电流源十篇

电流源篇1

关键词：数控直流电源；TLC5615；TLC549

引言

本设计的课题，不仅让我们系统全面的巩固了三年来所学的的理论知识，还使我们把所学的理论知识运用到实际操作中。理论结合实际从而达到对理论知识更加的巩固与理解，为我们走向社会打下坚实的基础。

二十一世纪机械制造业的竞争，其实质是自动控制技术的竞争。

本次设计主要内容：数控直流电源；电源系统设计：编程软件，制作草图，确定需要设计的数控系统的规划，做出相应的系统结构图、流程图，确保所作图纸和规划无误；软件程序的编写：把编写好的程序导入89S52芯片中，调试程序是否正确，并做出修改。

具体内容：系统结构图一张、流程图一张、数据表一张、编写说明书一份、收集和研究原始资料，为数控直流电源的设计和调试做好初始准备，初步拟定设计方案，绘图和相应步骤，进行必要的理论设计和知识链接，选择最佳的方案进行调试，确定该方案的正确性，可行性和实用性，将该方案导入单片机调试箱调试程序是否可行，并做出相应的调整。学会并熟练掌握单片机技术的使用。

1单片机的基础知识

1.1单片机的概述

单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机也被称为微控制器（MicrocontrollerUnit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

1.2单片机的发展历史

单片机，专业名称—MicroControllerUnit(微控制器件)，它是由大名鼎鼎的INTEL公司发明的，最早的系列是MCS-48，后来有了MCS-51，现在还有MCS-96系列，我们经常说的51系列单片机就是MCS-51，它是一种8位的单片机，而MCS-96系列则是一种16位的单片机，至于它们之间有何区别，我们以后会讲到。后来INTEL公司把它的核心技术转让给了世界上很多的小公司（不过，再小也有几个亿的销售/年哦），所以世界上就有许多公司生产51系列兼容单片机，比如飞利浦的87LPC系列，伟邦的W78L系列，达拉斯的DS87系列，现代GSM97系列等等，目前在我国比较流行的就是美国ATMEL公司的89C51它是一种带FlashROM的单片机（至于什么是FlashROM，我在这儿先不作介绍，等以后大家学到相关的知识时自然就会明白），我们的讲座就是以该型号的单片机来作实验的。讲到这里，也许有的人会问：我平时在各种书上看到全是讲解8031，8051等型号的单片机，它们又有什么不同呢？其实它们同属于一个系列，只是89C51的单片机更新型一点(事实上,89C51目前正在用89S51代替，我们的实验系统采用就是89S52的，兼容89C52)。这里随便说一下，目前国内的单片机教材都是以8051为蓝本的，尽管其内核也是51系列的，但毕竟8051的单片机已经属于淘汰产品，在市场上也很少见到了，所以由此感叹，国内的高等教育是如此的跟不上时代的发展需要！这话可能会引起很多人的不满

1.3单片机的结构

单片机在结构设计上，以及硬件、指令系统、I／O能力等方面都有明显的特点。下面以MCS-51单片机为例，简要说明。

1.程序存储器和数据存储器分开

单片机的数据存储器和程序存储器在存储器空间上是严格分开的，ROM用来存放程序代码、常数和数据表格，RAM用来存放数据或中间结果。采用这样的存储器结构，主要是考虑到单片机用于控制的特点，在过程控制中需要较大的程序存储器空间和较小的随机数据空间，而且还允许单片机应用系统扩展存储空间，因此单片机既有内部ROM又有外部ROM，既有内部RAM又有外部RAM。所以，CPU进行存储器操作时就要区分内部程序存储器和外部程序存储器；对程序存储器和数据存储器访问时要使用不同的寻址方式、指令助记符和存储器访问信号；要使用两个或多个地址指针来寻找数据。

2.I／O端口多功能分时复用

由于大规模集成电路和生产工艺的要求，芯片的引脚数受到一定的限制，为了解决实际的引脚数和需要的引脚信号之间的矛盾，单片机的部分引线被设计成多功能的。如MCS-51的P0口、P2E1和P3E1的引脚都是多功能，如P0口是8位数据线和地址线的低8位共用，P2El是通用I／O口并与地址线的高8位分时复用，P3E1是通用I／O口，还具有第二功能。每条引脚在一定时间起什么作用，则由指令和机器状态来决定。所以，单片机对外不存在专门的数据线和控制线，而是采用分时复用技术来解决片外数据和地址的传送问题。

3.片内特殊功能寄存器和工作寄存器组

在MCS-51单片机片内RAM中，还有21个具有特殊功能的寄存器，以及4组8位工作寄存器，每组7个，共有28个8位的工作寄存器，为CPU进行运算、存放中间结果提供了极大的方便。正是有了这些特殊功能寄存器和工作寄存器，才能使一个只有40脚封装的单片机系统的功能获得很大的扩充，并使I／OEl在程序控制下具有第二功能。利用特殊功能寄存器还可以完成对定时器斛数器、串行口和中断逻辑的控制。

