电源开关范文

时间:2023-02-26 23:40:26

电源开关

电源开关范文第1篇

关键词:可调控电源开关;数字控制技术;控制处理器;设计方案

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

1. 前言

在以往,模拟控制技术是电源开关采用的主流控制技术,技术也是相当成熟,但是模拟控制技术的先天不足在进入数字化时代的今天体现得尤为突出。例如,复杂的控制电路和较多的元器件不利于电源开关的小型化、成型之后的控制电路基本无法进行修改、复杂的控制方式导致的控制不灵活和调试不便等。而基于数字控制技术的可调控电源开关的设计方案,主要是采用数字技术来对电源进行通信、控制以及保护等操作,采用数字环路控制,具有快速响应、允许编程等优势。该方案的优点十分突出。例如,能够直接监测运行情况、具有很强的应用适应性、具备故障警告能力、具备远程诊断能力、具有多重保护功能、具有过电压过电流的自动冗余并联能力以及更加容易的维护和调试能力。

2. 数字控制技术应用于可调控电源开关的方法和难点

相对于模拟控制技术,采用数字控制技术的电源开关能够有效避免出现漂移、控制误差较大、非线性不宜补偿、易受温度影响等问题,通过稳定的控制参数来提升并扩大电源开关的使用灵活性和适用领域范围,提高控制的精确度。

2.1 数字控制技术应用于可调控电源开关的方法分析

目前,将数字控制技术应用于可调控电源开关主要有下述两种方法:首先,利用DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)技术实现对电源开关的直接控制。DSP处理器主要负责信号采集和处理、PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)输出、A-D转换等。开关的驱动需要足够的功率,而数字PWM信号的功率无法满足该要求,因而需要借助专门的、高采样速度的驱动芯片。应用该种芯片之后,电路设计则能够进行适当的简化,同时也可以通过快速有效处理各种复杂算法的方式来实现对电源开关的有效控制。然而需要说明的是,DSP芯片的采购成本较高,并且芯片内部结构相对复杂,要求设计可调控电源开关的设计者具备较高的专业能力,因此就目前的情况来看,DSP芯片很难得到大规模的应用。其次,利用单片机实现对可调控电源开关的间接控制。其具体作用原理是,借助于外接的A-D转换芯片单片机完成信号采样工作,而后单片机对获得的信号进行处理和运算,然后借助于D-A转换芯片将经过处理和运算获得的数据结果传输给PWM芯片,PWM芯片借助专门驱动芯片实现对开关的驱动,最终实现单片机对电源开关的间接控制。基于单片机的可调控电源开关的优点便是制造成本低,并且不需要单片机具备很高的性能水平;但是该种设计方式的缺点也是显而易见的,即电路设计相对复杂,单片机如果想要控制开关,需要经过A-D转换芯片和D-A转换芯片的工作,因此信号延迟必可避免,电源的动态性能、稳住精度则会受到比较严重的影响。另外,还需要说明的是,常见的单片机的时钟频率相对较低,因而输出信号的频率和精度一般无法满足频率要求和精度要求。

2.2 数字控制技术应用于可调控电源开关的难点

采用数字控制技术的可调控电源开关具有较多的优势,但是在实际的设计过程中,必然要攻克下述难点,即A-D转换芯片的转换速度与转换精度呈反比关系。一般而言,我们为了将电源开关控制在一个相对较高的稳压精度范围内,便需要提高A-D转换芯片的采样精度,但是采样精度越高则A-D转换芯片对其进行转换所需要的时间便越长;而A-D转换芯片是反馈环路当中非常重要的一个环节,因此,A-D转换芯片的转换时间越长则时间延迟的问题便越严重;最终降低了回路的响应速度。为了提高回路的响应能力,需要将PI调节引入进控制网络当中,但是这种方法需要系统分出较大的资源供其使用。采用数字控制技术的数据信号采样是离散的而非连续的,这必然导致前后两次信号采样出现一定的时间间隔;因为我们不可能精确控制前后两次信号采样时间间隔的值,因此,为了确保采样精度,必须要尽可能地缩短前后两次信号采样的时间间隔,即尽可能提高采样频率。然而如果采样频率相对较高,则需要耗费大量的系统资源,要求数字处理芯片具有较高的处理能力。DSP芯片可以作为专门的数字处理芯片,但是DSP芯片成本较高,因此比较适合用于高要求、高标准的场所。

3. 基于数字控制技术的可调控电源开关设计方案分析

3.1 电源控制技术

随着数字芯片和电源技术的发展,现在出现了为电源控制而开发出来的控制处理器,它不同于数字芯片的中央处理器。控制处理器主要由高速A-D转换器、数字PID补偿器和数字PWM输出三部分组成。

3.2 保护电路设计

保护电路是先通过前馈采样输入电压,再通过采样电路采集的输出电压以及电流,将采样值送到DSP芯片中,由软件实现。使用数字控制的优势是可以用灵活的软件程序来代替复杂的硬件保护电路。程序中有可屏蔽中断和不可屏蔽中断两种方式。其中,不可屏蔽中断通常针对程序或系统配置的错误,在任何情况下监测到此中断时,程序都会使输出禁止,以保护电路及器件。可屏蔽中断通常针对程序运行中的过流、过压、欠压等情况进行处理,目的是保证对系统的指标要求,如:输出电压不得低于要求的5%等,此种中断一般不会使程序终止,而是用算法处理,使指标恢复。

3.3 采样电路设计

一般的电压采样电路是由电阻和功率放大器组成,由两个电阻分压,再经过一个功率放大器将增量放大。本设计也将采用这种方法,但是因为功率放大功能可以用软件在程序里实现。电阻分压后不需要再用功率放大器。

3.4 输入电路设计

输入部分设计主要包括整流器/滤波器以及输入滤波电容的设计。输入整流,滤波电路通常由启动浪涌电流限制器、EMI滤波器、整流器和输入滤波电容组成。选择输入整流器,通常采用桥式二极管整流。主要参数:正向平均电流,直流击穿电压,浪涌电流,预期的耗散功率。在电路启动时,浪涌电流可能会高于正常工作时输入电流的10倍。因此,一般在电源的输入端接~个热敏电阻,以保护整流器。

4. 结束语

本文简单分析了数字控制技术应用于可调控电源开关的方法和难点,让人们对于该种设计方案有一个整体性了解;而后给出了基于数字控制技术的可调控电源开关设计方案,该方案的可行性经过仿真以及后续的电路调试得到了证明。在可预见的将来,基于数字控制技术的可调控电源开关必然会得到快速发展和广泛应用。

参考文献:

[1] 吴江. 基于UCC3895的新型通信AC-DC变换器的设计[J]. 安徽电子信息职业技术学院学报,2008,(02):142-143.

[2] 张吉亮. 谐振技术的应用研究[J]. 安徽电子信息职业技术学院学报,2010,(02):155-156.

[3] 袁一鸣,江明. 基于TMS320LF2407A的电力逆变器研制[J]. 安徽工程科技学院学报(自然科学版),2008,(03):58-59.

[4] 普平贵. 光伏控制器新型充电管理模式研究[J]. 阳光能源,2011,(04):89-91.

[5] 蔡昌友,张娜. 非连续电流模式移相并联降压变换器的特性[J]. 辽宁科技大学学报,2010,(02):168-169.

