)的檢測(cè)、電源輸出電壓和電流的檢測(cè)，并通過(guò)鍵盤(pán)的操作顯示出各個(gè)檢測(cè)值的大小；同時(shí)通過(guò)485接口和上位機(jī)實(shí)現(xiàn)通訊，在有過(guò)電壓的時(shí)候通過(guò)控制回路啟動(dòng)備用電源，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源本身的保護(hù)。