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電力用直流電源自動(dòng)調(diào)壓裝置的研制
1引言
電力系統(tǒng)所需的直流電源,都是由直流電源系統(tǒng)提供的,而直流電源系統(tǒng)的輸出為合閘母線和控制母線兩部分。合閘母線的電壓即為充電機(jī)輸出電壓值,合閘母線的電壓高,其作用是為合閘機(jī)構(gòu)提供操作電源??刂颇妇€的電壓要比合閘母線的電壓低,而充電機(jī)在滿足給蓄電池正常充電的情況下,其輸出電壓要高于控制母線電壓,要滿足控制母線能正常地給電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置及信號(hào)回路等供電。必須把合閘母線電壓降至一定范圍,形成控制母線。本文介紹的自動(dòng)調(diào)壓裝置正是為實(shí)現(xiàn)這一功能而設(shè)計(jì)的。
2方案選擇
設(shè)計(jì)開始,我們選擇方案所遵守的原則為:成本低、性能高、具有高可靠性與穩(wěn)定性、實(shí)用性。
2.1選用單片機(jī)控制方案
選用8031或8051構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng),雖然實(shí)現(xiàn)起來,十分簡便,但是此系統(tǒng)所需外圍輔助器件比較多,造成成本過高。另外一重要原因是此種方案對(duì)干擾特別靈敏。實(shí)際運(yùn)用,可靠性較差,基于以上二種原因,此種方案沒有采用
2.2選用大規(guī)??删幊踢壿嬈骷桨?
我們選用了可編程邏輯器件GAL20V8B,進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。此種方案電路簡單,造價(jià)不高,但是經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),此種方案的抗干擾能力較差。所以,也不是優(yōu)選方案,沒有被我們采用。
2.3用大規(guī)模邏輯電路方案
采用此種方案后,我們發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)壓功能的電路十分簡單,整個(gè)成本明顯降低,由于采用的邏輯芯片為雙向移位寄存器40194B{74194},此種芯片是一種成熟的芯片,其工作穩(wěn)定性十分高,造價(jià)也十分低。是目前普遍采用的一種集成電路。經(jīng)實(shí)際試驗(yàn),達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。因此我們采用了這種設(shè)計(jì)方案。
3移位寄存器40194B的描述
工作真值表見表1,管腳排列見圖1,HEF40194B是具有兩種控制輸入(S0—S1)的雙向移位寄存器,具有一個(gè)時(shí)鐘輸入腳(CP),一個(gè)左移串口數(shù)據(jù)的控制輸入腳(DSL),右移串口數(shù)據(jù)的控制輸入腳(DSR),四位并行數(shù)據(jù)的輸入腳(P0—P3)。一個(gè)同步復(fù)位輸入腳(/MR),四個(gè)并行輸出腳(O0—O3)。當(dāng)/MR為低電平時(shí),對(duì)芯片進(jìn)行復(fù)位,迫使O0—O3輸出低電平。當(dāng)MR為高電平時(shí),工作模式由S0和S1按表1組合方式工作,串口和并口工作方式是由CP脈沖邊沿觸發(fā)
4自動(dòng)調(diào)壓裝置的工作框圖如圖2所示
5元器件選擇
從圖2可看出,所設(shè)計(jì)的自動(dòng)調(diào)壓裝置在直流電源系統(tǒng)中是一個(gè)獨(dú)立執(zhí)行部分,其自動(dòng)控制電路部分所需的+12V工作電源。是利用電阻從+KM上降壓之后。通過7812穩(wěn)壓塊直接穩(wěn)壓后而獲得,采樣回路。利用精密電阻直接降壓采樣,這樣足可以保證采樣的精度要求,從而不用采用價(jià)格高的霍耳元件,成本大大降低,另外,工作的可靠性與穩(wěn)定性都比霍耳元件高。比較判斷回路,是LM224工業(yè)常采用的芯片,其價(jià)格低,性能可靠,觸發(fā)電路采用的是NE555集成電路,移位執(zhí)行電路采用的是40194B(74194)雙向移位寄存器。其工作過程參見表1 驅(qū)動(dòng)電路采用的是BU406(BUX85)高壓三極管,此種器件的造價(jià)十分低,同時(shí)它也是成熟的器件被廣泛應(yīng)用于工業(yè)。繼電器采用的是JQX58F。這種繼電器節(jié)點(diǎn)容量大,而且價(jià)格低,降壓回路采用的是硅二極管組。