电源开关范文第2篇

关键词:变频器 多功能电源开关设计

中图分类号:S611文献标识码: A

前言:作为变频器的多功能电源开关,必须具有多路稳定的直流电压输出,以确保电源开关供电安全,UC3842作为变频器用多功能电源开关中应用最为广泛的芯片,其作用非常巨大,通过精确且科学的运算方法以及设计原理,使电源开关能够同时提供给主控系统、驱动系统以及通信系统多路稳定隔离直流电源,从而确保开关正常工作。

一、设计要求

多功能开关电源要求为变频器逆变器 3 个上桥臂的 IGBT 提供驱动电压, 并为其他部分提供电源,具体指标如下:输入 直流 250 V±40 %, 即 150~350 V;输出 3 路 24 V、2 A独立输出, 2 路 ±15 V、0.2 A共地输出; 1 路 5 V、1 A 输出。由于逆变器 3 个上桥臂每一时刻最多有 2 个同时导通, 所以输出总功率为 110 W。

二、芯片选择

多功能开关电源选用一种开关电源设计专用芯片 UC3842, 该芯片是美国Unitorde 公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器片,UC3842 可专门用于控制占空比适应负载变化造成的输出电压变化, 负载调整率好, 较适合该电源的应用场合。电路中开关管选择 N 沟道场效应管 K1358, 其额定参数为 900 V /9 A, 有充分的裕量保证系统的安全运行。

1、UC3842 内部结构和引脚功能

双列直插式封装, 其内部结构见图 1。

2、 UC3842 管脚功能

1 脚(COMP): 误差放大器的输出端。

2 脚(VFB): 误差放大器的反相输入端

3 脚(ISEN) : 电流检测端。流过开关管的电流被检测电阻转换为电压信号并被送

入此脚, 用来控制PWM锁存器, 调整输出电压大小。并且当该脚电

压超过 1 V 时, UC3842 即关闭输出脉冲, 从而保护开关管不致因

过流而损坏。

4 脚(RT / CT): 内接振荡电路, 外接 RC 定时元件, 定时电阻 R 接在 4 脚和

8 脚之间, 定时电容 C接在 4 脚到地, 振荡频率为 f=1.72 /

(RC) 。其振荡频率最高可达 500 kHz。

5 脚(GND): 电源电路与控制电路的接地端。

6 脚(OUT): 推挽输出放大器的输出端。为推拉式输出, 可直接驱动场效应管,

驱动电流的平均值可达 200 mA, 最大可达 1 A 峰值电流, 输出的

低电平为 1.5 V, 输出的高电平为 13.5 V。

7 脚 (Vcc): 电源输入端。外接电源电压 Vcc,UC3842 的开启电压为 16 V, 关

断电压为 10 V, 其内部有一个 34 V 的稳压管, 可以保证内部电

路工作在34 V 以下。该电源电压经内部基准电压电路的作用产生

5V 基准电压, 作为 UC3842 的内部电源使用, 并经衰减得到2.5

V 电压作为内部比较器的基准电压。

8 脚(VREF): 参考电压(+5 V) 输出端。可提供参考电压。

三、硬件电路设计

1、工作原理

根据芯片功能的介绍, 所设计的电路图如图 2 所示。当电源通电时, 输入电压通过电阻 R3对电容C4充电, 当 UC3842 的 7 脚(Vcc 端) 达到导通门槛电压(16 V) 后, UC3842 开始工作, 此后芯片由反馈线圈供电, 电压维持在 13 V 左右。

开关变压器的反馈绕组 Ns 两端电压经 VD2、R2、C3、VD3、C4整流滤波后再经过 R9、R10分压后, 从 2 脚送入 UC3842 的误差放大器反相输入端, 反馈电压与基准电压(2.5 V)经误差放大器比较放大后, 调整 PWM输出脉冲的宽度, 从而稳定输出电压。主回路电流由电阻 R5进行取样, 取样电压经 3 脚加到 UC3842 内的电流比较器的一个输入端, 与误差电压放大器的输出进行比较, 当该取样电压等于误差电压( 最大值为 1 V)时, UC3842 的输出脉冲被中断, 从而实现限流保护。

该电源用UC3842 的 PWM输出直接驱动开关管, R7的作用是限制峰值驱动电流。当直流输入电压变化时, 以变大为例, 此时反馈电压也会相应变大, 也就使得 UC3842 电压误差放大器的输出变小, 也就使得 PWM输出脉冲的占空比减小, 从而使输出电压保持稳定。

2、电路功能模块设计

a.输入滤波电容 C1: 可以滤除输入电压中的高频干扰, 得到较为稳定的输入

电压。

b. 启动电路设计: 启动电路由限流电阻 R3和电容 C4组成。在 UC3842 启

动正常工作之前, 启动电流在 1mA以内,7 端(Vcc)电压升至 16V时, 芯片

开始工作, 此时消耗电流为15 mA。所以 R3>16 V÷1 mA=16kΩ, 功率最好

在 1-2W。C4储存的能量要能满足电源开始正常工作的需要, 最好在 100 μ

F 以上。

c. 缓冲吸收电路设计: 开关管在关断的瞬间会产生很高的电压尖峰脉冲, 这不

仅很容易使开关管由于电压急剧升高而损坏, 而且使电流采样和输出电压的

波形出现很尖的脉冲, 影响系统的稳定工作。为此, VD4、R4、C5组成 RCD 缓

冲吸收电路, 同时对于反激变压器, R1、VD1、C2组成的缓冲电路, 也具有

同样的作用, 形成双重保护。

d. 反馈电路设计: 由于该电源的输出为多路, 不适合仅仅对某一路进行反馈调

节, 故采用反馈线圈Ns 来输出一个反馈电压, 对多路输出同时进行控制。

VD2、R2、C3、VD3、C4为整流滤波电路, 得到一个稳定的反馈电压, 该电压同时

也作为 UC3842 正常工作时的供电电压。

e. 电流取样和过流保护: 电流的取样由取样电阻 R5完成, 其峰值电流由误差

放大器控制, 为 Is=(Ue- 1.4) / (3Rs)( 其中 Is为主电路峰值电流, Ue

为UC3842 内部电压误差放大器输出电压, Rs为采样电阻) 。由于电流测定

比较器的反向输入端钳位电压为 1 V, 故最大电流限制在 Is=1V /Rs, 当电

流超过这个值时, UC3842 自动闭锁输出, 以保护电路。R6、C6为滤波电路,

用以滤除开关管开通电流尖峰, 防止误触发, RC 滤波器的时间常数应接近

于电流尖峰的持续时间, 通常为几百纳秒。取 R6=1 kΩ, C6=470 pF,则时间

常数τ=RC=470 (ns)。

f. 误差放大器的补偿电路: R11和 C7, 改善误差放大器闭环增益和频率特性。

g. 振荡电路: 由 R12、C9设定振荡频率, 取 R12=13 kΩ, C9=3.3 nF, 则振荡

频率为f=1.72×103/ (13×3.3) =40 (kHz)

h. 旁路瓷介电容: C8、C10, 用以滤除高频叠加信号。

i. 变压器设计: 变压器有多种工作方式, 在此采用单端反激工作方式。其基本

工作原理是当开关管受控导通时, 高频变压器将电能变为磁能储存起来;而

在开关管受控截止时, 变压器就将原先储存的磁能变为电能, 通过二极管向

输出电容充电, 再由电容向负载供电。若PWM 工作的占空比为D, n 为原副

边匝数比, 则输出电压 Uo=DUi/ [ n( 1 - D) ] 。关于变压器的设计在后面

再详细说明。

j. 输出滤波电路: 每一路电压输出都有整流二极管和电容组成的滤波电路,

如 VD5、C11组成 +5 V输出的整流滤波电路, 然后通过三端稳压器 LM7805

来滤除纹波, 得到一个较为稳定的电压, 也可以起到消除纹波的作用, 见图

2, 其他几路输出也是如此。

四、变频器开关电源的变压器设计

针对于变频器开关电源的变压器设计,要依照一定的步骤进行:

1、设计参数工作频率 fs=40 kHz, 工作周期 Ts=25 μs; 效率η=0.85; 输入直流电压 250 V±40 %, 即 150~350 V;输出功率 110 W。

2、 设计步骤

步骤 1 选择磁芯

考虑到变压器损耗和整流管损耗, 输入功率 PM=Po/ η=110 / 0.85=130(W) (Po为输出功率), 再由经验公式, 磁芯截面积为 SJ=0.15 PM=1.71 (cm2)。查表后可选择磁芯 EE42 /21 /15, 外形结构如图 3所示。

其磁芯截面积为SJ=173 mm2, a=42 mm,b =21 mm, c=15 mm, d、e、f 可查表得到。磁芯材料选择PC40 铁氧体磁芯, 其优点是电阻率高、交流涡流损耗小、价格低。

步骤 2 计算 ton和最低输入直流电压 Us,min

由于 UC3842 属于峰值电流控制芯片, 在没有斜坡补偿的情况下, 其稳定工作的占空比范围是 D

步骤 3 选择工作时的磁通密度

对于 PC40 材料的磁芯, 其 100 ℃ 时的最大磁感应强度 Bmax= 390 mT, 振幅取其一半, 交变磁通密度 ΔBac=0.5 Bmax=195 mT=0.195 T。