4.片内有全双工串行通信接口

MCS一51单片机的另一个特点是在内部有一个全双工的串行接口。在程序的控制下，串行口有4种工作方式。用户可根据需要将它设定为移位寄存器方式，以扩充I／O接口和外接同步输入、输出设备；或用做异步通信接口，以实现双机或多机通信。因此，单片机能极为方便地组成分布式控制系统。

5.独立的位处理器

在单片机内部有一个能独立进行操作的位处理器，又称为布尔处理器，它有自己的累加器以及可按位寻址的RAM区、特殊功能寄存器和I／0E1，并设有专门的按位操作的指令。利用位操作功能，可以十分方便地进行组合逻辑的设计和用软件模拟组合逻辑的功能。

1.4单片机的主要特性

1．单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。

2.单片机也被称为微控制器（Microcontroler），是因为它最早被用在工业控制领域。

3.早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。

4.单片机比专用处理器最适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。

2数控直流电源控制系统分析

2.1设计任务

设计并制作一个有一定输出电压范围的数控电源。其原理示意图如下：

原理图

基本要求

1.输出电压:2～20V.步进0.2V,纹波电压不大于200mVp-p

2.输出电流:200mA

3.由“+”,“-”两键分别控制输出电压步进增减

4.输出电压大小由LCD显示

5.电源效率:>60%

2.3发挥部分

1.开机输出电压可预置在2～20V之间的任意一个值

2.最大输出电流为1A，并有过流保护功能（大于1.2A保护）

3.纹波电压小于100mVp-p

4.电源效率:>75%

5.其它创新

3方案

系统原理框图如图1所示，采用STC89C52单片机产生波形，D/A转换器将其转换为模拟电压，再经过放大器放大。由单片机的软件实现电压的步进增减等功能。该方案灵活性大，易于扩展，需要专门的译码驱动芯片。

图1方案示意图

4硬件电路设计

数控直流电源由稳压电源部分、数字显示部分、输出部分、数控部分和输入电路五部分组成。硬件设计各电路图见附录二。

稳压电源电路:稳压电源从电路简单、经济考虑，本设计采用LM324M输出集成稳压器。采用7805作为它们的输出电压分别为+5V。直流稳压电源采用桥式全波整流，单电容滤波，三端固定输出集成稳压器件。输出电路由7815提供+25V电压，从而大大提高了电压调整率和负载调整率等指标。电路图如下

图2稳压电源电路

输入电路:输入电路由“+”、“－”、“启动”、“复位”四个按键组成，由“+”、“－”两键分别控制输出电压步进增减，步进值为0.2V，启动按键用于启动控制数控电压源的输出。

数控部分:数控部分应具备的功能有：输出电压可预置，且能以“步进”0.2V的工作方式加（“+”、）或减（“－”）。数控部分的输出应该控制电压源的控制端。

两个按钮开关将预制量输入到MCU并口，输出结果由LCD显示。单独设置的“+”、“－”两个键由单片机进行检测。数模转换器DAC接收单片机数据线串行传送的数据，存放在存储芯片内，并据以确定输出电压。在软件的控制下，单片机开机后先将预制值读入，在送去显示的同时，送入DAC，并产生相同的输出电压。然后不断检测“+”、“－”两键是否按下。若检测到有按键按下，将使显示值和输出电压相应增减0.2V。

输出电路:输出电路是由三端固定输出稳压器件7805、LM324M和DAC电路所组成的输出电路。步进电压由DAC输入的数字量控制。这种电路输出电压的精度取决于7805输出电压的误差；运放的跟随误差以及DAC的积分非线性。步进值的误差直接与DAC的位数有关。如下图。

图3输出电路图

显示电路：显示电路功能是显示当前输出的电压值和电流值。显示电路由液晶屏和两片模数转换器ADC组成。当前输出的电压值和电流值分别有两片模数转换器转换成数字量，并串行传送给单片机，单片机将接收到的8位数字量转换成电流和电压的小数和整数部分，然后送到液晶屏显示当前输出的电压和电流值。电路图如下。

图3显示电路图

5系统结构

单片机及其电路是数控直流电源的控制核心，本设计以STC89C52单片机为核心，单片机通过对D/A转换器输出的控制达到对电压的控制，并用LCD1602液晶来显示。系统结构图如图3所示。

图4系统结构图

6芯片介绍

6.1AT89S52芯片介绍

6.1.1AT89S52单片机主要特性：

·4K字节可编程闪烁存储器

·寿命：1000写/擦循环

·数据保留时间：10年

·全静态工作：0Hz-24MHz

·三级程序存储器锁定

·128×8位内部RAM

·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器

·5个中断源

·可编程串行通道

·低功耗的闲置和掉电模式

·片内振荡器和时钟电路

图5AT89S52芯片引脚排列

6.1.2管脚介绍

(1)电源引脚

VCC(40)：接DC电源端。

GND(20)：接地端。

(2)时钟引脚

XTAL1(19)：外接振荡元件(如晶振)的一个引脚。采用外部振荡器时，此引脚接振荡器的信号。

XTAL2(18)：外接振荡元件(如晶振)的一个引脚。采用外部振荡器时，此引脚悬浮。

振荡器特性:XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

(3)控制线

RST(9)：复位输入端。在此引脚上出现至少两个机器周期的高电平，将使单片机复位

ALE/()(30)：地址锁存允许/编程脉冲。在对Flash存储器编程期间，此引脚用于输入编程脉冲().

