導(dǎo)語：如何才能寫好一篇直流電源，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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2、測量12V直流和交流電源的區(qū)別。如果用數(shù)字萬能表測量的話，使用20V的交流電壓和20V的直流電壓這兩個檔來分別測量的話會有不同的結(jié)果。

如果是使用簡單的測量方法的話，用感應(yīng)電筆進(jìn)行測量的話，12V的交流電源會有一定的顯示，但是12V的直流電源是沒有顯示的。

3、使用方面。在使用上直流電源通常適用于電子產(chǎn)品，因為它的電壓是穩(wěn)定的，而且沒有噪音。但是交流電源是要經(jīng)過一定的方法變成直流電才能用在電子產(chǎn)品上的。

4、圖型的不同。直流電源交流電源都有著自己的圖型表示方法，直流電的圖型就是一條直線表示，在理想的情況下，電壓是恒定的。而交流電源的圖型是波浪形的，它的電壓在每個時刻都是不一樣的，電壓具有一定的周期性，但是這種電壓的變化我們在看燈泡的亮度變化時是不能用肉眼看出來的。

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【關(guān)鍵詞】磷酸鐵鋰蓄電池；DC/DC變換器；微型斷路器

1、裝置性能

本裝置旨在為微機(jī)保護(hù)裝置、控制裝置、框架開關(guān)、塑殼開關(guān)等需要直流電源供給的電力設(shè)備提供穩(wěn)定電壓，可通過檔位變換靈活提供DC110V、DC220V，滿足了變電站內(nèi)絕大部分直流負(fù)荷的需求。裝置性能如下：

（1）可穩(wěn)定輸出直流電壓220V/110V，穩(wěn)壓精度小于1%；

（2）可以直流功率1200w持續(xù)輸出1小時以上，以應(yīng)對變電站內(nèi)直流沖擊負(fù)荷；

（3）輸出功率與時間成線性關(guān)系，可在10小時內(nèi)靈活調(diào)節(jié)輸出功率；

（4）由磷酸鐵鋰蓄電池組提供動力，與傳統(tǒng)鉛酸蓄電池相比，能量比為后者的4-5倍，體積小，重量輕；

（5）裝置可循環(huán)充放電使用2000-3000次，且綠色無污染，無回收壓力；

（6）裝置為移動式，便于攜帶與轉(zhuǎn)移。

2、功能實現(xiàn)原理

移動式直流電源裝置由動力單元、保護(hù)單元、充電單元、輸出單元共同完成電壓輸出功能。由4節(jié)磷酸鐵鋰電池串聯(lián)成為蓄電池組，再經(jīng)由DC/DC（變比為12/110V、12/220V）變換器升壓，從而穩(wěn)定輸出DC110V電壓。

（1）動力單元：由4節(jié)磷酸鐵鋰電池串聯(lián)而成。每節(jié)電池穩(wěn)定提供3.2V輸出電壓，4節(jié)電池串聯(lián)則可提供DC電壓12.8V；每節(jié)蓄電池組容量為100Ah，即可以10A大電流持續(xù)輸出10小時。由于磷酸鐵鋰電池容量與時間的線性關(guān)系，可以根據(jù)輸出時間靈活調(diào)整輸出功率；

（2）充電單元：由1臺臨時充電機(jī)、#2微型斷路器（額定電流50A）組成。蓄電池由于平時自放電導(dǎo)致容量下降，需要由臨時充電機(jī)補(bǔ)充充電。在蓄電池組容量低于80Ah時，將臨時充電機(jī)調(diào)至均充狀態(tài)，合上#2微型斷路器即可以80A電流對蓄電池補(bǔ)充充電；

（3）保護(hù)單元：由2個熔斷器（額定電流100A）、#1微型斷路器（額定電流50A）組成。當(dāng)使用動力單元供電時，C特性微型斷路器與熔斷器組成主備保護(hù)。由于蓄電池嚴(yán)禁過度放電，其放電電流不能超過100A，則當(dāng)線纜載流量大于100A（2倍）時，#1微型斷路器根據(jù)C特性反時限動作曲線延時跳閘，以避免燒壞裝置；若#1微型斷路器不能及時跳閘，則由#1、#2熔斷器立即跳閘，切斷電源。

（4）輸出單元：由1臺DC/DC變換器及輸出端子連接而成。由單相橋式整流電路、隔離變壓器等組成。通過可選擇檔位，可將DC12V電壓升壓至DC110V或220V，為其他裝置提供穩(wěn)定電源。

3、使用步驟

（1）檢查蓄電池外觀是否正常、極柱緊固情況，確認(rèn)回路無斷開；

（2）用萬用表測量磷酸鐵鋰蓄電池組，確認(rèn)整組輸出電壓在DC12.8V；

（3）將#1開關(guān)置于“合位”，#2開關(guān)置于“分位”，#1、#2熔斷器置于“合位”；

（4）用萬用表測量輸出端子，確認(rèn)輸出電壓為DC110（或220）V；

（5）斷開#1開關(guān)，將裝置連接至需要提供直流電壓的設(shè)備后合上#1開關(guān)，即可正常使用。

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論文摘要:論 UPS、直流電源在線維護(hù)管理系統(tǒng)的組成及其功能，并提出建議。

UPS和直流電源是企業(yè)重要的供電保障設(shè)備，傳統(tǒng)的維護(hù)管理包括：①日常巡檢外觀，定期更換電池、濾波電容、風(fēng)機(jī)等易損件，大修時做電池活化等；②改造或采用換代設(shè)備，使用高級工具測試電池性能。這種管理方式企業(yè)投入成本高，維護(hù)人員工作量大，不易實時掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)，設(shè)備事故預(yù)防能力低。實施在線維護(hù)管理可避免傳統(tǒng)方式的不足之處，獲得良好效益。下面介紹某企業(yè)實施實例及注意事項。

一、計算機(jī)在線維護(hù)管理系統(tǒng)

（一）系統(tǒng)組成

1、總控站（后臺）。由監(jiān)控站、工程維護(hù)站、系統(tǒng)接口等構(gòu)成，運(yùn)用管理分析軟件處理接收的數(shù)據(jù)并通過Web。工程維護(hù)人員登錄服務(wù)器可查看全廠所有在線設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及完善的歷史、實時數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計。

2、現(xiàn)場設(shè)備控制站（ES）。根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備需要，可選擇監(jiān)控功能儀或設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息彩集儀（EII）。EII通過RS-232/485端口與電能表、電池采集模塊、直流屏、UPS等智能設(shè)備通信，將監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合通信協(xié)議的數(shù)據(jù)包，接入局域網(wǎng)，傳送至主控室服務(wù)器。獨(dú)立完整的ES包括以下部分。

（1）系統(tǒng)主機(jī)。由下行串口通道、數(shù)據(jù)處理器、顯示器、上行串口通道組成。下行串口通道通過RS-485總線訪問電池電壓采集模塊，采集數(shù)據(jù)，管理電壓采集模塊，數(shù)據(jù)處理器完成數(shù)據(jù)解壓、數(shù)據(jù)計算、存儲管理，將處理后的數(shù)據(jù)一部分送往顯示器，另一部分由上行串口通道發(fā)送至協(xié)議處理器，或傳給上一層管理系統(tǒng)。

（2）數(shù)據(jù)采集模塊組?？筛鶕?jù)用戶需要確定采集數(shù)據(jù)要求及配置相應(yīng)采集儀器，一般由電池電壓采集模塊、電流、溫度、功率等組成，模塊間隔離良好、絕緣性強(qiáng)，可靠性、安全性高。數(shù)據(jù)采集可分組，每個模塊可對一定數(shù)量電池進(jìn)行電壓采集，可配備電流、溫度傳感器，模塊間與系統(tǒng)主機(jī)一般采用RS-485連接。

（3）協(xié)議處理器。具有協(xié)議處理程序的接口板，處理各種通信協(xié)議?？蓪崿F(xiàn)：①將主機(jī)發(fā)送的電池電壓、電流、溫度等信息按約定協(xié)議編碼、打包、發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器；②將遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)出的遙控、遙調(diào)指令經(jīng)過解碼發(fā)給主機(jī)，實時控制。