步骤 4 计算原边线圈匝数

步骤 5 对于+5V,匝数计算

对于+5V, 考虑到整流管压降,U2=5+0.6=5.6(V),而原边绕组每匝伏数 =Us,min/N1=150 /50=3 (V/匝),故而可算得 N2=5.6 /3≈1.867, 取 N2=2 匝。则新的每匝反激电压=5.6 /2=2.8 (V /匝), 原边匝数 N1=150 /2.8≈53.57, 取 N1=54 匝。

对±12 V 的直流输出电压 U3=12+1=13(V), N3=13 /2.8=4.64, 取 N3=5 匝。对+24 V 的直流输出电压 U4=24+1=25(V), N4=25 /2.8=8.93, 取 N4=9 匝。

由于电源输出接负载时会发生一定的电压跌落,所以在变压器设计时每一路输出多设计一匝, 得到一个稍高的输出电压, 然后通过三端稳压器 LM7805,LM7812, LM7824 分别得到+5 V+12 V、+24 V 电压, - 12 V 由 LM7912 得到, 如图 3 所示。所以在此对+5 V 取 3 匝, ±12 V 取 6 匝, +24 V 取 10 匝。对于反馈线圈, U=13+0.6×2=14.2 V, Ns=14.2÷2.8=5.07, 取 Ns=5 匝。

步骤 6 确定气隙的大小

设变压器工作在电流连续工作方式, 原边线圈电流 Ip如图 4 所示。原边电感 Lp=UsΔt /Δi, Ip2=3 Ip1,则 ton时间内流过电流的平均值 Iav=Ip2- Ip1=2 Ip1。在周期 Ts内的平均输入电流 Is=P /Us,min=1对±12 V 的直流输出电压 U3=12+1=13(V), N3=13 /2.8=4.64, 取 N3=5 匝。对+24 V 的直流输出电压 U4=24+1=25(V), N4=25 /2.8=8.93, 取 N4=9 匝。

由于电源输出接负载时会发生一定的电压跌落,所以在变压器设计时每一路输出多设计一匝, 得到一个稍高的输出电压, 然后通过三端稳压器 LM7805,LM7812, LM7824 分别得到+5 V、+12 V、+24 V 电压, - 12 V 由 LM7912 得到, 如图 3 所示。所以在此对+5 V 取 3 匝, ±12 V 取 6 匝, +24 V 取 10 匝。对于反馈线圈, U=13+0.6×2=14.2 V, Ns=14.2÷2.8=5.07, 取 Ns=5 匝。

步骤 7 校验

0N1Ip1/g=4π×10- 7×54×1.745 /(0.72×10- 3) =903×10- 4(T) =90.3 (mT) (Bdc为直流作用的磁感应强度) ; Bmax=0.5 ΔBac+Bdc=190.3 (mT)

五、计算结果分析

根据精确地运算制作出实物,需进行相应调试,并测算结构。图 5 是 UC3842 自身振荡器的波形, 图 6 是 PWM驱动输出的波形, 图 7 是电流取样电阻上的波形, 也就是 UC3842 的 3 脚的波形, 从波形上看, 虽然采取了滤波电路,仍然存在着尖峰脉冲, 这说明缓冲电路还有改进的空间。

结语:综上所述,基于对变频器用多功能开关电源的设计原理、计算方法以及设计步骤等的详细阐述,精确的计算以及科学的设计方法能够从根本上保障变频器多功能开关电源的正常稳定工作,为人们的生产生活提供安全的供电保障,并且随着我国电力事业的不断发展,对于变频器多功能开关电源的研发还将越来越科学,越来越先进。

参考文献:

[1] 王水平, 史俊杰, 田庆安. 开关稳压电源―――原理、设计与实用电路[M].

西安: 西安电子科技大学出版社, 2005.

[2] 李定宣. 开关稳定电源的设计与应用[M]. 北京: 中国电力出版社, 2006.

[3] 张占松, 蔡宣三. 开关电源的原理与设计[M]. 北京: 电子工业出版社,

2005.

[4] 曲学基, 王增福, 曲敬铠. 新编高频开关稳定电源[M]. 北京: 电子工业出

版社, 2005.

[5] 周志敏, 周纪海, 纪爱华. 开关电源实用电路[M]. 北京: 中国电力出版社,

电源开关范文第3篇

关键词:客车;电源开关延时控制;控制原理

中图分类号:TM502 文献标识码:A

1.概述

随着汽车工业的发展,客车电路设计更安全、合理、更具科学性。现代客车上用电设备的数量较多,耗电量较大,因此电源的供电能力和工作性能对车辆的运行及用电设备的工作有非常重要的影响。

金龙客车出口国家和地区达122个,进行批量销售已有十几年历史,其中沙特也是金龙的传统市场。沙特客户对车辆使用要求与国内有较大差异,除了要满足当地法规外,一些个性需求也挺具有人性化的。虽然蓄电池附近处安装有手动机械断电开关,但在车辆实际使用时司机因多种原因未将该电源开关断开而离开车辆,糟糕的是如车辆上仍有设备在工作,将会产生安全隐患。为了避免这个问题,金龙出口沙特XMQ6127GS公交车,当点火开关旋转到OFF未能及时关闭电池舱手动机械断电开关,两分钟后可自动将整车用电设备会自行断电确保用电安全。现以XMQ6127GS电路控制为例,对其原理进行介绍。

2.控制原理

2.1 设计电路中关键电器件为延时继电器

延时继电器是一种利用脉冲延时原理来实现延时通断功能的继电器,常用于继电保护和自动化电路中,作为交流瞬时动作断电后延时返回的时间元件。常用的延时继电器通常分为钟表式、电子式、气囊式:钟表式延时继电器,利用钟表的擒纵装置来控制类似发条弹簧的释放时间,时间控制精度较高;电子式延时继电器通过电子电路执行延时指令;气囊式延时继电器是在利用电磁铁启动后气囊中的气体经由小孔放气来延时执行指令。

先对该延时继电器原理及性能说明如下:

(1)延时继电器接线图如图1所示。

(2)延时继电器逻辑控制图如图2所示。

(3)延时继电器工作原理:通用继电器85脚为电源负极,86脚为电源正极,当控制管脚86与85压差满足吸合电压后,普通继电器30脚和87脚会立即吸合;而本控制电路中只有当控制脚I有高电平后输出脚30和87脚才接通;当控制线高电平断开后,输出脚30和87会延迟断开,以实现车辆电源延时控制。

(4)延时继电器延时时间确认

延时继电器延时控制时间既不能太长也不能太短,经测试及与客户确认,将时间设置为两分钟比较合适。同时切断延时继电器85脚可以实现快速使延时继电器停止工作。

2.2 CAN总线I/O模块

该I/O模块与发动机ECU之间按照SAEJ1939通信协议进行数据传输。当发动机运转时,通常选用当转速大于350RPM时模块中A管脚输出2A电流来控制继电器1线圈端,可以确保发动机运行时避免将电磁式电源总开关切断,避免了由于发电机失控而造成电压过高现象。

2.3 电源控制电路原理

(1)仪表台上有设置电源总开关,该开关结构形式为翘板式,档位形式为双向自动复位式。机械断电开关14闭合后,将仪表台开关3由OFF向Ⅰ档接通后,电源通过二极管D1单向导通将延时继电器4控制端I接电后,延时继电器输出端30与87接通,继而继电器8的控制电源接通,车辆上用电设备A得电后发动机ECU、点火开关在满足条件后工作。

(2)点火开关旋到Ⅱ档后,oCAN总线I/O模块管脚C提供唤醒信号ACC电源,CAN总线I/O模块B管脚输出电源经二极管D2单向导通使延时继电器4控制端I始终通电,可以保证延时继电器一直在工作;同时CAN总线I/O模块管脚G输出电源使电磁式电源总开关工作,用电设备B在满足条件下可以工作。

(3)点火开关旋到STAR起动档且发动机启动正常运行,CAN总线I/O模块管脚A输出电源将继电器1常闭触点87a断开。即使司机误操作将电源开关从中间档位OFF推向Ⅱ,也不会将继电器2线圈导通。延时继电器正常工作,可以有效避免发动机在运行时误将整车电源与蓄电池连接断开,以保护用电设备B。

(4)¥将点火开关旋到OFF档发动机停止运行,CAN总线I/O模块A和B管脚都会停止输出,两分钟后延时继电器断开,即使未将手动电源总开关14未断开,整车用电设备A和用电设备B在两分钟后也会停止工作;此时,如将翘板式电源开关从OFF档推向位置Ⅱ,可以快速将整车电源断开。

结语

本文介绍的控制方式所采用的元件都是成熟、简单、可靠的电器元件,能达到理想的控制方式,且通过批量生产的XMQ6127GS车型在沙特市场三年的实验和营运验证,通过主动安全设计降低司机劳动强度,同时此控制系统故障率低,维修方便,性价比高。

参考文献

[1] GB 7258-2012,机动车运行安全技术条件[S].