PSEN(29)：外部ROM读选通信号。

在从外部程序存储器取指令(或常数)期间，每个机器周期出现两次PSEN有效信号。但在此期间，每当访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。PSEN有效信号作为外部ROM芯片输出允许OE的选通信号。在读内部ROM或RAM信号时，PSEN无效。

EA/VPP(31)：内、外ROM选择/编程电源

EA为片内外ROM选择端。ROM寻址范围为64KB。AT89S52单片机有4KB的片内ROM，若不够用时，可扩展片外ROM。当EA保持高电平时，先访问片内ROM，当PC的值超过4KB时，自动转向执行片外ROM中的程序。当EA保持低电平时，只访问片外ROM。

在Flash编程期间，此引脚用于施加编程电压VPP。

(4)P0～P3

4个8位输入/输出口，一共32个引脚。

6.2TLC549

TLC548和TLC549是以8位开关电容逐次逼近A/D转换器为基础而构造的CMOSA/D转换器。它们设计成能通过3态数据输出与微处理器或设备串行接口。TLC548和TLC549仅用输入/输出时钟和芯片选择输入作数据控制。TLC548的最高I/OCLOCK输入频率为2.048MHz，而TLC549的I/OCLOCK输入频率最高可达1.1MHz。

图6TLC549引脚图

6.3TLC5615

TLC5615为美国德州仪器公司1999年推出的产品，是具有串行接口的数模转换器，其输出为电压型，最大输出电压是基准电压值的两倍。带有上电复位功能，即把DAC寄存器复位至全零。

图7TLC5615引脚排列图

7软件设计

7.1软件介绍

软件部分采用模块化程序设计的方法编写，系统软件由主控制程序、LCD1602显示子程序、键盘服务、A/D转换和D/A转换等子程序组成。还添加了显示器的自动刷新。

7.2STC89C52资源分配

SBITVEN=P1^0电压A/D使能低电平有效

SBITVSDA=P1^1电压A/D输入数据

SBITVSCL=P1^2电压A/D时钟

SBITIEN=P1^3电流A/D使能低电平有效

SBITISDA=P1^4电流A/D输入数据

SBITISCL=P1^5电流A/D时钟

SBITDAEN=P2^0D/A使能低电平有效

SBITDADA=P2^1D/A输入数据

SBITDASCL=P2^2D/A时钟

SBITJIA=P3^2增加按钮

SBITJIAN=P3^3减按钮

SBITQUEREN=P1^6确认按钮

SBITRS=P3^51602液晶RS端

SBITLCDEN=P3^41602液晶EN端

SBITRW=P3^61602液晶RW端

7.3程序流程图

图8程序流程图

8工作过程

上电复位：读取24C02中的电压，送DA转换输出电压，如24C02中电压为0则设置初始电压为5V。

电压控制：通过两个加减按钮控制MCU产生8位数字信号（0~255），通过P2口送至8位数模转换芯片（TLC5615）转换成模拟电流信号，再经运放作I/U转换，得到控制稳压电源输出部分的基准电压。

电流取样：采用8位模数转换芯片（TLC549）作为显示电流的模数转换器件，TLC549的取样电压由串联在电源输出电路的电流取样电阻（0.1欧）分压取得，并由运放按一定倍数放大后送至Vin（+），TLC549把转换结果送至单片机的P1口，再由程序将数据处理后送LCD1602显示当前电流。

过流保护：当短路或电流超过设定值1.2A时，MCU自动保存当前使用电压并关闭输出。

稳压输出：采用传统的串联稳压电路，由运放和功率输出管组成。利用TLC5615控制的基准电压驱动功率管稳压输出，反馈部分是通过电阻R3，VR2将取样电压输入运放的反相端比较，VR2可作小范围调整。

9制作调试

电源部分提供整个电路所需各种电压（包括DAC芯片所需的基准稳压+5V和89C52的+5V），由电源变压器和整流滤波电路及两个辅助稳压输出构成，电源变压器的功率由需要输出的电流大小决定，确保有充足的功率余量。

电流取样电阻R1要选择大功率的电阻（5W或10W）。也可使用废旧万用表上拆下来的电阻线。检查电路连接无误后，即可试机。找一块数字表将其并联在输出电路上，按“+”按钮或“－”按钮设定一个电压，此时LCD1602第一行可能会有误差，适当微调反馈电路的VR2，使其与数字表读数一致，再将数字表串联在电源的输出电路上，选择适当的电流档，接上一定的负载。此时，LCD1602第二行会显示出电流值，适当的调节VR3改变TLC549参考电压，直至显示的电流值与万用表显示的电流值一致为止，校正完后即可使用。