（4）放電模塊?？煽焖贉y出電池直流內(nèi)阻，瞬間測試電池性能，大功率放電模塊可提供瞬間大電流沖擊負(fù)荷。

（5）遠(yuǎn)程服務(wù)器。實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)計算機(jī)數(shù)據(jù)通信，通過局域崗遠(yuǎn)程訪問現(xiàn)場的蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)，接收、分析數(shù)據(jù)，通過Web服務(wù)器數(shù)據(jù)。

3、通信網(wǎng)絡(luò)。聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場設(shè)備各分站（采集監(jiān)控站），采用光纖作為數(shù)據(jù)通信主干線，組成全廠UPS和直流電源在線監(jiān)控的局域網(wǎng)。

（二）系統(tǒng)主要功能

1、臺賬管理。集成各站UPS、直流系統(tǒng)、蓄電池信息設(shè)備及查詢功能?？刹樵兠颗_UPS、直流設(shè)備的每節(jié)電池電壓、平均電壓、整組電壓、充放電電流、環(huán)境溫度等實時、歷史數(shù)據(jù)，以曲線和柱狀圖方式顯示，或生成報表打印。

2、實時分析。對選定時間段內(nèi)的電池運(yùn)行狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)某個蓄電池被放過電，滿足一定電流范圍和時間（大于設(shè)置值）時，系統(tǒng)將對蓄電池進(jìn)行電池容量評價（容量估算）。

3、報警指示和查詢?？蓪γ颗_UPS、直流電源故障進(jìn)行報警，提供報警查詢，以便及時處理。

4、網(wǎng)絡(luò)化。系統(tǒng)具有遠(yuǎn)端通信和遙測、遙信、遙控功能，使遠(yuǎn)程服務(wù)器通過以太網(wǎng)對各站UPS、直流電源、蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)管理。還可根據(jù)企業(yè)需要，與其他系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，采集一些重要設(shè)備的信息，實現(xiàn)更多功能。

二、系統(tǒng)應(yīng)用注意事項

認(rèn)真查清企業(yè)內(nèi)部UPS和直流電源現(xiàn)狀以及企業(yè)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，根據(jù)設(shè)備功能和重要性合理配置。

1、確定網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架方案，即企業(yè)是否有必要建立完整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上構(gòu)建，對單個電池組也可實現(xiàn)完整、獨(dú)立的在線維護(hù)管理。

2、以在線管理系統(tǒng)為核心，輔以必要人工測試，可降低管理成本，大站、關(guān)鍵設(shè)備直接采用完整系統(tǒng)，小站、單體UPS等經(jīng)后臺機(jī)處理形成整體維護(hù)管理系統(tǒng)。

3、有些UPS和直流電源已具備多種管理功能，如狀態(tài)參數(shù)、狀態(tài)記錄、報警等，合理配置不僅降低開發(fā)成本，還可減少線路過多帶來的故障隱患。

4、維護(hù)管理系統(tǒng)只進(jìn)行監(jiān)視，建議控制指令（如故障處理、切換、活化等）的發(fā)出由人工實施。

5、系統(tǒng)建立后，可在有人值守的地方設(shè)監(jiān)視站，由操作人員實現(xiàn)全天候運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，維修人員要定期查閱管理。

6、要預(yù)留接口和協(xié)議以便兼容其他系統(tǒng)，系統(tǒng)上層管理也可建在企業(yè)已有網(wǎng)站上。

7、建議狀態(tài)管理系統(tǒng)與過程控制或執(zhí)行系統(tǒng)分開，注意相互間獨(dú)立性，不要相互干擾。

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關(guān)鍵詞：直流電故障 處理措施

隨著電力事業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)變電站綜合自動化系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的廣泛采用、變電站無人值班方式的逐步實行，由此對變電站直流電源的可靠性提出了更高的要求。

1 直流電源模塊故障

某變電站發(fā)生直流系統(tǒng)故障，當(dāng)監(jiān)控端發(fā)出“直流屏模塊故障、直流屏系統(tǒng)故障總信號”經(jīng)過一段時間后發(fā)出“直流屏電池欠壓”。接通知后到現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)控制模塊、充電模塊顯示屏無顯示，模塊風(fēng)扇停止，模塊處于失電狀態(tài)。經(jīng)查看各模塊交流輸入正常，監(jiān)控系統(tǒng)顯示模塊故障?，F(xiàn)場直流由蓄電池供給，情況十分危急。聯(lián)系檢修人員經(jīng)更換損壞的直流模塊后，直流系統(tǒng)恢復(fù)正常。事后分析當(dāng)時該地區(qū)正發(fā)生雷雨天氣，而該站又沒在模塊輸入進(jìn)線處裝設(shè)C級、D級避雷器，從而使得直流模塊被雷擊而損壞。在安裝調(diào)試時還發(fā)現(xiàn)當(dāng)并列的電源模塊間輸出電壓相差較大時，輸出電流將會不平衡。故障分析時檢查換下來的模塊單元，還發(fā)現(xiàn)模塊濾網(wǎng)及風(fēng)扇積滿灰塵。

通過當(dāng)時的故障處理，以及對故障模塊的檢查并結(jié)合其他站的模塊故障，經(jīng)過分析總結(jié)，找出造成變電站內(nèi)直流模塊故障及異常的原因。

1．1 直流模塊故障的分析

(1)直流模塊由于長期重負(fù)荷運(yùn)行、甚至過載而損壞。

變電站直流模塊在設(shè)計時容量配置采用的是N+I的標(biāo)準(zhǔn)，在一臺模塊故障時仍能保持其他模塊正常運(yùn)行，因此在正常情況下模塊一般不會過載。由于目前半導(dǎo)體功率器件和磁性材料等部件性能的原因，單個直流電源模塊的最大輸出功率無法滿足有些變電站的總功率要求，直流電源模塊的并聯(lián)是不可避免的，否則無法

滿足現(xiàn)在變電站對直流供電模塊功率的要求。

盡管每個直流電源模塊單元具有輸出自動均流功能，但是并聯(lián)運(yùn)行的各個模塊特性的不一致導(dǎo)致各模塊負(fù)荷電流存在不均衡情況。有些模塊可能承擔(dān)更多的電流，極端情況下甚至過載，而有些模塊運(yùn)行于輕載狀態(tài)，甚至基本上是空載運(yùn)行。由于存在部分模塊分擔(dān)負(fù)荷多、部分模塊分擔(dān)負(fù)荷少這一情況，其結(jié)果必然加大了分擔(dān)負(fù)荷多的模塊損壞的可能性，也縮短了分擔(dān)負(fù)荷多模塊的正常使用壽命，降低了系統(tǒng)的可靠性。通過檢查并列直流模塊的負(fù)荷情況，發(fā)現(xiàn)各模塊輸出電壓的差異將導(dǎo)致負(fù)荷分配的不平衡。當(dāng)其中一個控制模塊輸出直流電壓高于其他模塊5 V以上時，此模塊將承受直流負(fù)載的大部分負(fù)荷。此直流模塊所分擔(dān)的負(fù)荷往往超出單個直流模塊所能承受的最高負(fù)荷，從而導(dǎo)致直流模塊的過載損壞。