电源开关范文第4篇

关键词:PLC,双电源开关

1 基于PLC双电源开关总体方案设计

双电源开关用在矿井紧急供电的双电源系统中时,当一路电源(主电源)出现故障时,另一路电源(备用电源)可以实现快速、自动地投切转换,这是双电源开关的基本功能。而基于PLC的双电源开关,不仅要实现上述功能,而且要对三相电源各相进行缺相检测,同时还要对电源各相进行精确的电压检测,当电源电压不在指定的范围内运行时,必须进行自动切换。在基于PLC的双电源开关的过程中,必须只能有一个电源与负载接通,且在一路电源故障时要实现自动切换。又由于在矿井紧急供电场所,各用电设备的总功率较大,必须使用发电机设备供电。那么根据设计要求,可设计总体结构方案如下图1-1所示:

在图1-1中,A为主电源,B为备用电源,分别与PLC连接,作为PLC输入检测信号。首先进行主电源A的输入检测,当PLC检测A无任意相缺相时,相应的逻辑开关会闭合,使FX2N-4A/D接受经过PLC基本单元检测后传过来的无缺相的电压信号,则随后进行A电源的三相回路欠压检测,如果此时主电源A良好的话,相应的状态指示灯会亮,说明此刻主电源状态良好,同时主电源与负载接通。在主电源A出现故障后(即主电源A出现缺相或者欠压时),此时会启动发电机,使备用电源B启动,同时主电源会自动断开。备用电源B启动后,同样要进行三相回路的缺相检测和欠压检测,检测过程同A。检测无故障后,随即实现备用电源与负载的接通。

2 基于PLC双电源开关控制系统硬件设计

2.1 电气控制方案设计

电气控制过程的分析:如图1-2的电气控制过程图中,KA1,KA2,KA3分别作为主电源A的三相检测,当且有KA1,KA2,KA3线圈同时得到电时(即无任意相缺相时),才会驱动KM3线圈使触点KM3闭合,从而进行A的三相欠压检测。又当三相欠压检测模块FX2N-4A/D检测到电压在设定范围内时,驱动KA4,使触点KA4闭合,此时主电源状态显示灯HL1亮,说明此时A电源状态良好,同时驱动KA5线圈,使触点KA5闭合,允许电源A投入使用。而后KA5闭合时,使KM1得电,负载与电源A接通。其次,主电源输入检测回路(如图1-2所示)中的常闭触点KA5分别与发电机启动控制回路中的延时继电器线圈和备用电源检测回路中的三相检测回路相连接。目的是,如果主电源A状态良好的话,那么常闭触点KA5会得电断开,同时发电机启动控制回路中的延时继电器线圈便不会得电,则不会启动发电机;同时在备用电源检测回路中的三相检测回路也会由于KA5的作用,不会进行备用电源的输入检测,避免备用电源的误动,从而实现控制系统的连锁保护作用。

2.2 PLC型号的选择

目前,可编程控制器产品种类繁多,同一厂家也常常推出几个系列产品,这就需要用户去选择最合适自己要求的产品。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨,不要盲目贪大求全,以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择首先是可靠性过关的产品,其次可从以下几个方面来考虑。

(1)输入/输出点

PLC平均的I/O点的价格还比较高,因此应该合理选用PLC的I/O点的数量,在满足控制要求的前提下力争使用的I/O点最少,但必须留有一定的裕量。通常I/O点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要,再加上10%~15%的裕量来确定。

(2)根据输出负载的特点选型?

不同负载对PLC的输出方式有相应的要求。如,频繁通断的感性负载,应选择晶体管或晶闸管输出型的,而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的PLC有许多优点,如导通压降小,有隔离作用,价格相对较便宜,承受瞬时过电压和过电流的能力较强,其负载电压灵活(可交流、可直流)而且电压等级范围大等。故动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的PLC。

(3)对?PLC?结构形式的选择?

PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中;而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大,且维修方便,一般于较复杂的控制系统。?

由以上几个基本原则和对整天控制方案的分析可知输入信号的触点有KA1、KA2、KA3、KA6、KA7、KA8六个触点,输出信号的触点有KA4、KA10、KM1、KM2、KM3、KM4六个触点,查资料可知可选用FX2N-32MR基本单元,输入和输出点数分别为8个。

2.3 I/O口设计

控制状态说明:当其三相任意相无缺相现象,且电压的范围在指定工作电压的范围之内,此时状态指示灯HL1亮,在此情况下,即使电源B状态良好,也会因为B电源控制回路触点KM1断开的作用使B电源不会投入使用而A电源正常工作。如果A电源出现故障时,即在A电源控制回路的KM1线圈则不会得电,则连接在B控制回路的触点KM1不会动作,使B投入使用。此后,如果A电源恢复正常的话,A电源控制回路KM1线圈得电,使电源B断开。

系统外部连线电路设计作为输入信号的KA1、KA2、KA3、KA6、KA7、KA8分别接在PLC的X0~X6,作为输出信号的KA4、KA10、KM1、KM2、KM3、KM4分别接在PLC的Y0~Y6,对应的接线如图1-7所示。FX2N-4A/D在接受外部电路经降压和整流的电压信号后,转换成相应的数字信号传送到PLC中,PLC在经过相应的数字处理以实现电源的过压与欠压的检测。

3 基于PLC双电源开关控制系统软件设计

3.1 流程图设计

有主设计方案易知主电源检测过程:PLC初始化判断电源A的输入是否缺相无缺相则进行电源A的过压与欠压检测无过压与欠压现象主电源投入使用与负载接通。

备用电源的检测过程:A有缺相或有过压与欠压现象时,经延时后确认无误后起动发电机进行备用电源B的缺相检测进行备用电源B的过压与欠压检测无过压与欠压现象备用电源投入使用与负载接通。

3.2 梯形图设计

三相缺相检测采样信号中,作为U1和U2的三相缺相检测的开关量采样信号的KA1-KA3和KA6-KA8,其常开触点分别作用于PLC的输入端的XO-X2、X3-X5。在PLC梯形图程序中,辅助继电器Y0作为三相电源U1的三相缺相检测,其接通条件为常开输入点XO、X1和 X2的“与”逻辑;同理,内部中间继电器Y3作为三相电源U2的三相缺相检测,其接通条件为常开输入X3、X4和X5的“与”逻辑。

参考文献:

[1]张运刚,宋小春,郭武强.从入门到精通-三菱FX2NPLC技术与应用[M].北京:人民邮电出版社,2009

[2]沙占友.开关电源优化设计[M].北京:中国电力出版社,2009

电源开关范文第5篇

(一)上切换电路设计中的电源开关设计

为了使反激式电源开关保持高效率,需在分压限流电阻和控制芯片中间加入电切换电路。此设计可以使电源工作正常时,分压供电电阻不会一直维持在高耗能状态。

(二)U1.3842电源开关的电路设计

采用U1.3842的电流型脉宽调制器控制芯片,并利用高频变压器与电网隔离。这种组合控制器的电路比较简单,工作频率可高达500KHz,电压的调整率可达到0.01%,启动时的电流小于1毫安,工作电流为5毫安,是性能非常好的电流控制型的脉宽调制型芯片,而且该调制器管脚数量少,属于单端输出。计算出的工作频率为48.8KHz,根据时钟震荡电路中CT=4.7Nf,RT-7.5K,实验中功率留取一半作为余量,选用4个规格为0.25W、1.2的电阻并联为采样电阻,电容为3.9K。滤波及采样电路中,检流器件选用电阻。

(三)反馈电路的电源开关设计

电源开关的反馈电路设计非常重要,现在大多反激式开关设计都是用光耦PC817和TL431之间的电气隔离,实现反馈电压信号和控制芯片功能,但这样的电路电压输出的调整范围非常小,而笔者则拓展了这一范围。通过在以前的反馈电路光耦输出位置增加恒流源电路,使之吸收2mA的电流,便可实现分流总电流的目的,由此扩大光耦PC817的输出电流范围,输出电压的调节范围也就变大了,因为再经过信号LM358的放大,其中的误差也被放大,这样就因错误过大而失去了意义。所以恒流源电路直接设计在了UC3842的1脚上,就不会出现错误被放大导致控制精度的下降。也减少了反馈信号的输出时间,使电源的动态响应加快。经过改动后的电路调节范围比原有设计扩大了23%,使拓宽光耦的电流有效输入范围增大,输出电压调节范围增大。