测试仪器及设备

仪器名称型号用途数量

计算机PC调试用途1

可跟踪直流稳压源1731SB3A提供电源2

数字万用表UT56测量电压1

示波器DF4320测量纹波1

测试步骤

第一步：组装电路，使整个电路能正常工作，掉电存储电路能使在重新开机后显示上次断电时保存的数据。

第二步：在不带负载的情况下，通过按键调节电压值，使电压值从0~20V按步进0.2V增减，观察输出电压值，并测量纹波电压，并记录数据。

第三步：在带负载、电流达到800mA的情况下，调节电压值，测试输出电压值。

第四步：测试过流保护电路是否能正常工作，即当调节电流值超过设定的电流值时，观察电流保护电路是否断开。

测试数据

⑴测试输出电压

理论显示数据单位：V输出电压测量单位：V纹波电压单位：mV

1.01.0100

2.02.091

3.03.080

4.04.060

6.06.130

8.08.08

10.010.00

12.012.10

18.018.00

20.019.90

10总结

本设计制作完成了题目要求的基本部分的和发挥部分要求，达到了预期目标。本系统以51单片机STC89C52芯片和10位精度的DA转换器TLC5615为核心部件，利用常用的三端稳压器件7805的公共端与输出端固定的5伏电压特性，最终实现了数字显示输出电压值和电流值可实时控制并显示的数控电源

结论

由上可知，在这次试验中想把它一次性的做成功是很困难的，我们的水平还差很多，知识面不够广泛，还存在很多的问题，需要通过各种行政和经济的措施进行解决。其中在试验中碰到的问题有：在画梯形图时遇到有些不会的问题，需要去问老师通过老师的细心教导和认真研究下，这些问题都得到了一一解决。在单片机程序导入的时候会出现不同的情况，通过认真推导和反复求证最终得到一个满意的方案。找错误是很麻烦的事情，要把所有的程序都仔仔细细的来看，但是有可能你看了还是没有发现是哪有错误，只能寻找被的帮助，所以我们要认真加仔细，成功将属于你。

致谢

在我的毕业设计完成过程中，特别是在修改过程和整理过程中得到了很多老师的全力帮助跟悉心指导，让我在这条艰难的道路上不气馁，坚持一路走了下来。

大学的这个门即将向我关上，我的快乐的大学生活即将要结束，我在这里非常感谢大学里照顾我的各位老师对我的教育，让我受益颇多。尤其是感谢我的那些任课老师，他们在讲台上的认真讲课和在办公室里专心备课是我们最大的感恩，有了老师们的指点江山，激扬文字才有了我们的今天的学识和成就，大学是个美好的地方，每个学生梦想的地方，这里创造人才，培育国家栋梁，我再次衷心感谢老师们的教导，祝你们永葆青春！

参考文献

[1]《全国大学生电子设计竞赛训练教程》（黄智伟主编王彦陈文光朱卫华编著）

电流源篇2

关键词：电子式电流互感器；有源式；储能电池；高压侧电源

中图分类号：TN710 文献标识码：A 文章编号：1004373X(2008)1802003

Research of the High Potential Circuit Power Supply for Active Electronic Current Transformer

GUO Jiwei,LIANG Kui,DONG Lingkai

(Electrical Information College,Three Gorges University,Yichang,443002,China)

Abstract：The current transformer is an important equipment in power system.The principle of a floating type DC power supply is introduced,which is used in the active electronics current transformer at high voltage side.This paper proposes a new method combining compensation coil and rechargeable batteries,to improve the method that take power from bus current and to make the power meet electronic current transformer requirements in a wider current of high voltage side.The results show that it can satisfy the requirements of the high potential circuit power supply.It is one of effective method to solve active electronic current transformer high potential circuit power supply.

Keywords：electronic current transformer;active;battery stored energy;high potential circuit power supply

1 引 言

电流互感器是电力系统中的重要设备，随着电力工业的不断发展及电网电压等级的不断提高，对电流的测量要求也在不断提高，传统互感器的问题日益突出［1］。新式的电子式互感器应运而生，电子互感器可分为有源式和无源式2种。有源式是指传感头部分采用传统的传感原理，并利用光纤传输数据的电子式互感器，由于光纤只能够传输数字信号，所以必须在高压侧对传感头的输出信号进行模拟量与数字量的转换，这就势必要设计相应的电子电路，因而也就带来了电路的供能问题，这是有源式互感器研究中的难点和关键技术［2］。本文介绍一种用补偿线圈和充电电池相结合的方法对母线电流取能方式进行改进的新方案。

2 设计原理

由法拉第电磁感应定律可知，电源二次侧的感应电动势为:ИE=2πfN2Φm×10－8И式中：f为正弦波频率；N2为二次侧线圈绕组匝数；Фm=BmS为输电线传输电流在变压器铁心激磁产生的磁通量。