(2)直流模塊交流進(jìn)線處未安裝避雷器，或避雷器的安裝不符合防雷要求。一些老站在早期綜合自動化改造時，設(shè)計不是太規(guī)范，有的未安裝避雷器，造成雷電侵入交流電纜經(jīng)交流回路進(jìn)入直流模塊造成模塊損壞。而一些已安裝了，C級、D級避雷器的變電站其避雷器之間的電纜距離過短使得雷擊過電壓無法衰減至模塊可承受的電壓值，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于模塊過壓保護(hù)值，造成了直流模塊損壞。避雷器分為間隙類、放電管類、壓敏電阻類、抑制二極管類、壓敏電阻一氣體放電管組合類、硅化類等。目前避雷器常用的有氧化鋅壓敏電阻和氣體放電管2種。氧化鋅壓敏電阻避雷器分為單片壓敏電阻避雷器和多片壓敏電阻避雷器，是限壓型保護(hù)器件，平時呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，一旦有脈沖電壓，立即將電壓限制到一定值，其阻抗突變?yōu)榈妥锠顟B(tài)。與氣體放電管比較，它最大的優(yōu)點是當(dāng)它吸收脈沖電壓時因殘壓高于工作電壓，不會造成電源的瞬間短路，同時動作時間比放電管短。氣體放電管避雷器分為開放式放電管避雷器和密閉式氣體放電管避雷器。氣體放電管避雷器雖然具有很強(qiáng)的承受大能量沖擊的能力，但存使用時，由于氣體放電管在放電時殘壓極低，近似于短路狀態(tài)，對系統(tǒng)的影響較大。模塊進(jìn)線處安裝壓敏電阻避雷器已能滿足防雷保護(hù)的要求。為了減小對系統(tǒng)的影響一般采用壓敏電阻避雷器，作為C級、D級避雷器。采用c級、D級多級保護(hù)時，存在著一個前級保護(hù)和后級保護(hù)如何配合的問題。c級、D級避雷器這兩級避雷器之間為了能夠滿足配合要求，必須保持足夠的距離，以利于兩級避雷器之間的配合。保證C級避雷器先于D級避雷器動作，泄放部分雷電的能量，限制殘壓，之后再由D級避雷器動作進(jìn)一步泄放雷電的能量，限制殘雎，從而使進(jìn)入直流模塊的電壓限制在模塊能夠承受的范圍以內(nèi)，保護(hù)直流模塊不受損壞。

1．2 直流模塊發(fā)生異常原因

風(fēng)冷型模塊長期運(yùn)行后積攢灰塵過多，影響散熱。風(fēng)冷型直流模塊通過風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動散出模塊內(nèi)部由于元件工作所產(chǎn)生的大量熱量。模塊具有過溫保護(hù)功能，當(dāng)模塊的進(jìn)風(fēng)口被堵住或環(huán)境溫度過高導(dǎo)致模塊內(nèi)部的溫度超過設(shè)定值時，模塊會過溫保護(hù)，模塊無電壓輸出。當(dāng)異常條件清除、模塊內(nèi)部的溫度恢復(fù)正常后，模塊將自動恢復(fù)為正常工作。因此當(dāng)模塊由于長期運(yùn)行進(jìn)出風(fēng)口積聚大量灰塵造成散熱不良時會使溫度過高，過溫保護(hù)動作模塊不在輸出，必然加重其他正常模塊的負(fù)荷供給。隨著負(fù)荷的加重增加模塊異常的機(jī)率。即使溫度沒有超過設(shè)定值時，長期的高溫也會影響模塊的正常使用壽命。

2 直流電源模塊故障的處理

(1)模塊過負(fù)荷損壞其主要原因是并列模塊問的負(fù)荷電流不平衡造成的，為了保證模塊間的均流，在安裝調(diào)試時通過調(diào)節(jié)各模塊的輸出電壓，使其輸出電壓基本達(dá)到一致，實現(xiàn)各模塊問的負(fù)荷分配的平衡。在驗收時應(yīng)該嚴(yán)格把關(guān)保證各模塊輸出電流的平衡。在平時巡視時應(yīng)注意查看各模塊的電流是否在允許的偏差范圍內(nèi)(自主均流法的模塊問輸出電流不平衡度±3％ 。)，如超出范圍及時檢查模塊并查找原因，杜絕并列模塊間的負(fù)荷電流不平衡度超出允許的范圍的情況發(fā)生，從而防止直流電源模塊因負(fù)荷電流不平衡而造成損壞。

(2)交流進(jìn)線處加裝合格的C級和D級兩級避雷器，加裝的C級、D級避雷器之間應(yīng)保持5m 以上距離，以利于限制雷電波的殘壓，有效地防止過電壓的沖擊，保障電源系統(tǒng)正常工作。在滿足防雷要求的情況下，選用性能更加優(yōu)良的氧化鋅壓敏電阻避雷器。加裝氧化鋅壓敏電5H避雷器時前端要串接相應(yīng)容量的斷路器(可

發(fā)出遙信信號)來提高直流系統(tǒng)可靠性。

斷路器的作用：在避雷器損壞時，方便更換；在避雷器發(fā)生老化時，避免發(fā)生對地故障。避雷器損壞，避雷器與母線問的斷路器跳閘后就可以及時發(fā)信，為及時發(fā)現(xiàn)異常和縮短故障處理時間提供便利。巡視時要注意查看避雷器是否完好有無異常，接地引線是否完好接地。

(3)巡視時注意直流電源模塊的散熱情況，如發(fā)現(xiàn)散熱不正常，溫度過高及時檢查并查找原因。經(jīng)常對直流電源模塊進(jìn)行除塵工作。如發(fā)現(xiàn)直流電源模塊長期運(yùn)行以致于積聚灰塵過多的必須立即進(jìn)行除塵，保持模塊進(jìn)出風(fēng)口的通暢，保證直流電源模塊的散熱正常，防止由于濾網(wǎng)及風(fēng)扇積灰，導(dǎo)致散熱不良引起直流電源模塊的損壞。同時也要保持直流屏的通風(fēng)散熱。注意直流屏安裝場所的環(huán)境溫度，溫度過高時及時開啟空調(diào)。通過以上措施保證直流模塊有良好的運(yùn)行環(huán)境。

3 結(jié)語

隨著安全穩(wěn)定電網(wǎng)的需要, 變電站直流系統(tǒng)日益受到重視。近幾年對各公司針對對變電站直流電源系統(tǒng)下達(dá)了不少規(guī)程、規(guī)范和反措要求, 為我們解決直流系統(tǒng)存在的問題和提高其運(yùn)行可靠性提供了強(qiáng)有力的支持。

[參考文獻(xiàn)]

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關(guān)鍵詞：開關(guān)直流電源；紋波抑制；問題；措施

開關(guān)電源主要是對電路電源進(jìn)行控制，一般來說，開關(guān)電源的效率較高，輸出的電壓也可以進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，并且也能夠盡可能的降低損耗，在體積上也較小，自重較輕，由于開關(guān)電源有著的如此多的優(yōu)點，使得其應(yīng)用的范圍相對較廣。但是開關(guān)電源中也存在著紋波的問題，采取有效的手段對紋波進(jìn)行抑制，方能更好的保障電路運(yùn)行的安全和穩(wěn)定。下面本文就主要針對開關(guān)直流電源的紋波抑制問題進(jìn)行深入的探究。

1 開關(guān)電源紋波產(chǎn)生的原因

開關(guān)電源主要的作用就是將電網(wǎng)電路中的電壓整流有效的轉(zhuǎn)化為直流電，在合理的利用高頻開關(guān)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對直流電的逆向轉(zhuǎn)換，使其形成交流電，然后再通過開關(guān)變壓所具備的降壓作用，來將高頻二極管中的整流有效的轉(zhuǎn)化為直流電并進(jìn)行輸出。而在開關(guān)電源中，紋波的出現(xiàn)主要是受到了如下幾種因素的影響：

1.1 低頻紋波

一般來說，低頻紋波主要是因為濾波電路中呈現(xiàn)出的電解電容量不足所導(dǎo)致的，開關(guān)電源本身的體積就相對較小，在這一因素的限制下，電解電容對的容量也就無法無限制的增加，其所能夠容納的容量也相對較小，這樣就使得對低頻紋波產(chǎn)生，而相較于其他的紋波形式來說，這種低頻紋波會隨著電流中紋波頻率的整流變化而呈現(xiàn)出一定的變化。