二、总结

根据上面的数据,变压器的初级电流波形为I(P),次级的电流波形为1(m),原边电感与数个电容之间形成23%的震荡,使关闭开关管有震荡现象发生。所以这个位置的二极管必须使用结电容小的二极管。当V3大于V2时,辅助电线圈电压高于门限电压(LM393门),系统将改换为+12V,这时电源的性能好于传统方式,虽然电源的元件比较多、成本会提升,但线圈为控制芯片供电,负载条件差、精度要求高,这样的条件下是特别适合的。

电源开关范文第6篇

关键词:输煤皮带机;电源开关;电气改造

中图分类号:TD634 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)09-0028-02

输煤皮带机作为一种应用最普遍的设备,其主要功能是完成输煤过程。在大中型燃煤火力发电厂中,煤的运输起到了至关重要的作用,煤的正常安全运输是确保整个发电厂煤输系统正常运作的前提条件,因此作为运输煤的工具——输煤皮带机在大中型燃煤火力发电厂中,作用显而易见,它是一种使用最普遍的设备,运行状况直接关系到生产过程中设备和人员的安全,是发电厂输煤系统的枢纽设备。所以在保证设备和人员安全的前提下,如何使输煤皮带机保持装置稳定、可靠地运行,是输煤皮带机设计考虑的首要条件。

结合发电系统的特点,发电系统通常需要输煤皮带机从煤矿运煤至电厂卸煤装置或储煤场向锅炉原煤仓输煤。因此发电系统对输煤皮带机的安全性、正确性要求很高,从而保证发电系统运行的安全与可靠。经过试验分析发现,电源开关对输煤皮带机的正常运行起到了至关重要的作用,所以电源开关的可靠性成为输煤皮带机设备的重中之重,且特别为发电系统所关注。通常在发电系统中存在大量的传输点,同时对煤的正常运输的精确性有很高的期望。为了确保发电厂煤输过程的安全性、精确性与可靠性,使发电厂煤输过程得以正常运作,电源开关的电气改造变得尤为重要。本文在输煤皮带机的电源开关的基础上, 提出了一种改造的电源开关模型,为了验证效果将改进后的电源开关应用于某发电厂煤输系统。

1 输煤皮带机应用传统电源开关问题及原因分析

作为某发电系统的重要设备,输煤皮带机在输煤过程中起到了至关重要的作用。输煤皮带机主要由输送带、驱动装置、滚筒、托辊、拉紧装置、机架、漏斗、导料槽、清扫器、卸料器等部件组成,滚筒是由驱动滚筒和改向滚筒组成,并且在驱动滚筒和改向滚筒两端有电动机,电动机由两个电源开关分别控制,首先需要认识电源开关的作用以及性能。

1.1 输煤皮带机的电源开关分析

电源开关负责启动电动机,并且选择电动机的转向,继而电动机通过高速联轴器(液力耦合器)、减速器、低速联轴器(弹性柱销齿式联轴器)带动驱动滚筒转动,实现从源头取煤和将煤送到目的地的这两个目的。从源头取煤,即取料,头部和尾部相对应的开关需要合闸;将煤送到目的地,也即堆料,头部和尾部相对应的开关也需要合闸。对于堆料和取料,每一次都需要电源开关的启动和停止,操作非常频繁,因此对自动装置和远程操作的灵活性要求和可靠性要求非常高,并且电源开关的选择也非常重要。因此在本论文的实施过程中,选择质量高、可靠性高的电源开关,采用交流高压真空接触器,能够保证开关在未干预的情况下不会出现故障,比如启动、停止等操作,从而可以确保本试验的精确性。

1.2 应用传统电源开关的输煤皮带机的问题以及原因

应用传统电源开关的输煤皮带机,在本次试验中,输煤皮带机电源开关累计误启动8次。因此应用传统的电源开关的输煤皮带机不能保证无故障煤传输,不能降低电动机误启动的次数,同时对煤传输的安全性、可靠性都带来了隐患,在发生误启动的情况下,皮带机还缺乏良好的故障自我处理能力。表1详细列举并分类了输煤皮带机电源开关的误启动类型。

出现上述问题的原因可以概括为如下两个方面:

①开关控制回路不独立,图1展示了输煤皮带机开关合闸回路的电路图,由图1可以发现4个开关的控制回路不独立,由此会引起电源开关误启动,彼此会相互干扰,进而引发安全问题。

如图1所示,当控制电源QF1、QF2开关都合上后,由于合闸回路节点在断位,回路3处与BN处电位一致,因此合闸线圈CX1、CX3两侧无压差,开关不会合闸。当控制电源QF1、QF2开关只有一个在合位,QF1在断位、QF2在合位时,电动机控制回路电源应消失。但QF2在合位,DC 220V控制电源通过头部堆料测控装置、头部控制回路BN和CX1、3、CX3、尾部BN构成回路,加在合闸线圈CX1、CX3上各110V直流电压。特别是在拉合控制电源开关的过程中存在冲击,合闸线圈CX1、CX3有可能达到合闸电压,导致开关合闸。

②交直流两回路合用一条电缆。通过图2可以明显发现,其中有两个回路共用1根四芯电缆,从而会对开关控制回路进行交流干扰测试,一定程度的会引起电源开关的误启动操作,不仅如此,交直流混合干扰,也会影响输煤皮带机的故障自我处理能力。

随着科学技术水平的提高,应用传统的电源开关的输煤皮带机已经不能满足现有的要求,在发电厂输煤系统的运行过程中出现了一些问题,可以列举如下:第一,由于开关控制回路不独立,造成电动机误启动次数增多,对人身和设备都造成了一定程度的安全隐患;第二,由于交直流两回路合用一条电缆,易造成交直流回路的相互干扰,也会引起电动机的误启动操作,相应的降低了输煤皮带机的故障自我处理能力。

3 应用改进电源开关的输煤皮带机

基于应用传统的电源开关的输煤皮带机在发电厂输煤系统中的实际运行过程中遇到的问题,对电源开关进行了电气改造,主要从两方面进行改造:第一,保证开关控制回路的独立;第二,交直流两回路分开,各自用一条电缆。

3.1 电气改造方案

应用电气改造后的电源开关,其控制回路如图2所示。通过对比改造前后的回路图可以发现,通过在不同的工作位置或者断位增加电源开关可以保证每个开关控制回路的独立,在图2中在TX1、TX2分别增加电源开关,保证了电动机开关跳闸回路的独立性,彼此互不影响,互不干扰;在图2中的TX3、TX4位置增加电源开关保证了交直流回路的独立性。

应用改进的电源开关的输煤皮带机,通过保证开关控制回路的独立,降低了电动机误启动的次数,保证了输煤皮带机的安全运行。通过交直流两回路各自分开,各自用一条电缆,保证了无故障传输,同时也提高了电动机故障自我处理能力,如果本身回路发生故障,可以选择其他一条无故障的回路。

3.2 讨论

针对本文所提出的问题,对输煤皮带机的电源开关进行电气改造,输煤皮带机的电源开关依然沿用了传统电源开关的基本思想,但是针对传统电源开关存在的不足,电气改造后的电源开关在使用过程中,通过添加多个电源开关保证了开关控制回路的独立和交直流回路的独立。所以,电气改造后的电源开关与传统的电源开关在应用在C3S输煤皮带机方面,首先降低了电动机误启动的次数,提高了安全性与准确性,其次提高了煤输皮带机的故障自我处理能力,对于任何发电厂煤输系统来说都具备一定的现实意义。

4 试验分析

在发电厂输煤系统中,生产过程中设备和人员的安全与输煤皮带机的运行状况息息相关,保证生产过程的安全性、可靠性、精确性具有十分重要的实践意义。由于应用传统电源开关的输煤皮带机已经不能充分满足现有的要求,在运行过程中出现了很多安全问题,所以对其电源开关进行了电气改造,能够解决本文所阐述的的误启动和故障自我处理的问题。为了验证效果,将应用改进的电源开关的输煤皮带机应用与发电机输煤系统中,并统计试验数据,发现误启动的次数降为0,相比改造之前,效果显著,同时可以发现输煤皮带机的故障自我处理能力明显提高。

5 结 论

输煤皮带机是在发电厂输煤系统中一种应用非常普遍的设备,本文在分析了应用传统电源开关的输煤皮带机在输煤系统中的运作过程的特点以及存在问题,对传统的电源开关进行了电气改造,解决了应用传统电源开关的皮带机输煤过程中存在的问题,并且为了验证试验效果,将改进的电源开关应用于输煤皮带机上,在某发电厂的输煤系统中试验。经过电气改造后的电源开关在实际应用过程中,降低了电动机误启动的次数,同时提高了输煤皮带机的故障自我处理能力,继而消除了设备使用过程的安全隐患,具有一定的现实意义。

参考文献:

[1] 高晓芳,张巧成,李志云,等.P11B输煤皮带机电源开关电气改造[J].科技情报开发与经济,2010,(11).

