基于ATMAGE16單片機的直流電源屏硅鏈自動調(diào)壓系統(tǒng)

目前，電力系統(tǒng)大量的綜合自動化變電站的新建和改造，使得大量的直流電源屏在電力系統(tǒng)得以應用，為使系統(tǒng)配置合理，能更可靠、穩(wěn)定的為變電站提高直流電源，確保變電設備的正常、可靠運行，其中為控制母線提供穩(wěn)定直流電壓的調(diào)壓單元工作地位也極其重要。

調(diào)壓單元：采用硅鏈降壓的調(diào)壓方式，合閘母線的調(diào)壓容量按照合閘負荷的最大放電容量進行配置，控制母線的調(diào)壓容量按照控制負荷的最大沖擊電流進行配置。為了使系統(tǒng)簡單、便于維護，通常采用合閘母線不使用調(diào)壓單元而直接是蓄電池的端電壓，同時要求硅鏈具有手動/自動調(diào)壓轉(zhuǎn)換功能，使硅鏈在自動調(diào)壓功能出錯時，轉(zhuǎn)換到手動調(diào)壓，也可保證硅鏈的正常工作，確?？刂颇妇€的可靠供電。

基于ATMAGE16單片機的直流電源屏硅鏈自動調(diào)壓裝置將硅鏈、直流接觸器、電壓自動檢測裝置等組合而成。該裝置根據(jù)控母電壓，自動驅(qū)動接觸器，通過接觸器的“分”/“合”，調(diào)節(jié)硅鏈的“ 投入”與“退出”，改變控制母線電壓，使其保持在額定值范圍內(nèi)。該裝置也可運行在手動調(diào)壓狀態(tài)，強制吸合或斷開執(zhí)行接觸器，調(diào)節(jié)輸出電壓。

ATMAGE16是高性能，低功耗的8位AVR微處理器，采用RISC精簡指令結(jié)構(gòu)，大多數(shù)指令執(zhí)行時間為單機器周期，在運用在硅鏈自動調(diào)壓這種慢速設備上它工作非常從容，它具有8路10位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，這是我們所關心的，因為自動調(diào)壓涉及到兩路直流電壓的采樣，8路10位的AD已經(jīng)足夠了，勿需外擴AD芯片，它具有32個可編程的I./O口，足夠用來動態(tài)顯示兩路三位數(shù)字的直流電壓以及人機接口，它的功耗非常低，在1MHz工作模式下，工作電流僅為1.1mA,芯片內(nèi)部自帶看門狗電路，保證程序在跑飛情況下自動回到正常程序軌道上來，下面是由ATMAGE16單片機構(gòu)成的控制系統(tǒng)原理圖：

從原理圖上我們看出，用ATMAGE16單片機構(gòu)筑的直流硅鏈調(diào)壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是非常簡b的，沒有很多的附屬芯片，具有非常高的可靠性。

硅鏈調(diào)壓系統(tǒng)主要由工作電源、顯示系統(tǒng)、AVR單片機、直流電壓檢測、執(zhí)行系統(tǒng)等幾大單元組成。顯示系統(tǒng)由兩路三位共陰數(shù)碼管及ULN2003作為位驅(qū)動，數(shù)碼管的段選通取至AVR的PB口，兩路數(shù)碼管上分別顯示的是電池電壓和控制母線上的電壓，AVR單片機是整個系統(tǒng)的核心，電池及控制母線上的電壓經(jīng)過電阻分壓分別送到單片機的PA0和PA1口進行AD變換，獲得實際電壓值，獲取的兩路電壓經(jīng)過運算比較，取得應該驅(qū)動的繼電器的I/O口的電平，執(zhí)行系統(tǒng)根據(jù)計算得的I/O電平驅(qū)動繼電器從而控制硅鏈上的多組二極管組合的導通與載止，從而在硅鏈上實現(xiàn)電壓變動來確保在控制母線上電壓的基本恒定。

以上是程序主流程圖。系統(tǒng)編程的關鍵技術是要充分考慮到調(diào)壓系統(tǒng)是個慢速系統(tǒng)，調(diào)壓單元不宜動作過于頻繁，所以采樣時要求平均，避免干擾，取樣以后還需延時10秒后再采樣，兩次值的變化在極小的一個值以內(nèi)才能認為有效，否則再次采樣，直到采樣到正確值，這是為了避免電池在合閘母線上使用短時間虧電造成電池電壓波動影響到控制母線。計算出的S值是直流硅鏈調(diào)壓的依據(jù)，S值必需采用施密特回滯曲線來判斷，即高位變動閥值和低位變動閥值，這樣做的好處是避免在某一固定點上繼電器頻繁動作影響使用壽命。直流電源屏是變電站里的重要供電設備，因此降壓硅鏈程序的運行一定要穩(wěn)定可靠，程序大循環(huán)中要加入看門狗電路，程序的編制要嚴格按照結(jié)構(gòu)化程序來編制，以免程序跑飛。在自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)失效的情況下，系統(tǒng)還有手動調(diào)節(jié)部份。

結(jié)述語

基于ATMAGE16單片機的直流電源屏硅鏈自動調(diào)壓系統(tǒng)采用先進的單片機技術自動調(diào)節(jié)控制母線上的電壓，具有調(diào)整電壓精確，反應迅速，可靠性高，線路簡單，維護方便，造價低廉等一系列優(yōu)點，值得推廣應用