1.2 高頻紋波

當(dāng)開關(guān)電源的逆變橋開關(guān)管處于開關(guān)的狀態(tài)時，要想使得高頻開關(guān)所具有的變壓器體積可以有效的縮減以及能夠保障其標(biāo)準(zhǔn)的重量，就需要對開關(guān)管的開關(guān)轉(zhuǎn)換頻率進(jìn)行有效的控制，如果開關(guān)轉(zhuǎn)換的頻率相對較高，那么尖峰電壓過沖就會隨之出現(xiàn)，這樣也會產(chǎn)生一定的紋波，使得開關(guān)電源中所輸出的電壓也出現(xiàn)相應(yīng)的紋波，從而紋波之間就會產(chǎn)生共模效應(yīng)。

1.3 閉環(huán)調(diào)節(jié)器引起的紋波

通常而言，開關(guān)電源在進(jìn)行電壓輸出的時候，需要合理的利用閉環(huán)進(jìn)行控制，而這就需要利用反饋網(wǎng)絡(luò)來對輸出電壓一端的紋波進(jìn)行有效的調(diào)控，并將其輸送到調(diào)節(jié)其中，在通過賄賂后，會使得調(diào)節(jié)器出現(xiàn)振動的跡象，從而就會產(chǎn)生紋波。而這樣的紋波一般沒有固定的電壓，工作頻率也較為隨意，同時，在對調(diào)節(jié)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的過程中，如果出現(xiàn)設(shè)置不當(dāng)?shù)那闆r，也會引發(fā)紋波。

2 紋波抑制措施

2.1 低頻紋波的抑制

針對低頻紋波進(jìn)行抑制的過程中，可以采用的措施主要包括以下幾種：

首先，合理的應(yīng)用有源濾波器來進(jìn)行低頻紋波的降低處理，使得低頻紋波的容量可以得到有效的減少，應(yīng)用這樣的方法，主要是基于晶體發(fā)射極電流而研究出來的，這種晶體管發(fā)射的極電流是普通極電流的1+β倍，采取這一方法來對低頻紋波進(jìn)行控制，可以使得其基極雖然接受到電容量較小，但是卻可以相當(dāng)于一個較大的電容量。其原理電路如圖1所示。

其次，就是要在輸出位置處進(jìn)行低頻濾波器的設(shè)置，依據(jù)低頻濾波器來對紋波的出現(xiàn)進(jìn)行抑制。采用這種方法主要是依據(jù)高頻開關(guān)整流的輸出原理來對電壓以及電流進(jìn)行過濾，將高頻開關(guān)的逆變利用PWM來進(jìn)行調(diào)節(jié)，將差模紋波轉(zhuǎn)化為低頻紋波，盡可能的減少紋波的出現(xiàn)。在對濾波器進(jìn)行選擇的時候，也需要充分的考慮到輸出端的具體需求，這樣才能夠使得低頻濾波器能夠發(fā)揮出其應(yīng)用的效用。

2.2 高頻紋波的抑制

高頻紋波抑制的目的是給高頻紋波電壓提供通路，常用的方法有以下幾種：①在高頻開關(guān)變壓器的初級增加尖峰電壓抑制網(wǎng)絡(luò)，在開關(guān)變壓器中增加屏蔽層，并將屏蔽層接地，有利于降低高頻紋波電壓。②合理布線，開關(guān)電源中印制板及系統(tǒng)的裝配布線應(yīng)充分考慮高頻耦合這一特點，避免使用平行布線，使引線盡可能短，在能使用絞線的地方多使用絞線或屏蔽線，將屏蔽線的屏蔽層及電源外殼都接地，對多電源同時工作的場合采用單個屏蔽和接地，強(qiáng)弱電分開走線。③降低逆變橋中開關(guān)元件與高頻整流管的開關(guān)應(yīng)力，共模紋波是由于開關(guān)元件通斷時電路中寄生電感的存在引起的，所以在開關(guān)元件上并聯(lián)限制開關(guān)應(yīng)力的過壓吸收網(wǎng)絡(luò)可以減小輸出紋波。該方法應(yīng)用中應(yīng)特別注意開關(guān)應(yīng)力抑制，網(wǎng)絡(luò)中快恢復(fù)二極管為超快恢復(fù)型，電阻元件為氧化膜電阻，電容為無感瓷片或云母電容，且與開關(guān)元件之間的引線應(yīng)短。

2.3 閉環(huán)調(diào)節(jié)器參數(shù)不適當(dāng)引起的紋波抑制

在開關(guān)直流電源中，往往因調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇不適當(dāng)會引起輸出紋波的增大，這部分紋波可通過以下方法進(jìn)行抑制。

①在調(diào)節(jié)器輸出增加對地的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié)器的補(bǔ)償可抑制調(diào)節(jié)器自激引起的紋波增大。②合理選擇反饋電壓值，反饋電壓過大會引起調(diào)節(jié)器振蕩，使輸出紋波增加，反饋電壓太小將使輸出紋波電壓不能得到很好及時的抑制。③合理選擇閉環(huán)調(diào)節(jié)器的開環(huán)放大倍數(shù)和閉環(huán)調(diào)節(jié)器的參數(shù)，開環(huán)放大倍數(shù)過大有時會引起調(diào)節(jié)器的振蕩或自激，使輸出紋波含量增加，過小的開環(huán)放大倍數(shù)將使輸出電壓穩(wěn)定性變差及紋波含量增加，所以調(diào)節(jié)器的開環(huán)放大倍數(shù)及閉環(huán)調(diào)節(jié)器的參數(shù)要合理選取，調(diào)試中要根據(jù)負(fù)載狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

針對上述的開關(guān)直流電源紋波抑制的方法進(jìn)行分析，并進(jìn)行實際應(yīng)用的校驗，經(jīng)過檢驗就可充分的了解到開關(guān)直流電源紋波的具體含量能夠通過數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的體現(xiàn)，依據(jù)顯示出的數(shù)據(jù)就可以發(fā)現(xiàn)，在采用如上的方式對開關(guān)直流電源進(jìn)行紋波抑制的時候，可以使得紋波降到萬分之一以下，這就表明，上述的紋波抑制方法在實際的應(yīng)用中，具有明顯的可行性和有效性。詳細(xì)的紋波抑制效果數(shù)據(jù)可見表1。

結(jié)束語

通過本文的分析可以清楚的了解到，在對開關(guān)直流電源的紋波進(jìn)行抑制的過程中，需要先對紋波的出現(xiàn)情況進(jìn)行有效的分析，在對開關(guān)電源進(jìn)行設(shè)計的時候，也需要采用不同的方式來對低頻紋波和高頻紋波進(jìn)行有效的抑制，針對閉環(huán)調(diào)節(jié)器的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)定，選擇適宜的濾波器，從而使得相關(guān)的參數(shù)選擇可以對電源紋波形成積極、正面的影響，這樣就能夠有效的防止開關(guān)直流電源紋波的出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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[2]吳曉亮.發(fā)射機(jī)激勵器開關(guān)電源輸出紋波的測量和抑制[J].民營科技，2012（11）.