[2] 黄强.PS1智能电机控制器在输煤皮带机上的应用[J].设备管理与维修,2006,(2).

电源开关范文第7篇

(一)主功率电路的电源开关设计

此设计电源的技术指标如下:开关的频率为5OHz±5%,效率大于85%,预定的最大占空比为Dmax=40%,输入电压Vin-=48(±20%),其中Vimin=43.2v,Vimax=52.8v,由此,可以算出:T=20us,Tonmax=8us,负载在10%至100%之间改变时,电压的调整率小于5%,输出功率为25瓦,允许的过载率为3%,输出电压的精度为正负0.5V,满载输出时,功率的因数大于0.99,纹波率小于等于1%。在解决问题的基础上,设计出主功率电路的各个参数。此设计选定单端反激式变换器为主功率电路拓扑,采用DCM模式工作。这次设计的高频变压器的绕组为一次侧初级绕组,初级匝数比为8,在最里层绕制,占空比的52%(保留12%裕度),当初级绕组后,必须使用绝缘胶带包好,副边的绕组最大功率地须贴近初级,使用分两层绕,每层两股,辅助输出须加减15V绕组、主输出±5V绕组以及供电给uC3842控制芯片的+12V馈电绕组。因为高频变压器需要留有空隙,绝缘带须均匀地绕在磁芯两边,以防止磁饱和增加电感量。选择MOS开关IRF640为功率开关,RIF640J就是第三代powerMOSFETs,其漏极的额定电流为18安培,导通时的电阻为0.15,耐压值为200伏特,优点是坚固耐用、降低导通阻抗、转换快速。为了保证MOS管的关断可靠,这次设计中还加入了一个R15作为下拉电阻,其组值为20K、IN474,中功率稳压值为18V的直插式稳压二极管。这次的设计为了避免开关管承受峰值电压过大而损坏,采用了与变压器原边并联的RCD缓冲器吸收电路中的由尖峰电压带来的能量。经计算后,C=1.2nF,R=1,8K,UF4007二极管,VR=200V,Iav=1A。滤波电容使用CBB1044和100F/63V、22100F/63F一起构成的输入端滤波电路,去消除整流输出中的电压纹波,使用CBB1044可以使直流电压更平稳,滤除高频分量。本设计中针对反激式开关电源中低压大的特点选用+5V的输出整流二极管RS560,VR=60V,IF=5A;整流二极管SR160,VR=60V,IF=1A。输出的纹波电压与反激式开关的电源输出之间关系密切,为了令+5V纹波电压<50mV,+15V时候的纹波电压<150mV,就要使滤波电路纹波率<1%,所以选用了π型的滤波器;控制芯片uC3842的供电由12V滤波电路输入。

(二)上切换电路设计中的电源开关设计

为了使反激式电源开关保持高效率,需在分压限流电阻和控制芯片中间加入电切换电路。此设计可以使电源工作正常时,分压供电电阻不会一直维持在高耗能状态。

(三)U1.3842电源开关的电路设计

采用U1.3842的电流型脉宽调制器控制芯片,并利用高频变压器与电网隔离。这种组合控制器的电路比较简单,工作频率可高达500KHz,电压的调整率可达到0.01%,启动时的电流小于1毫安,工作电流为5毫安,是性能非常好的电流控制型的脉宽调制型芯片,而且该调制器管脚数量少,属于单端输出。计算出的工作频率为48.8KHz,根据时钟震荡电路中CT=4.7Nf,RT-7.5K,实验中功率留取一半作为余量,选用4个规格为0.25W、1.2的电阻并联为采样电阻,电容为3.9K。滤波及采样电路中,检流器件选用电阻。

(四)反馈电路的电源开关设计

电源开关的反馈电路设计非常重要,现在大多反激式开关设计都是用光耦PC817和TL431之间的电气隔离,实现反馈电压信号和控制芯片功能,但这样的电路电压输出的调整范围非常小,而笔者则拓展了这一范围。通过在以前的反馈电路光耦输出位置增加恒流源电路,使之吸收2mA的电流,便可实现分流总电流的目的,由此扩大光耦PC817的输出电流范围,输出电压的调节范围也就变大了,因为再经过信号LM358的放大,其中的误差也被放大,这样就因错误过大而失去了意义。所以恒流源电路直接设计在了UC3842的1脚上,就不会出现错误被放大导致控制精度的下降。也减少了反馈信号的输出时间,使电源的动态响应加快。经过改动后的电路调节范围比原有设计扩大了23%,使拓宽光耦的电流有效输入范围增大,输出电压调节范围增大。

二、总结

根据上面的数据,变压器的初级电流波形为I(P),次级的电流波形为1(m),原边电感与数个电容之间形成23%的震荡,使关闭开关管有震荡现象发生。所以这个位置的二极管必须使用结电容小的二极管。根据仿真图1,当V3大于V2时,辅助电线圈电压高于门限电压(LM393门),系统将改换为+12V,这时电源的性能好于传统方式,虽然电源的元件比较多、成本会提升,但线圈为控制芯片供电,负载条件差、精度要求高,这样的条件下是特别适合的。

电源开关范文第8篇

整合了主电池开关、墙式充电开关和USB充电开关

NUS3116集成了主电源开关-12V、-6.2A的以Cool单P沟道MOSFET,处理主电池开关功能;还集成了两个内部低饱和PNP晶体管,处理双沟道充电功能。其中,主开关MOSFET的最大漏-源极导通阻抗(RDS(ON))为40m。而两个低Vcece(sat)晶体管为高达2A的充电电流提供良好的热性能,且在充电结束时的Vee电压降低少于240mV。

NUS3116采用无铅型DFN-8封装,仅占用9mm2电路板空间。这种封装的高度仅为O.8mm,使得该器件适合于极小形状系数的便携电子产品设计。

ON Semiconductor

电话:021-513l-7168

httP://www.省略

四路电压微处理器监控电路

四路监测电压中的任意一路均会触发低有效复位输出

ASl923可监测多达四路系统供电电压,且无须外部元件,如果被监测的任何一路电源电压降至其复位门限以下,ASl923会触发复位信号。

为监测+5.0、+3.3、+3.0、+2.5、+1.8和-5.0V电源,可提供多种工厂设置的电压门限,容限为-5%和/或-10%。如果需要非标准的电压门限,ASl923还可以提供一路或两路用户可调门限(借助外部电阻分压网络)。内部设置的门限及两种复位输出类型可最大限度减少外部元件需求。漏极开路输出可承受0~+5.5V的外部电压过驱动,因而可便捷地与其他器件接口。

ASl923工作于+1.0~+5.5V电源电压,仅消耗5.5μA电源电流。与分离的监控电路或分立元件方案相比,最少的外部元件及小尺寸极大地提高了可靠性。

austriamicrosystems

电话:0512-6762-2590

www. austriamicrosystems. com

增强型4路LIN收发器

有效降低“多LIN”控制系统成本

MLX80001集成了4个LIN收发器,使得开发更简单更经济的多LIN网络主控模块成为可能。芯片整合的1KLIN控制中止电阻和去耦二极管进一步降低了系统成本。MLX80001以单通道收发器TH8082为原型,采用了0.8μmHV~CMOS生产技术。

MLX80001能达到-40~+125℃的汽车工作温度要求,并且自带过热保护装置、40V过载保护以及LIN接地。MLX80001整合的待机操作方式使其能轻易的由LIN线路本身、连接的微控制器或者其他外部信号源“唤醒”。在睡眠模式下标准的电流消耗为20μA。