设计主要应考虑以下2个问题：

(1) 在系统电流很小时能够提供足够大的功率，以驱动处于高压端的电子线路；

(2) 在系统出现短路大电流时，能吸收多余的能量，给电子线路提供一个稳定的电源，其本身也要保证不因电动力而损坏。

为解决上面2个难题，这里设计图1为实际的电源设计原理性线路图［3,4］。图1中L1为主线圈；L2为补偿线圈。主线圈提供直流稳压工作电源，补偿线圈主要用于控制主线圈的电压应该在一定的范围。充电电池主要作用是在短期断电或小电流情况下充电电池投入供电。

在电力系统正常运行的情况下，是主线圈提供直流电源。当输入电压超过8 V时，检测电池温度和电压，如果温度正常，电压过低则充电电池进入充电状态，如果2个条件有一个不满足不能进行充电。当发生故障或其他原因使主线圈输入电压超过后续电路所能调节的某一个值时二极管VS会导通，电流会使磁控开关闭合，补偿线圈回路导通反向激磁，从而降低铁心中的磁通量，达到降低主线圈供电电压的目的。当发生断路器跳闸或小电流情况时，主线圈输入电压不能提供高压侧电路所需的能量时就切换到充电电池供电，这样就很好地解决了在小电流时不能正常供电的问题。在实际应用中如果大电流过大，可设计多个补偿电路，进一步降低激磁电流值。图1 电源设计原理性线路图3 设计的实现

3.1 铁心材料的选取

铁心是取电的一个重要问题，现在主要用硅钢材料，非晶材料和莫坡合金作铁心。根据高压侧电流的特点选取铁心，数据证明，非晶材料和其他2种相比有更多优点［5,6］。同时注意选取合适的BCH曲线工作点，使电源能够在大的原方电流波动范围内正常供电。

3.2 主线圈和补偿线圈匝数的选取

为了在小电流的情况下感应出所需电压，根据公式:ИP=EI=2πfBSN2IИ其中S 为铁心截面积；I为一次侧电流幅值。

这里需要加大铁心截面积或增加线圈匝数，当匝数太少时感应电压下降，太多时负载能力又会下降，所以实际制作时主绕组为62匝。由电磁感应定律可知，补偿线圈的匝数越多越好，但制作时一定要根据自己需要。因为匝数越多感应电压越高对绝缘的要求就越高，所以制作时补偿线圈的匝数为300匝。

3.3 充电控制过程

充电状态流程 BQ2057的充电曲线如图2 所示，BQ2057的充电分为3个阶段：预充状态、恒流充电和恒压充电阶段。

预充阶段 在安装好电池并加上电源后，BQ2057首先检查工作电压 VCC，当工作电压过低时充电器进入休眠模式，若工作电压正常，则检查电池温度是否在设定范围；若不正常则进入温度故障模式；否则检测电池电压VBAT。当电池电压VBAT低于低压门限Vmin时，BQ2057以恒流IREG10%的电流IPRE对电池预充电。

电流源篇3

伍水梅 广东省国防科技技师学院 广州同和 510515

【文章摘要】

电源是电路的核心，是电子电路制作过程中必不可少的设备。一个好的直流稳压电源能让电路制作事半功倍，效果显著。一般直流稳压电源由变压器、整流、滤波、稳压等几个部分组成。本文介绍了一种简单实用的直流稳压电源的制作。

【关键词】

直流稳压电源；变压器；整流；滤波； 稳压；7806

【Abstract】

Power which is the core of the circuit is the essential equipment for making electronic circuit. It will get twice the result with half the effort if a good DC power is supplied for the production of circuit.Generally speaking,DC power supply is mainly composed of transformer, rectifying,filtering and voltage-stabilizing. This article describes a simple and practical construction of DC power supply.

【Keywords】

DC Regulated Power Supply;Transformer; Rectifying;Filtering;Voltage-stabilizing; 7806

0 引言

科技在不断进步，人们对小型电器的需求越来越大，但不管是那种电器设备， 电源都是必不可少的，而且越是高端的电器，对电源要求越是严格。电源技术核心是电能变换与处理，广泛应用于教学、科研等领域，而直流稳压电源是电子技术中常用的仪器设备之一，几乎所有家用电器和其它各类电子设备都在使用直流稳压电源，它占着举足轻重的位置，是大部分设备与电子仪器的重要组成部分，是电子科技人员及电路开发部门进行实验操作和科学研究不可缺少的电子仪器。但实际生活中通常是由 220V 的交流电网供电， 直流电源需要通过电源系统将交流电转换成低电压直流电以供给各类电器设备使用。

直流稳压电源对电路调试、电路制作有决定性的作用，一个好的直流稳压电源，能让工作事半功倍。直流稳压电源系统主要由变压、整流、滤波和稳压四部分电路组成，其原理和制作过程比较简单， 如图1 所示。本文主要介绍一个能提供+6V、+1A 的串联型直流稳压电源的制作过程。