篇6

利用高壓直流系統(tǒng)固有的快速、大范圍可控制的輸送電能的特點，可以借助交直流系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)節(jié)的手段來提高與直流系統(tǒng)相連接的交流系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。為了實現(xiàn)這一目的，必須在直流輸電系統(tǒng)主控制器上附加特殊的穩(wěn)定控制器。文章基于此在介紹了高壓直流輸電的特點的基礎(chǔ)上對高壓直流電源控制系統(tǒng)的運(yùn)行特點進(jìn)行了研究。

二、高壓直流輸電的特點

1、功率傳輸特性。隨著輸送容量不斷增長，穩(wěn)定問題越來越成為交流輸電的制約因素。為了滿足穩(wěn)定的要求，常需要采用串補(bǔ)、靜補(bǔ)、調(diào)相機(jī)、開關(guān)站等措施，有時甚至不得不提高輸電電壓。但是這將增加很多電器設(shè)備，代價昂貴。直流輸電沒有相位和功角的問題，當(dāng)然也就不存在穩(wěn)定問題，只要電壓降、網(wǎng)損等技術(shù)指標(biāo)符合要求，就可以達(dá)到傳輸?shù)哪康?，無須考慮穩(wěn)定的問題，這是直流輸電的重要特點，也是它的一大優(yōu)勢。

2、對線路故障的自防護(hù)能力好。交流線路單相接地后，其消除過程一般約0.4-0.8s，加上重合閘時間，約0.6—1s恢復(fù)。直流線路單極接地，整流、逆變兩側(cè)晶閘管閥立即閉鎖，電壓降到零，迫使直流電流降到零，故障電弧熄滅不存在電流無法過零的困難，直流線路單極故障的恢復(fù)時間一般在0.2-0.35s內(nèi)。若線路上發(fā)生的故障重合(對直流輸電系統(tǒng)為再啟動)過程中重燃，交流線路就三相跳閘了。直流輸電系統(tǒng)則可以用延長留待去游離時間及降壓方式來進(jìn)行第二、第三次再啟動，創(chuàng)造線路消除故障、恢復(fù)正常運(yùn)行的條件。對于單片絕緣子損壞，交流系統(tǒng)必然三相切除，直流系統(tǒng)則可降壓運(yùn)行，而且大多能取得成功。

3、潮流和功率控制可實現(xiàn)自動化。交流輸電的潮流取決于網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、發(fā)電機(jī)與負(fù)荷的運(yùn)行方式，控制難度較大，需由值班人員調(diào)度。直流輸電系統(tǒng)的功率傳輸可全部自動控制。

4、對短路容量無影響。兩個電網(wǎng)以交流互聯(lián)時，將增加兩側(cè)系統(tǒng)的短路容量，有時會造成部分原有斷路器不能滿足遮斷容量要求而需要更換。如果兩電網(wǎng)以直流系統(tǒng)互聯(lián)(背靠背方式)，無論哪里發(fā)生故障，在直流線路上增加的電流都是不大的，因此不會影響交流系統(tǒng)的斷路容量。

5、調(diào)度管理簡便。由于通過直流系統(tǒng)互聯(lián)的兩端交流系統(tǒng)可以有不同的頻率，輸送功率也可保持恒定(恒功率、恒電流等)。對于送端而言，整流站相當(dāng)于交流系統(tǒng)的一個負(fù)荷。對于受端而言，逆變站則相當(dāng)于交流系統(tǒng)的一個電源。兩個電網(wǎng)相互之間的干擾和影響小，運(yùn)行管理簡單方便，對我國當(dāng)前發(fā)展的跨大區(qū)互聯(lián)、合同售電、合資辦電等形成的聯(lián)合電力系統(tǒng)非常適用。三、高壓直流輸電控制系統(tǒng)的特點

高壓直流輸電系統(tǒng)的快速潮流控制能力以及其高度可控性在世界上的很多工程中得到了充分應(yīng)用。它的有效運(yùn)用決定于適當(dāng)利用它的可控性以保證電力系統(tǒng)的所需性能。以提供高效而穩(wěn)定的運(yùn)行、最大限度地提高功率控制的靈活性而不危及設(shè)備的安全為目標(biāo)。以下將主要論述高壓直流輸電控制系統(tǒng)的特點。

(一)控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)。直流輸電控制系統(tǒng)通常被分為三個層次，第一層為主控制級，也稱為雙層控制級。通常包含3個模塊，分別是接受調(diào)度中心發(fā)來的輸送功率指令的模塊、功率調(diào)制和快速功率變化控制的模塊和計算直流電流指令值的模塊，即期望的直流電流值，電流控制的期望值從這個模塊被傳送到第二層次的控制系統(tǒng)，即極控級。第二層為極控制級。直流輸電極控制級中各控制器的目標(biāo)是使直流輸電系統(tǒng)按照某種特定的特性曲線來運(yùn)行。極控制級的主要控制功能是經(jīng)過控制運(yùn)算以后發(fā)送一個觸發(fā)角指令給第三層次閥組控制級的各個閥組控制單元。第三層為閥組控制級。閥組控制級主要有兩個功能：取觸發(fā)脈沖的同步信號和產(chǎn)生滿足要求的觸發(fā)脈沖系列以觸發(fā)晶閘管閥。觸發(fā)脈沖的同步信號應(yīng)嚴(yán)格與換流站交流母線電壓頻率保持確定的倍數(shù)關(guān)系，以滿足當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障，換流站交流母線電壓大幅度跌落時仍能正常工作的要求。直流輸電的閥組控制主要涉及系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計。

(二)高壓直流輸電控制方式。直流小方式調(diào)制控制；小方式調(diào)制的目的主要是阻尼一種或多種模態(tài)的振蕩，控制信號一般加于直流基本控制的電流指令環(huán)節(jié)。由于調(diào)制功率幅值不大的緣故，小方式調(diào)制無需兩端換流站之間的通信。直流大方式調(diào)制控制：大方式調(diào)制控制旨在擴(kuò)展系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定極限，從而保障系統(tǒng)在大擾動下的安全?？刂谱饔命c通常取為直流基本控制的功率直流環(huán)節(jié)。相對于小方式調(diào)制控制，大方式調(diào)制對直流功率改變幅度較大，作用時需要與對端換流站通信。有的大方式調(diào)制控制信號取為兩端交流系統(tǒng)的頻率偏差，這樣的控制器也可被稱為頻率調(diào)制控制器，因為由它的控制作用可以提高兩側(cè)交流系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性。Y角調(diào)制：對于直流聯(lián)系的弱交流系統(tǒng)，直流功率調(diào)制的功效將大大削弱。假設(shè)整流側(cè)調(diào)制作用使得直流電流上升，由于直流電壓是由逆變側(cè)電壓控制環(huán)節(jié)以及換流站交流母線電壓決定的，隨著電流的上升逆變側(cè)無功功率的需求量將增加。該問題的一種解決方法是在逆變側(cè)引入Y角調(diào)制從而保障整流側(cè)功率調(diào)制的有效性。

(三)鋼鐵企業(yè)直流輸電系統(tǒng)的發(fā)展。在鋼鐵企業(yè)中積極有序地推進(jìn)節(jié)電技術(shù)與管理對提高企業(yè)的節(jié)能水平尤為重要。在供配電環(huán)節(jié)，變壓器等電能基礎(chǔ)設(shè)施配置、更新及高效運(yùn)行：傳統(tǒng)的節(jié)電方法和渠道已經(jīng)在鋼鐵企業(yè)廣泛采用，并取得一定成效。在此基礎(chǔ)上鋼鐵企業(yè)如何采取新的舉措，開辟新的節(jié)電渠道，挖掘節(jié)電潛力。成了企業(yè)當(dāng)務(wù)之急。伴隨著全球性的通脹，電價上漲將是一個長期趨勢，生產(chǎn)用電成本的上升只能靠企業(yè)加強(qiáng)用電管理，提高節(jié)電水平來逐步消化。其中，在技術(shù)層面的節(jié)電技術(shù)發(fā)展較快，已經(jīng)或者正在鋼鐵企業(yè)中得到大力的推廣和應(yīng)用。

篇7

關(guān)鍵詞： 變電站 直流電源屏 電源設(shè)備

目前我國電力所使用的直流分合閘電源大部分采用相控電源，但相控電源在紋波、效率、體積等方面不盡人意，監(jiān)控系統(tǒng)不完善，主從各分，用戶使用不便，對電力系統(tǒng)新的要求達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。另外由于充電設(shè)備與蓄電池并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)紋波系統(tǒng)較大、浮充電壓波動或偏低時，會出現(xiàn)蓄電池脈沖充電放電，對電池不利。

90年代以來，美國、德國等西方國家新建電廠和變電站已全部采用開關(guān)電源，其蓄電池也由原來的鎘鎳電池改用鉛酸免維護(hù)蓄電池，由于新的斷路器（真空開關(guān)或彈簧儲能式）的采用，合閘電流大幅減少，雙母線也逐步用單母線取代。