Melexis

电话:+32-13-6116-67

www.省略

单芯片信道解调器

支持中国数字电视地面广播传输标准

LGS-8GL5和LGS-8G42是采用了TDS-OFDM(时域同步正交频复分用)调制技术的单芯片信道解调器,完全支持中国数字电视地面广播传输标准(GB20600-2006)。TDS-OFDM是GB20600-2006的核心技术。

LGS-8GL5芯片设计用于单载波和多载波信号地面数字电视接收,支持高清及标清电视和其他多媒体服务的广播传输,适用于各种低功耗、小体积的电视接收终端应用产品,如PMP、超便携式个人电脑(UMPC)、USB棒和笔记本电脑等。该解调器主要特点是集成了ADC和用于时域解交织的存储器,并采用144BGA封装。LGS-8GL5解调器适用于低功耗,小巧的硅调谐器。

LGS-8G42芯片设计用于地面数字电视接收,支持高清及标清电视和其他多媒体服务的广播传输,适用于户内、户外、固定及移动接收的电视终端,特别是电视一体机。LGS-8G42可接收数字或模拟IF信号,然后将其转换成基带信号。经过必要的信道解调及前向纠错解码处理后,输出并行或串行的MPEG-2TS流。再配以外接的时间交织所需的SDRAM,可构成完全符合GB20600-2006标准的将RF信号转换成MPEG TS流的前端数字电视接收系统。

凌讯科技

电话:010-5126-6606

www.省略

具备I2C接口的双向电流、电压与电源监控器

支持三级看门狗功能

INA209借助零漂移与自动调零(auto-zeroing)架构,可提供高精度的电流检测解决方案,在-40~+85℃温度范围内,最高精度不低于1%,最大偏移为100μV。

INA209不仅可监控分流电阻上的电压下降,还能感测0~+26V的分流总线电压。内置乘法器与校准寄存器可提供若干安培电流与若干瓦特功率的直流数据。该器件采用3.O~5.5V的单电源工作。

该器件不仅支持低至土40mV的满量程读取范围,还能最小化分流功耗(shunt diSSipation),同时可编程增益放大器功能还支持更大的范围。该ADC能在530内转换12位数值,在更高速度与平均值(高达128次采样)的基础上实现了更低的分辨率组合。外置触发器线路可在特定时间内触发转换。

Texas Instruments

电话:800-820-8682

www.省略

时钟分配器为计算和数据存储等应用提供HCSL输出

有效提高时亭精度,增加设计灵活性并降低系统总成本

时钟分配器件NB4N121K和NB4N111K为全面缓冲双列直插内存模块(FBDIMM)应用提供差分主时钟信令等级(HCSL)输出和极低传输延迟变异,

NB4N121K和NB4N111K都是3.3V时钟分配器件,带有差分HCSL输出,针对100、133、166、200、266、333和400MHZ等典型FBDIMM频率应用。这两款器件采用先进的0.25μmCMOS工艺技术制造,产生仅0.3pS的相加相位抖动和不足100ps的输出至输出歪曲率。

两款器件的时钟输入引脚还内部整合了50Ω的片内端接,减少了元件数量并简化了电路板布线。

ON Semiconductor

电话:021-5131-7168

www.省略

支持任意频率合成的可编程XO和VCXO

低抖动振荡器能产生10MHz~1.4GHz的任何频率

Si570/1系列采用专利的DSPLL技术和业界标准的12C接口,通过对I2C接口的操作,一颗器件就能产生10MHZ~1.4GHz的任何输出频率,同时将均方根抖动幅度减少到0.3ps左右。Si570任意频率XO和Si571任意频率VCXO最适合需要弹性频率源的高效能应用,包括下一代网络设备、无线基站,测试与测量装置、高画质电视视频基础设施和高速数据采集装置。

Si570/1采用业界标准和RoHS兼容的5mm×7mm表面贴装,并支持所有常见的输出信号格式(LVPECL、LVDS、CMOS和CML)。该系列包含三种不同速度等级的器件,分是10MHz~1.4GHZ、10~810MHZ和10~215MHz。Si570还有土20ppm和±50ppm两种不同的温度稳定性规格可供选择,Si571则包含从土12ppm到±375ppm等多种不同压控范围的器件,以便设计人员弹性选择最适合其应用的器件。Si570/1的操作温度范围都是从-40~+85℃。

Sincon Laboratories

电话:021-6237-2233

电源开关范文第9篇

【关键词】越级跳 母线失电 转换开关

一、设备状况

3、4号机公用pcA段和pcB段母线电源分别取自3、4号机6kV厂用pcA段和pcB段母线,而公用pcA段和公用pcB段通过A、C和B、D分别接带循环水pcA段母线和循环水pcB段母线。pcA段母线和pcB段母线分别通过E、F供循环水泵房闸门盘。E侧为主电源,F为辅电源侧。正常方式下,闸门盘主电源进线开关和辅电源进线开关都在合位。主电源供给闸门盘电源而辅电源F在合位的情况下作为备用。在主电源失电情况下,转换开关G实现自动转换辅电源运行。循环水泵房闸门盘带有21个负荷,分别是厂外循环水系统的各个电动门电源及循环水泵出口蝶阀液压油站电源。他们分别由普通的空气开关(简称空开)与闸门盘母线相连。

图中字母代表的设备

A、B ―― YASA-2000型断路器

C、D ―― 低压铠壳搬把式刀闸

E、F ―― 低压塑料外壳式断路器(CM2系列)

G ―― 主、辅电源转换开关。

二、产生故障

(一)易发故障

由于厂外循环水系统电动门的电机工作环境差,条件恶劣。经常有电动门电机受潮、泡水使电机的绝缘降低甚至接地,阀门卡涩使电机堵转等情况发生,设备的空开跳闸。但是由于空开的动作时间长,反映不灵敏,动作的可靠性差等因素会发生空开拒动的情况,跳闸动作就会由二上一级开关(A、B)完成而产生越级跳闸。

(二)故障过程

当循环水泵房闸门盘的负荷发生接地故障而空开没跳,那么自动转换开关G不会动作,它是没有保护的转换开关。它只是取两侧电源(主电源和备用电源)的电压信号。那么故障信号就反映给上一级电源主电源E,而E是一个抽屉式开关。它只有简单的双金属片的热继电器保护,它需要大电流产生热量来产生保护动作,保护的精确度相当的差,动作时间长。它相当于具有一定的灭弧能力的刀闸。当然它也不具备跳开的能力。而C是搬把式刀闸,只有微弱的灭弧能力,没有任何保护作用与跳闸。那么,所有的故障检定都是由A开关保护来完成检定,跳开A开关来切除故障点。这样就大大地扩大了停电范围。不但如此,由于G为转换开关,因A跳开,循环水母线室mccA段也失电。那么虽然E没断开,但是G开关主电源进线失去电源,G开关电压继电器检测无电压,判断上级失电同时检定由另一路来的备用电源电压正常而将转换开关双投触点转换到备用电源侧。这样就把故障点转移给备用电源侧。与主电源一样G、F、D都不能自动跳开而断开故障点,同样道理,又由开关B来完成跳闸。那么,循环水泵房母线室mccB段也失电。

三、产生的后果

由于一个简单的电动门电机故障而造成闸门盘、循环水泵房mccA段、循环水泵房mccB段母线相续失电,闸门盘失电。不但造成其它电动门不能调整,由mccA段,mccB段母线带的负荷4台清污机停止,最关键是两台330MW机组的4台循环泵的8个冷却增压泵电源分别由mccA、mccB段接带。那么每台循环水泵的两台冷却增压泵全部失电后,相对应的循环水泵将跳闸,发电机组的真空迅速降下而打闸(或真空低事故跳闸)。造成机组全停。

四、整改措施

(1)将E、F抽屉开关加装ST522型综保装置。首先,ST522型综保带有12种(过载、欠载、缺相、堵转、接地、欠压、过压、缺功率、启动加速超时、过热、外部故障、相序)保护,功能比较齐全,价格比较便宜。其次,更改简单,在柜体部分不用做任何改动,只在抽屉本体内加装综保装置和在抽屉表面安装液晶显示屏。再次,可以整体更换,同属于CM2系列。我们单位有很多这样的开关。以后维护方便。