1 合适变压器的选择

变压器作为一个降压元件，主要是将初级电压（市电220V）转换为电路所需压降。根据电路要求提供+6V、+1A 的直流电源，所以在选择变压器的次级电压和次级电流时应适当增大，原则上次级电压应在所需电压的基础上多加3V，即次级电压应选6V+3V=9V，而次级电流应在所需电流的基础上乘以1.7 倍，即1.7A ；变压器的功率P 是初级线圈P1 和次级线圈功率P2 之和的一半，即：

P=（P1+P2）/2，

按照所选择的电压可计得：

P2=U2×I2=9×1.7=15.3W

P1=P2/ （0.8 ～ 0.9）=18W

这样可以选择变压器的参数是功率为18W，初级输入电压220V，次级输入电压9V。变压器应进行基本检测，如初级、次级线圈的分辨，最常用的方法有两个： 第一种是根据线圈电压与线圈匝数的比值V1:V2=n1:n2 可知线圈细的那边应为初级线圈（输入端）；另一种方法是用万用表的电阻档比较两线圈的电阻值，阻值较大的那一端为初级线圈（输入端）。

2 整流电路的配备

整流电路的主要作用是利用二极管的单向导通特性将变压器输出的交流电压转换为脉动直流，是直流形成的第一站，它所提供的电压比最大输出电压值

图4.2 1ms 调频周期信号频谱 要略高，所以在选用四个二极管时要注意耐压值应比变压器的次级输出电压大3 倍以上，耐流值应略大于变压器的次级电流。按照变压器所取的数据：U2=9V、I2=1.7A，所选取的二极管耐压应大于27V，耐流值最小应等于变压器的次级电流。二极管需要承受较大的反向电压，假如二极管反接，将会造成二极管损坏，电路无法工作等严重后果，因此安装前要对二极管进行检测，确保极性。二极管的检测：用万用表测量二极管的正反向电阻， 根据二极管的单向导通特性可以轻易的判断出小电阻的那次黑笔所接是正极，红笔所接是负极；对于外观完好的二极管也可以从银色圈圈在哪边从而判出负极。

3 选用不同的电容器实现滤波

滤波电路是利用电容器将整流电路所输出的脉动直流存在的交流成份滤掉， 使输出波形变得平滑。不同类型的电容器有着不同特性，在电路中能起不同作用， 因此不同的电路应该选择不同的电容器； 但不管何种电容器，在电路中承受的电压都不能超过它自身的耐压值，否则电容器将受到损坏，甚至产生“放炮”现象。根据变压器的次级电压等于9V，选择电容器的耐压值应为1.42 U2，即13V，电容器的容量应为（1500 ～ 2000）I2 （I2 为变压器次级电流），即电容器可选用3300 ～ 4700μF 的。在本文所设计的电路中，前面的滤波电容C1 可适当选大到3300μF 以上，稳压出来的滤波电容C2 就要相对减小，可选择几十微法的。利用万用表的电阻档检测电容的好坏，判断电容有无短路、断路和漏电等现象：按电容量的大小用万用表不同的电阻档，红、黑表笔分别接电容器的两引脚，在表笔接通瞬间观察表针的摆动，若表针摆动后返回到“∞”，说明电容良好，且摆幅越大容量越大；若表针在接通瞬间不摆动，则说明电容失效或断路； 若表针在接通瞬间摆幅很大且停在那里不动，说明电容已击穿（短路）或漏电严重；若表针在接通瞬间摆动正常，只是不能返回到“∞”，说明电容有漏电现象。对电解电容更要分清楚正负极，避免反接。

4 稳压电路的研制

稳压电路是当电网电压波动或负载发生变化时，能使输出电压保持稳定的电路。根据电路的连接方式可分为并联型直流稳压电源和串联型直流稳压电源。并联型直流稳压电源所用元器件少，较经济；输出短路时元器件不易损坏，但效率低，调压范围小，负载变化容易引起输出电压的变化，适用于负载电流变化不大或极易发生短路的场合。相比之下串联型直流稳压电源可用在负载变化较大，稳压性能要求较高，输出电压可调等场合，所以建议安装串联型直流稳压电源。常用的稳压元件有稳压管、LM317、CW78××× （CW79×××）。

稳压管是特殊加工而成的二极管，和普通二极管一样具有单向导通特性，主要工作于反向击穿区，起稳压作用，通常并在负载两端使用。当它两端所加的反向电压达到反向击穿电压时，管子导通，电流急剧上升，达到稳压效果。只用稳压管工作的稳压电路一般较简单，性能也较差， 适用于输出电流不大，稳压要求不高的场合。为改善稳压效果，稳压管常会和复合管一起用，但稳压效果还是不理想。