高頻開關(guān)電源以其體積小、重量輕、效率高、輸出紋波小、模塊疊加、N+1熱備份設(shè)計，及便于計算機(jī)管理等優(yōu)點，迎合了現(xiàn)代電源的潮流。在計算機(jī)、航天、通信、儀器儀表方面，開關(guān)電源已得到廣泛應(yīng)用。近年來，國內(nèi)用的電源已逐步由開關(guān)電源取代相控電源，可以預(yù)計，在電力操作電源方面，開關(guān)電源逐步取代相控電源會成為趨勢。

隨著高頻開關(guān)電源在我國電力系統(tǒng)的日益普及，越來越多的變電站（所）發(fā)電廠的常規(guī)直流電源屏被高頻開關(guān)電源所取代。原電力部、水利部也明確下文推廣（變）電站小型化、無人值班化模式。這一發(fā)展趨勢使直流電源設(shè)備市場上出現(xiàn)了眾多廠家。那么，如何選擇你所需要的直流電源屏？筆者就多年從事相關(guān)工作的體會，談?wù)勅缦驴捶ā?/p>

1.所選設(shè)備是否適用

許多人在選擇高頻直流電源裝置時，常有這樣的認(rèn)識，即技術(shù)等級越高越好，價格越貴越好，其實并非如此。任何產(chǎn)品從試制到完善成熟都有一個過程，這其中需要用戶對實際運(yùn)行中出現(xiàn)的問題反饋給廠家以不斷地改進(jìn)，并且高頻開關(guān)電源原理已經(jīng)很成熟，大部分廠家都采用經(jīng)典電路。因此你選擇的裝置最好是該廠家有一年以上穩(wěn)定運(yùn)行經(jīng)驗的產(chǎn)品。另一方面要考慮自己（變）電站的技術(shù)要求適配性，如我國大部分農(nóng)村（變）電站不具備無人值班的條件，就沒有必要選擇四遙功能齊全的裝置，如考慮以后可能的聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)通訊的要求，則訂貨時可要求保留通訊接口，以便于今后的改造。其次電池選擇也很重要，電池分為防酸式、密封式、全密封式，現(xiàn)一般選擇全密封式。

2.設(shè)備的抗干擾性及可靠性

電力系統(tǒng)最首要、最根本的要求乃是設(shè)備的安全性、可靠性。為此，在選擇直流電源裝置時，應(yīng)特別注意其抗干擾性的主要措施。

高頻開關(guān)電源都采用微機(jī)控制，如有的廠家采用工控機(jī)，有的采用可編程控制器，有的采用單片機(jī)，而計算機(jī)技術(shù)發(fā)展很快，因此常常出現(xiàn)的情況是：代表當(dāng)年最先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品卻缺少必要的運(yùn)行時間，其可靠性如何就是一個疑問。一般來說，用可編程控制器可靠性高，但價格貴。

3.操作維護(hù)是否簡單方便

用戶在采用高頻開關(guān)電源肯定其先進(jìn)性能時，還應(yīng)重點考慮其操作是否簡單易學(xué)，維護(hù)是否方便，因此中央控制器的控制軟件不論如何先進(jìn)如何復(fù)雜，都應(yīng)使其界面直觀，操作簡單、方便。在出現(xiàn)故障時其顯示屏能自動顯示故障性質(zhì)、發(fā)生時間、發(fā)生位置等主要參數(shù)，有較強(qiáng)的自檢功能，以便于用戶進(jìn)行維護(hù)。所以在選擇直流電源屏?xí)r要注意觀察廠家的軟件顯示，并結(jié)合自身今后運(yùn)行維護(hù)的實際情況，考察其中中央控制器的操作、顯示否簡單、直觀。

4.價格是否合理

合理的價格是大多數(shù)用戶必須要考慮的因素之一。很多用戶在考慮直流電源屏?xí)r，常對同一類型設(shè)備不同廠家價格差異過大感到不解，其實這是由幾個原因造成的：其一，高頻開關(guān)模塊的造價不同，有的廠家的高頻開關(guān)模塊是采用進(jìn)口元件，其模塊的成本較高，而有的廠家的高頻開關(guān)模塊是采用國產(chǎn)元件，其成本較低。其二，中央控制器的造價不同，有的廠家的中央控制器是采用可編程控制器（PLC），這是現(xiàn)在大多數(shù)廠家所采用的，而可編程控制器的生產(chǎn)廠家也不同，其中國產(chǎn)的品牌價格較低，原裝進(jìn)口的價格較。其三，不同廠所用的模塊輸出電流大小不一樣，如模塊的輸出電流小，配的模塊數(shù)多，可靠性高，但增加成本。對于以上種種因素，用戶在訂購設(shè)備時，要綜合考慮。

篇8

關(guān)鍵詞：數(shù)控直流電源；穩(wěn)壓電源；電壓源；電流源

中圖分類號：TM461文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：10053824（2013）04006707

0引言

數(shù)控直流穩(wěn)壓電源應(yīng)用非常廣泛，是學(xué)習(xí)電子信息工程、通信工程、機(jī)電一體化、電氣自動化等電類專業(yè)學(xué)生必然涉及到的一個電工電子課程設(shè)計項目。全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽曾于第一屆A題、第二屆A題和第七屆F題（電流源），全國首屆高職院校技能競賽樣題以及省級院校競賽都有涉及，用來檢驗學(xué)生的電子設(shè)計能力，可見其普遍性。

雖然較多論文都涉及，但電路設(shè)計的多樣性以及制作經(jīng)驗篇幅鮮少，不足以使讀者完成作品并舉一反三。筆者參閱數(shù)十篇關(guān)于數(shù)控直流電源系統(tǒng)的設(shè)計，發(fā)現(xiàn)許多很難讀懂的問題。例如，給出參數(shù)設(shè)計輸出達(dá)20 V電壓，但運(yùn)放直接驅(qū)動達(dá)林頓管明顯無法輸出達(dá)22 V以上。又如，通篇無關(guān)緊要的內(nèi)容，唯獨(dú)缺少比較放大環(huán)節(jié)設(shè)計及關(guān)鍵電路的完整連接，也就是說DAC輸出到調(diào)整管之間內(nèi)容匱乏，這也是本文解決問題的初衷。

直流穩(wěn)壓電源按照功率管工作狀態(tài)，分為線性穩(wěn)壓電源、開關(guān)穩(wěn)壓電源2種。鑒于電類專業(yè)課程設(shè)計的需要，本文重點解析線性穩(wěn)壓電源之關(guān)鍵設(shè)計，如與OP放大器設(shè)計聯(lián)系密切的部分，希望對讀者制作該項目或?qū)懻撐挠兴鶐椭?/p>

1設(shè)計要求的性能指標(biāo)與測試方法

1）輸出電流IL（即額定負(fù)載電流），它的最大值決定調(diào)整管（三端穩(wěn)壓器）的最大允許功耗PCM和最大允許電流ICM，要求：IL （Vimax-Vomin）

2）根據(jù)輸出電壓范圍和最大輸出電流的指標(biāo)，U/I可計算出等效負(fù)載阻值。例如，輸出電壓要求達(dá)30 V，最大輸出電流1 A，因此模擬負(fù)載應(yīng)滿足從幾Ω到30 Ω之間，調(diào)整管耗散功率應(yīng)滿足30 W以上，考慮加散熱片。

1.2質(zhì)量指標(biāo)

紋波電壓：是指疊加在輸出電壓Uo上的交流分量。在額定輸出電壓和負(fù)載電流下，用示波器觀測其峰一峰值，Uo（p-p）一般為毫伏量級，也可以用交流電壓表測量其有效值。紋波系數(shù)是紋波電壓與輸出電壓的百分比。設(shè)計中主要涉及濾波電路RLC充放電時間常數(shù)的計算。一般在全波式橋式整流情況下，根據(jù)下式選擇濾波電容C的容量：RL?C=（3-5）T/2，式中T為輸入交流信號周期，因而T=1/f=1/50=20 ms；RL為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。