(2)按照需要将保护投入。在投入前继电班组做好试验并整定好定值。既能做到很好的保护作用,又能不产生越级跳闸的效果。和上级电源保护定值相配合。

(3)由于循环水泵房距离厂房比较远,应在DCS中加装闸门盘的电源测点,密切监视开关及母线的工作状况。实在没有条件可以在闸门盘外加装一个摄像头,直接监视盘柜的运行状态,电源情况。

(4)恢复送电及故障查找要及时准确。整改后再发生故障,越级跳将使新安装的E、F开关逐个跳开。造成闸门盘失电,不影响主设备的运行。只要送电及时不会产生太多影响。

(5)所有空开的质量应该符合国家标准。

五、故障处理

电源开关范文第10篇

【关键词】开关电源技术;小功率;高频

开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源,并广泛应用于电子整机与设备中。20世纪80年代,计算机全面实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代。20世纪90年代,开关电源在电子、电器设备、家电领域得到了广泛的应用,开关电源技术进入快速发展期。

1 开关电源的发展

1955年美国罗耶(GH.Roger)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器,是实现高频转换控制电路的开端,1957年美国查赛(Jen Sen)发明了自激式推挽双变压器,1964年美国科学家们提出取消工频变压器的串联开关电源的设想,这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。到了1969年由于大功率硅晶体管的耐压提高,二极管反向恢复时间的缩短等元器件改善,终于做成了25千赫的开关电源。

目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的100kHz、用MOS-FET制成的500kHz电源,虽已实用化,但其频率有待进一步提高。要提高开关频率,就要减少开关损耗,而要减少开关损耗,就需要有高速开关元器件。然而,开关速度提高后,会受电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。这样,不仅会影响周围电子设备,还会大大降低电源本身的可靠性。其中,为防止随开关启-闭所发生的电压浪涌,可采用R-C或L-C缓冲器,而对由二极管存储电荷所致的电流浪涌可采用非晶态等磁芯制成的磁缓冲器。不过,对1MHz以上的高频,要采用谐振电路,以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波,这样既可减少开关损耗,同时也可控制浪涌的发生。这种开关方式称为谐振式开关。目前对这种开关电源的研究很活跃,因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在理论上把开关损耗降到零,而且噪声也小,可望成为开关电源高频化的一种主要方式。当前,世界上许多国家都在致力于数兆Hz的变换器的实用化研究。

2 高频开关的组成

2.1 主电路

从交流电网输入、直流输出的全过程,包括:

2.1.1 输入滤波器:其作用是将电网存在的杂波过滤,同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。

2.1.2 整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电,以供下一级变换。

2.1.3 逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的核心部分,频率越高,体积、重量与输出功率之比越小。

2.1.4 输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。

2.2 控制电路

一方面从输出端取样,经与设定标准进行比较,然后去控制逆变器,改变其频率或脉宽,达到输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对整机进行各种保护措施。

2.3 检测电路

除了提供保护电路中正在运行中各种参数外,还提供各种显示仪表数据。

2.4 辅助电源

提供所有单一电路的不同要求电源。

3 开关电源的技术追求

3.1 小型化、薄型化、轻量化、高频化―――开关电源的体积、重量主要是由储能元件(磁性元件和电容)决定的,因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小其中储能元件的体积;在一定范围内,开关频率的提高,不仅能有效地减小电容、电感及变压器的尺寸,而且还能够抑制干扰,改善系统的动态性能。因此,高频化是开关电源的主要发展方向。

3.2 高可靠性―――开关电源使用的元器件比连续工作电源少数十倍,因此提高了可靠性。从寿命角度出发,电解电容、光耦合器及排风扇等器件的寿命决定着通信电源的寿命。所以,要从设计方面着眼,尽可能使用较少的器件,提高集成度。这样不但解决了电路复杂、可靠性差的问题,也增加了保护等功能,简化了电路,提高了平均无故障时间。

3.3 低噪声―――开关电源的缺点之一是噪声大。单纯地追求高频化,噪声也会随之增大。采用部分谐振转换回路技术,在原理上既可以提高频率又可以降低噪声。所以,尽可能地降低噪声影响是开关电源的又一发展方向。

3.4 采用计算机辅助设计和控制―――采用CAA和CDD技术设计最新变换拓扑和最佳参数,使开关电源具有最简结构和最佳工况。在电路中引入微机检测和控制,可构成多功能监控系统,可以实时检测、记录并自动报警等。

4 提高开关电源待机效率的方法

4.1 切断启动电阻

对于反激式电源,启动后控制芯片由辅助绕组供电,启动电阻上压降为300V左右。设启动电阻取值为47kΩ,消耗功率将近2W。要改善待机效率,必须在启动后将该电阻通道切断。TOPSWITCH,ICE2DS02G内部设有专门的启动电路,可在启动后关闭该电阻。若控制器没有专门启动电路,也可在启动电阻串接电容,其启动后的损耗可逐渐下降至零。缺点是电源不能自重启,只有断开输入电压,使电容放电后才能再次启动电路。

4.2 降低时钟频率

时钟频率可平滑下降或突降。平滑下降就是当反馈量超过某一阈值,通过特定模块,实现时钟频率的线性下降。

4.3 切换工作模式

4.3.1 QRPWM对于工作在高频工作模式的开关电源,在待机时切换至低频工作模式可减小待机损耗。例如,对于准谐振式开关电源(工作频率为几百kHz到几MHz),可在待机时切换至低频的脉宽调制控制模式PWM(几十kHz)。

IRIS40xx芯片就是通过QR与PWM切换来提高待机效率的。当电源处于轻载和待机时候,辅助绕组电压较小,Q1关断,谐振信号不能传输至FB端,FB电压小于芯片内部的一个门限电压,不能触发准谐振模式,电路则工作在更低频的脉宽调制控制模式。

4.3.2 PWMPFM

对于额定功率时工作在PWM模式的开关电源,也可以通过切换至PFM模式提高待机效率,即固定开通时间,调节关断时间,负载越低,关断时间越长,工作频率也越低。将待机信号加在其PW/引脚上,在额定负载条件下,该引脚为高电平,电路工作在PWM模式,当负载低于某个阈值时,该引脚被拉为低电平,电路工作在PFM模式。实现PWM和PFM的切换,也就提高了轻载和待机状态时的电源效率。

通过降低时钟频率和切换工作模式实现降低待机工作频率,提高待机效率,可保持控制器一直在运作,在整个负载范围中,输出都能被妥善的调节。即使负载从零激增至满负载的情况下,能够快速反应,反之亦然。输出电压降和过冲值都保持在允许范围内。

4.4 可控脉冲模式(BurstMode)

可控脉冲模式,也可称为跳周期控制模式(SkipCycleMode)是指当处于轻载或待机条件时,由周期比PWM控制器时钟周期大的信号控制电路某一环节,使得PWM的输出脉冲周期性的有效或失效,这样即可实现恒定频率下通过减小开关次数,增大占空比来提高轻载和待机的效率。该信号可以加在反馈通道,PWM信号输出通道,PWM芯片的使能引脚(如LM2618,L6565)或者是芯片内部模块(如NCP1200,FSD200,L6565和TinySwitch系列芯片)。

5 开关电源的发展方向趋势

开关电源的发展从来都是与半导体器件及磁性元件等的发展休戚相关的。高频化的实现,需要相应的高速半导体器件和性能优良的高频电磁元件。发展功率MOSFET、IGBT等新型高速器件,开发高频用的低损磁性材料,改进磁元件的结构及设计方法,提高滤波电容的介电常数及降低其等效串

联电阻等,对于开关电源小型化始终产生着巨大的推动作用。

开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化,因此国外各在开关电源制造商都致力同步开发新型高智能化的元器件,特别是改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体(Mn-Zn)材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度(Bs)下获得高的磁性能,而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展,在电路板两面布置元器件,以确保开关电源的轻、小薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新,实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术,并大幅提高了开关电源的工作效率。对联高可靠性指标,美国的开关电源生产商通过降低运行电流,降低结温等措施以减少器件的应力,使得产品的可靠性大大提高。

模块化是开关电源发展的总体趋势,可以用模块化电源组成分布式电源系统,可以设计成N+1冗余电源系统,并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点,若单独追求高频化,其噪声也必将随着增大,而用部分谐振转换电路技术,在理论上即可实现高频化又可降低噪声,但部分谐振转换技术实际应用仍存在着技术问题,故仍需在这一领域开展大量的工作,使得多项技术得以实用化。

6 结束语

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