LM317、CW78×××（CW79×××） 同属三端集成稳压器，都是将稳压电路通过半导体集成技术压制在一块半导体芯片中形成集成稳压电路[9]。LM317 是一种常用的三端可调稳压集成电路，输出电流为1.5A，输出电压可在1.25 － 37V 之间连续调节，调整使用方便。CW78××× 系列为输出正电压的固定式三端稳压器， CW79××× 系列为输出负电压的固定式三端稳压器，两者都包含了输入、输出、公共接地端三个引出端，具有限流和热保护的功能，且根据后序××× 不同各有不同的的输出电压和输出电流，第一个“×” 代表额定电流--- 字母L 表示输出电流为100mA，字母S 表示输出电流为2A， 没有字母表示输出电流为1A ；后面两个×× 表示额定电压---05 表示额定电压为5V，12 表示额定电压为12V，如此类推。根据要求，本文选用7806 集成稳压器（如图5 所示），其额定电压+6V，输出电流1A ；若是79S12 则额定电压为-12V，输出电流2A。在使用所选IC 前，应注意区分7806 的三个管脚和判断其好坏。区分管脚时可将三端稳压器正面竖起来面对自己， 从左到右依次为输入端、接地端、输出端， 使用加电压法测试三端稳压器好坏，在7806 的1 脚和2 脚按极性加上直流电压（9—35V），用万用表测3 脚和2 脚的电压， 如果所测电压数值与稳压值相近（大小不超出2V），则说明稳压器性能好。

5 附加电路的选用

根据电路的要求不同，也为了让电路能更好的工作，可以在原电路的基础上增加一些冗余电路，如电源指示电路，输出电压显示电路，散热电路等。

当电路完成后应重新检查一次所有元器件，如二极管的方向、电解电容的极性、集成电路的各管脚等，在检查无误后则可以进行通电调试，接通开关后若指示灯显示正常，则+6V、1A 直流稳压电源即可正常使用，其原理图如图2 所示。

6 结束语

通过对直流稳压电源的分析制作，总结出直流稳压电源的制作应从选材入手， 根据电路要求进行电路设计。只要认真扎实的进行制作，就能从中悟出很多有关直流稳压电源的制作技巧，使一些积累问题迎刃而解，推导出开关型稳压电路、串联反馈式稳压电路、输出正负电压可调的稳压电路等的制作，提高创作水平。

【参考文献】

[1] 田智文. 一种带有保护电路的直流稳压电源的设计[D]. 西安：西安电子科技大学，2011

[2] 孟祥印，肖世德. 基于先进集成电路多输出线性直流稳压电源设计[J]. 微计算机信息，2005，21（1）： 154-155，180

[3] 金钊. 直流稳压电源的性能测试与优化[D]. 威海：山东大学，2012

电流源篇4

【关键词】直流开关电源；工作原理；保护

随着科学技术的发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，因此直流开关电源开始发挥着越来越重要的作用，并相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了直流开关电源。同时随着许多高新技术，包括高频开关技术、软开关技术、功率因数校正技术、同步整流技术、智能化技术、表面安装技术等技术的发展，开关电源技术在不断地创新，这为直流开关电源提供了广泛的发展空间。但是由于开关电源中控制电路比较复杂，晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差，在使用过程中给用户带来很大不便。为了保护开关电源自身和负载的安全，根据了直流开关电源的原理和特点，设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路。

1．开关电源的原理及特点

1.1 工作原理

直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成。功率转换部分是开关电源的核心，它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能。它主要由开关三极管和高频变压器组成。

1.2 特点

为了适应用户的需求，国内外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是通过改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能，同时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。因此直流开关电源的发展趋势是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。

2.直流开关电源的保护

基于直流开关电源的特点和实际的电气状况，为使直流开关电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，本文根据不同的情况设计了多种保护电路。

2.1 过电流保护电路

在直流开关电源电路中，为了保护调整管在电路短路、电流增大时不被烧毁。其基本方法是，当输出电流超过某一值时，调整管处于反向偏置状态，从而截止，自动切断电路电流。当出现负载短路，过载或者控制电路失效等意外情况时,会引起流过稳压器中开关三极管的电流过大，使管子功耗增大,发热,若没有过流保护装置，大功率开关三极管就有可能损坏。故而在开关稳压器中过电流保护是常用的，最经济简便的方法是用保险丝。由于晶体管的热容量小,普通保险丝一般不能起到保护作用,常用的是快速熔断保险丝，这种方法具有保护容易的优点。

2.2 过电压保护电路

直流开关电源中开关稳压器的过电压保护包括输入过电压保护和输出过电压保护。如果开关稳压器所使用的未稳压直流电源的电压如果过高，将导致开关稳压器不能正常工作，甚至损坏内部器件，因此开关电源中有必要使用输入过电压保护电路。采用集成电路电压比较器来检测开关稳压器的输出电压，是目前较为常用的方法，利用比较器的输出状态的改变跟相应的逻辑电路配合，构成过电压保护电路，这种电路既灵敏又稳定。

2.3 软启动保护电路

开关稳压电源的电路比较复杂，开关稳压器的输入端一般接有小电感、大电容的输入滤波器。在开机瞬间，滤波电容器会流过很大的浪涌电流，这个浪涌电流可以为正常输入电流的数倍。这样大的浪涌电流会使普通电源开关的触点或继电器的触点熔化，并使输入保险丝熔断。另外，浪涌电流也会损害电容器，使之寿命缩短，过早损坏。为此，开机时应该接入一个限流电阻，通过这个限流电阻来对电容器充电。为了不使该限流电阻消耗过多的功率，以致影响开关稳压器的正常工作，而在开机暂态过程结束后，用一个继电器自动短接它，使直流电源直接对开关稳压器供电，这种电路称之谓直流开关电源的“软启动”电路。