穩(wěn)壓系數(shù)Su和電壓調(diào)整率Ku均說明輸入電壓變化對輸出電壓的影響[2]，因此只需測試其中之一即可。電源輸出電阻ro和電流調(diào)整率Ki均說明負(fù)載電流變化對輸出電壓的影響[2]，因此也只需測試其中之一即可，具體操作參照指標(biāo)的定義來實施。

2.2DAC接口電路的設(shè)計

2.3調(diào)整管控制電路、電壓采樣與電流采樣電路的

2.4ADC接口電路的設(shè)計、同時具備電壓源與電流源功能的設(shè)計

2.6具備電壓預(yù)置記憶存儲部分的設(shè)計

2.7保護(hù)電路的設(shè)計

2.8.2濾波電路的設(shè)計

3結(jié)語

曾經(jīng)查閱數(shù)十篇類似穩(wěn)壓電源電路圖，深感模擬電路設(shè)計的重要性。本文將電壓源與電流源的設(shè)計方案同時羅列，便于讀者理解設(shè)計要領(lǐng)。重點解析DAC輸出后的電路設(shè)計，圖中電壓、電流數(shù)據(jù)全部基于proteus交互式仿真完成。電路設(shè)計的連貫性、采樣電路取值、運(yùn)放電路與驅(qū)動電路設(shè)計等，是同類論文較少論述的環(huán)節(jié)，可以有效解決目前存在的諸多問題，有助于讀者提高電路解析能力。僅此拋磚引玉，希望本文的設(shè)計能對讀者在實際工作中有所幫助，不當(dāng)之處請多指教。

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篇9

關(guān)鍵詞：STC12C5A60S2；單片機(jī)；直流電源

中圖分類號：TN86

直流電源是通信機(jī)房的必需設(shè)備，它的主要任務(wù)就是通過把交流系統(tǒng)整流出直流電，為通信機(jī)房的交換設(shè)備、傳輸設(shè)備等提供直流工作電源，其性能和質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到通信設(shè)備能否穩(wěn)定運(yùn)行[1]。然而，目前使用的直流穩(wěn)壓電源大部分是利用分立器件組成的線性電源，在輸出特性上存在輸出精度和穩(wěn)定性不高的問題。此外，在調(diào)整精確的電壓輸出時，因為電位器的阻值特性為非線性，在調(diào)整時需要花費(fèi)一定的時間。因此，具有精度高，智能化的數(shù)控直流電源在工業(yè)生產(chǎn)中逐漸得到了廣泛的應(yīng)用。本文采用單片機(jī)作為控制核心，設(shè)計一種用于通信機(jī)房的12-48V可調(diào)高精度數(shù)控直流電源。

1 總體方案

本次設(shè)計的數(shù)控直流電源方案如圖1所示，主要包括鍵盤輸入，LED顯示，PWM信號輸出，功率輸出，A/D轉(zhuǎn)換等模塊，單片機(jī)負(fù)責(zé)對各個模塊之間的協(xié)調(diào)處理。其基本原理是單片機(jī)控制輸出占空比可調(diào)的PWM信號，經(jīng)過功率放大、濾波之后獲得穩(wěn)定直流電壓輸出。另一方面，對輸出的電壓進(jìn)行取樣并進(jìn)行A/D變換后反饋到單片機(jī)，根據(jù)取樣電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比對，再對PWM信號占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而形成閉環(huán)控制。輸出電壓值用鍵盤進(jìn)行設(shè)置，并采用LED數(shù)碼管進(jìn)行動態(tài)顯示。

圖1 數(shù)控直流電源方案

2 主要硬件組成

2.1 STC12C5A60S2單片機(jī)簡介

STC12C5A60S2是宏晶科技公司的一款增強(qiáng)型MCS-51單片機(jī)。該單片機(jī)采用單時鐘/機(jī)器周期（1T），指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。此外，其內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換（250K/S），非常適用機(jī)電控制場合。

2.2 核心電路設(shè)計

脈沖寬度調(diào)制（PWM）是一種模擬控制方式，其根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來調(diào)制晶體管基極或MOS管柵極的偏置，來實現(xiàn)晶體管或MOS管導(dǎo)通時間的改變，從而實現(xiàn)開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出的改變。這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定，是利用微處理器的數(shù)字信號對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)[2]。圖2所示為本通信直流電源的核心模塊。單片機(jī)內(nèi)部的可編程PWM模塊信號從P1.3引腳輸出，R1為上拉電阻，信號經(jīng)過限流電阻R2連接到功率三極管VT的基極。功率三極管VT放大的PWM波經(jīng)過LC濾波整形，通過對單片機(jī)內(nèi)部的PWM模塊編程，控制其占空比在25-100%之間連續(xù)可調(diào)，從而最終獲得12-48V范圍的直流電壓。圖中，DT為續(xù)流二極管，其作用是在控制開關(guān)關(guān)斷期間，給儲能濾波電感L釋放能量提供電流通路。在PWM電源中，輸出的PWM波頻率通常為20kHz。

由于STC12C5A60S2單片機(jī)內(nèi)部A/D模塊要求輸入電壓不能超過5V，因此采用R3和R4構(gòu)成的分壓電路對輸出電壓進(jìn)行取樣之后，再連接到單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，如圖2所示。

圖2 PWM驅(qū)動輸出及A/D取樣電路

3 軟件程序設(shè)計

軟件程序中，需要對STC12C5A60S2單片機(jī)內(nèi)部模塊進(jìn)行初始化，主要包括對PWM模塊和A/D模塊的相應(yīng)控制寄存器進(jìn)行設(shè)置。其中，PWM_init（）函數(shù)的主要代碼及說明如下（晶振頻率12M）：

CMOD=0x08； //設(shè)置PWM頻率Fosc/256，為50kHz

CL=0x00； //PCA定時器清零

CH=0x00； //PCA定時器清零

CCAPM0=0x42； //PWM0設(shè)置PCA工作方式為PWM方式

CCAP0L =0xc0； //設(shè)置PWM0初始值與CCAP0H相同

CCAP0H =0xc0； // PWM占空比為25%

AD_init（）函數(shù)的主要代碼及說明如下：

P1ASF=0x01； //P10口做AD 使用

P1M0 = 0x01； //用于A/D轉(zhuǎn)換的P1.0口

P1M1 = 0x01； //P1.0先設(shè)為開漏，斷開內(nèi)部上拉電阻

ADC_CONTR=0x88； //開啟AD高速轉(zhuǎn)換

系統(tǒng)工作流程為：單片機(jī)上電復(fù)位，初始化系統(tǒng)內(nèi)部PWM模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊以及其他相關(guān)寄存器。在主函數(shù)的循環(huán)中，單片機(jī)讀取10位A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，并與當(dāng)前設(shè)置的電壓值進(jìn)行對比，根據(jù)誤差對PWM模塊的控制寄存器進(jìn)行修正，改變占空比，直到輸出電壓值與設(shè)定值一致。另外，通過按鍵掃描程序檢測鍵盤狀態(tài)，根據(jù)鍵盤輸入調(diào)用相應(yīng)程序?qū)敵鲭妷褐颠M(jìn)行設(shè)置，同時通過LED數(shù)碼管顯示設(shè)置的電壓值以及實際輸出的電壓值，讓用戶實時了解電源的工作狀態(tài)。

4 結(jié)束語

該數(shù)控直流電源采用了10位高精度A/D對輸出電壓進(jìn)行采用，并實現(xiàn)了閉環(huán)控制。相對于常見分立元件的直流電源以及開環(huán)輸出的數(shù)控直流電源，本設(shè)計的電源具有電壓調(diào)節(jié)方便，精度高等優(yōu)點，能夠滿足通信機(jī)房對電源電壓及精度的要求。

