一種智能化開關(guān)電源的設(shè)計

3.1過電壓檢測電路

過電壓對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如果不加遏制，直接由電源引入RTU（遠(yuǎn)程終端設(shè)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(yán)重時會損壞模塊，燒壞元器件。

過電壓保護(hù)的基本原理是在瞬態(tài)過電壓發(fā)生的時侯(μs或ns級)，通過過電壓檢測電路對這個信號進(jìn)行檢測。過電壓檢測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。電壓超過箝位電壓時，壓敏電阻導(dǎo)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作用。壓敏電阻工作極為迅速，響應(yīng)時間在ns級。

過電壓檢測電路原理圖如圖2所示。當(dāng)有過電壓信號產(chǎn)生時，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產(chǎn)生一個大電流，通過線圈互感作用在副邊產(chǎn)生一個小電流，再通過精密電阻把電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?。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(jīng)過輸出的控制脈沖1控制電源回路，斷開開關(guān)電源電路，啟動備用電源?？刂泼}沖2 送到單片機(jī)的中斷口，單片機(jī)控制回路啟動A/D轉(zhuǎn)換，采樣過電壓的瞬時值。

圖2 過電壓檢測電路原理圖

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LM311進(jìn)行比較，當(dāng)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(tài)；當(dāng)Vi達(dá)到峰值而下降時，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采用集電極開路輸出，故需接上拉電阻。由過電壓檢測電路輸出端送來的脈沖控制電子開關(guān)導(dǎo)通，沒有過電壓時采樣電容放電，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過電壓的瞬時值和峰值的檢測、過電壓次數(shù)的檢測、電源輸出電壓和電流的檢測，并通過鍵盤的操作顯示出各個檢測值的大??；同時通過485接口和上位機(jī)實現(xiàn)通訊，在有過電壓的時候通過控制回路啟動備用電源，實現(xiàn)對電源本身的保護(hù)。