一種智能高頻開關(guān)電源監(jiān)控模塊的設(shè)計(jì)

2.1 監(jiān)控模塊的工作原理及組成

圖2為主監(jiān)控模塊的組成框圖[4]。系統(tǒng)主監(jiān)控模塊作為一個(gè)獨(dú)立的模塊，可監(jiān)控整個(gè)電源系統(tǒng)的工作狀態(tài)，控制各模塊的投入和退出，完成人機(jī)對(duì)話。模塊由AT89C52單片機(jī)、交直流配電參數(shù)采集單元、顯示與操作單元及串行口通信單元組成。監(jiān)控模塊與整流模塊通過RS-485串行通信交換信息，這樣可使監(jiān)控模塊的硬件設(shè)計(jì)不受所監(jiān)控的整流模塊數(shù)限制，使得系統(tǒng)內(nèi)電源模塊數(shù)目可任意擴(kuò)充。與上位計(jì)算機(jī)也采用串行通信方式，串行口通過8250芯片擴(kuò)展而成，對(duì)于本地集中監(jiān)控，可使用RS-485串行口，對(duì)于遠(yuǎn)地監(jiān)控，可使用RS-232串行口，并通過調(diào)制解調(diào)器（MODEM）及電話線路進(jìn)行通信。系統(tǒng)采用大屏幕LCD和鍵盤實(shí)現(xiàn)本地的人機(jī)交互操作。主監(jiān)控模塊檢測(cè)直流母線電壓、電流，當(dāng)電壓或電流大于上限設(shè)定值時(shí)，便命令整流模塊降壓限流，并根據(jù)各整流模塊的工作情況，決定每個(gè)模塊的退出和投入，從而使整個(gè)電源系統(tǒng)工作在穩(wěn)定的狀態(tài)下。此外，主監(jiān)控系統(tǒng)還對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并記錄故障信息。

圖2 監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖

交流檢測(cè)單元主要由三相交流電壓檢測(cè)板、三相顯示板等組成。三相交流電壓檢測(cè)板安裝在機(jī)柜內(nèi)上部交流配電部位。其功能是將隔離后的市電信號(hào)送控制器，由控制器對(duì)市電參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，判斷輸入的交流電是否“超限”或“缺相”，當(dāng)“超限”或“缺相”時(shí)，由控制器發(fā)出告警。轉(zhuǎn)接單元將控制器發(fā)出的控制整流器輸出電壓高低的頻率信號(hào)送各整流器，將檢測(cè)到的各整流器的信號(hào)送控制器。這些信號(hào)包括：控制整流器輸出電壓高低的頻率信號(hào)、均流總線的電壓信號(hào)、各整流器的電流信號(hào)、整流器的告警信號(hào)。直流檢測(cè)單元主要包括電池電流檢測(cè)板和電池保護(hù)板。檢測(cè)負(fù)載分路直流斷路器是否斷開，檢測(cè)電池分路熔斷器是否斷開，檢測(cè)電池分路電流并送控制器。控制器將交流檢測(cè)單元、轉(zhuǎn)接單元、直流檢測(cè)單元送來的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、顯示、告警；控制整流器的工作狀態(tài)。通過鍵盤實(shí)施狀態(tài)查詢、系統(tǒng)操作、參數(shù)設(shè)置。