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篇10

關(guān)鍵詞：240V；高壓直流；電源系統(tǒng)；通信工程；建設(shè)；標(biāo)準(zhǔn)；節(jié)能減排

中圖分類號：TN86文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

本文中作為實例的新建IDC機(jī)房在建成之后目標(biāo)是作為集政府辦公教育網(wǎng)以及OA網(wǎng)于一身的數(shù)據(jù)管理中心，從而成為所在區(qū)域的社會信息管理網(wǎng)絡(luò)的重要保證，因此對通信工程的供電系統(tǒng)在可靠性、穩(wěn)定性以及擴(kuò)展性等方面的要求都比較高。本實例主要建設(shè)2套容量為400A高壓直流供電系統(tǒng)（單套系統(tǒng)含交流屏1臺、直流屏1臺、整流機(jī)柜2臺并配置20塊20A的整流模塊、2組600Ah/240V蓄電池組），。

一、電源系統(tǒng)建設(shè)方案的選擇

（一）UPS電源系統(tǒng)

對于過往的IDC機(jī)房來說，UPS系統(tǒng)是其電源系統(tǒng)建設(shè)的唯一選擇，加上隨著IDC技術(shù)的高速發(fā)展，UPS系統(tǒng)與IDC技術(shù)的兼容性也變得越來越好，但是UPS電源系統(tǒng)仍存在一些未能解決的問題。例如由于UPS系統(tǒng)故障而導(dǎo)致的通信網(wǎng)絡(luò)癱瘓事故時有發(fā)生，從而帶給通信系統(tǒng)運(yùn)營商以及各位用戶重大的精神影響和經(jīng)濟(jì)損失。目前UPS系統(tǒng)的問題主要有：效率較低、穩(wěn)定性和可靠性差、維護(hù)難度大以及建設(shè)成本高等。另外，現(xiàn)時很多機(jī)房都沒有專人負(fù)責(zé)監(jiān)測設(shè)備狀況，所以往往設(shè)備發(fā)生故障，從發(fā)生到被發(fā)現(xiàn)時間就會比較長。

240V高壓直流電源系統(tǒng)

240V高壓直流電源系統(tǒng)跟其他電源系統(tǒng)相比，可靠性高、技術(shù)成熟、轉(zhuǎn)換效率高、維護(hù)操作簡易以及可擴(kuò)容能力強(qiáng)等優(yōu)勢，因此目前的IDC機(jī)房供電系統(tǒng)發(fā)展中，逐漸出現(xiàn)了UPS系統(tǒng)由高壓直流電源系統(tǒng)所取代的趨勢。高壓直流供電系統(tǒng)由交流配電屏、直流配電屏、整流機(jī)架、電池組等設(shè)備組成；高壓直流電源系統(tǒng)向負(fù)荷提供240V直流電源。

交流電源供電正常時，整流器對負(fù)荷供電，并對蓄電池組進(jìn)行浮充充電；交流電源供電不正常時，整流器停止工作，由蓄電池組向負(fù)荷供電，從而實現(xiàn)對用電負(fù)荷的無瞬間中斷供電，并且在同行業(yè)試用效果數(shù)據(jù)中可以看出，在以240V高壓直流電源系統(tǒng)取代UPS系統(tǒng)后，在系統(tǒng)的運(yùn)行中平均節(jié)能20～30％，而在供電系統(tǒng)建設(shè)上的資金投入至少能夠節(jié)省40％。

二、240V高壓直流電源系統(tǒng)工程設(shè)計中應(yīng)該注意的問題

以下就結(jié)合YDB 037—2009《通信用240V直流供電系統(tǒng)技術(shù)要求》，來分析240V高壓直流電源系統(tǒng)在設(shè)計時需要注意的問題進(jìn)行探究。

240V高壓直流電源系統(tǒng)容量的選擇

現(xiàn)階段，我國以240V高壓直流電源系統(tǒng)作為通信工程供電系統(tǒng)的供電體制以及制造技術(shù)仍然處在摸索階段，因此，為了確保供電系統(tǒng)的安全性，在240V高壓直流電源系統(tǒng)工程的設(shè)計時應(yīng)該嚴(yán)格遵守《通信用240V直流供電系統(tǒng)技術(shù)要求》上的相關(guān)規(guī)定：240V高壓直流電源系統(tǒng)的供電方式應(yīng)該盡可能選用分散供電模式，而且每個240V高壓直流電源系統(tǒng)的容量不能超過600A。因此在本IDC機(jī)房的建設(shè)中，選用了二套容量為400A的240V高壓直流電源系統(tǒng)設(shè)備。在本IDC機(jī)房建設(shè)的中，這個400A高壓直流電源系統(tǒng)設(shè)備能夠基本符合社會對本IDC機(jī)房的用電和通信要求。

（二）240V高壓直流電源系統(tǒng)對地懸浮

人們在建立240V高壓直流電源系統(tǒng)時，接地問題一直都是他們的關(guān)注點。但是將240V高壓直流電源系統(tǒng)的其中一極進(jìn)行接地的話，其產(chǎn)生的電壓由于比人體安全電壓要高出很多，因此如果當(dāng)人體不小心接觸到?jīng)]有進(jìn)行接地的一極時，所發(fā)生電擊事故后果就不堪設(shè)想了。因此，我們在處理240V高壓直流電源系統(tǒng)的接地問題上，應(yīng)該按照《通信用240V直流供電系統(tǒng)技術(shù)要求》的對地懸浮技術(shù)來取代普通的接地技術(shù)：通過系統(tǒng)的交流輸入應(yīng)與直流輸出電氣隔離；系統(tǒng)輸出應(yīng)與地、機(jī)架、外殼電氣隔離，使用時，正、負(fù)極均不得接地，系統(tǒng)應(yīng)有明顯標(biāo)識標(biāo)明該系統(tǒng)輸出不能接地。。

系統(tǒng)應(yīng)該配置有絕緣監(jiān)控裝置

由于高壓直流電源系統(tǒng)不接地，當(dāng)高壓直流供電系統(tǒng)的負(fù)載出現(xiàn)故障時，對高壓直流供電系統(tǒng)本身的保護(hù)及維護(hù)人員的保護(hù)就顯得非常重要了。假如系統(tǒng)負(fù)載甲發(fā)生設(shè)備正極碰地故障，負(fù)載乙發(fā)生設(shè)備負(fù)極碰地故障，此時通過兩個故障設(shè)備就構(gòu)成了電源系統(tǒng)的短路故障，部分更加嚴(yán)重的事故是，如果僅在一極發(fā)生絕緣靡降低或碰地 由于沒有短路電流流過，斷路器不會斷開，系統(tǒng)仍能繼續(xù)運(yùn)行，若此時有人觸摸了另一極或者電池端子，那將造成電擊事故，有可能造成嚴(yán)罩的人身傷亡事故。為了及時發(fā)現(xiàn)這種碰地故障，有必要對系統(tǒng)配置絕緣監(jiān)察裝置，用于監(jiān)視直流系統(tǒng)對地絕緣狀況，便于維護(hù)人員對供電回路的絕緣故障進(jìn)行判斷、查找和處理。

采用直流型斷路器及雙極開關(guān)

在～48v直流電源系統(tǒng)中，我們在工程上經(jīng)常發(fā)生使用交流型開關(guān)的情況。由于48V電壓比較低，滅弧相對容易，所以使用交流型開關(guān)沒有太大問題。但是對于240V的直流系統(tǒng)而言，其電壓高，滅弧會困難很多，因此決不能將交流犁斷路器用在直流電路上，要選用專門針對直流設(shè)計的直流型斷路器。

另外，240V高壓直流系統(tǒng)的輸出正負(fù)極均未接地，并且直流電壓高，單極的斷路器往往達(dá)不到這個電壓等級的要求，因此兩極都應(yīng)安裝開關(guān)，通過采用雙極開關(guān)來分擔(dān)分?jǐn)嚯娀‰妷骸?/p>

由于本IDC機(jī)房是新建工程，故我們在此特別提醒，如果是采用高壓直流電源系統(tǒng)對現(xiàn)有的UPS系統(tǒng)進(jìn)行替換，為了安全起見，我們應(yīng)將未端設(shè)備機(jī)架原有PDU的交流單極輸人空開更換成與上一級同容量的雙極直流斷路器。

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