2.4 过热保护电路

直流开关电源中开关稳压器的高集成化和轻量小体积，使其单位体积内的功率密度大大提高，因此如果电源装置内部的元器件对其工作环境温度的要求没有相应提高，必然会使电路性能变坏，元器件过早失效。因此在大功率直流开关电源中应该设过热保护电路。采用温度继电器来检测电源装置内部的温度，当电源装置内部产生过热时，温度继电器就动作，使整机告警电路处于告警状态，实现对电源的过热保护，亦可将温度继电器置于开关三极管的附近，一般大功率管允许的最高管壳温度是75℃，调节温度整定值为60℃。当管壳温度超过允许值后继电器就切断电器，对开关管进行保护。

3.开关电源的应用

开关电源是利用现代电力电子技术，控制功率半导体器件开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。与线性稳压电源相比，开关电源具有体积小、效率高、重量轻等一系列优点，在各种电子设备中得到广泛的应用。

3.1开关电源的分类

根据分类的原则不同，开关电源有很多种分类方法：

(1)根据输入输出类型，可分为DC/DC变换器和AC/DC变换器。

(2)根据驱动方式，可分为自励式和他励式。

(3)根据控制方式，可分为脉冲宽度调制式（PWM）、脉冲频率调制式（PFM）、PWM和PFM混合式。

(4)根据电路组成，可分为谐振型和非谐振型。

此外还可分为单端正激式和反激式、推挽式、半桥式、全桥式、降压式、升压式和升降压式等等。

3.2 开关电源的发展趋势

高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化是开关电源的发展趋势。目前市场上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，其频率有待进一步提高。提高开关频率，需要有高速开关元器件。同时为了保证效率，要减少开关损耗。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。为了控制浪涌，针对不同的情况，可采用R-C或L-C缓冲器、非晶态等磁芯制成的磁缓冲器、谐振式开关。谐振式开关在控制浪涌的同时还可将可开关损耗。

在可靠性方面，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。若单独追求高频化，必将导致噪声增大。理论上，采用部分谐振转换电路技术，可实现高频化又可降低噪声。但在这实用化方面存在着技术问题，因此在此领域仍须进行大量研究工作。

电流源篇5

关键词：扫场电源;高精度电源;基准电压;PI算法

中图分类号：TM91 文献标识码：B 文章编号：1004373X(2008)1708503

Design of High Power and Stable Direct Current Source of Scanning

ZHU Xiaojuan

(School of Information and Control Engineering,Xi′an University of Architechture & Technology,Xi′an,710055,China)

Abstract：The high power and stable direct current source of scanning is important in special domain. Based on demand of precision,it consists of rectifier and filter,sampling and amplifier,comparing and amplifier,adjusting and amplifier automatic and manual reference voltage and so on. To ensure the precision of the direct current source,inductor filter is used in the filter circuit,Manganese-Copper resistance is used as sampling resistance,the floating constant-current source composed of precise reference supply SW399 and operational amplifierμA741 is used in reference voltage circuits to increase stability. PI algorithm is used in comparing and amplifier circuits to remove the steady-state error. Installation and trial run indicate that the high power and stable direct current source of scanning has a good performance and its accuracy standard is suitable.

Keywords：scanning direct current source;high accuracy power supply;reference voltage;PI algorithm

激光磁共振技术在光谱分析方面有重要的作用,非常适合短寿命自由基分子的研究。但是,激光磁共振中的电磁铁一般对电流源有特殊的要求,其精度、稳定度直接影响测量精度和可靠性,而这种高精度、高稳定度的电流源通常没有商用产品,只能是用户本身根据要求研制出合适的产品。

本文充分利用中小规模集成元器件的特点,设计出了大功率、高精度直流扫场电流源,用来供给电磁铁线圈产生高精度、高稳定度的磁场,以满足物理实验及工业用途。

1 功能定义

此扫场电流源具有以下功能：

(1) 电流源最大输出电流为10 A,最大输出电压为6 V,负载为电感线圈,其等效电阻为0.6 Ω。

(2) 电流源有两种工作方式――自动扫场式及手调式。自动扫场式要求输出电流可在0～5 min内任意设定的时间上从0～10 A线性扫描；手调式要求输出电流在0～10 A任意设定输出。

(3) 电流源要求在输出变化的情况下,输出精度保持在10－3A。

电流源篇6

摘要：单元220V交流不间断电源系统（简称UPS），相当于发电机组的供血中心；UPS工作的可靠性直接关系着发电机组的安全、稳定运行。针对抚顺发电厂2号机UPS所发生三起典型的断电故障和异常运行情况，根据UPS装置的工作原理，对其故障现象和原因进行分析，并提出了解决办法和实施措施；可供同类用户参考、借鉴。

电流源篇7

[关键词]电力通信；直流电源；设备维护

[中图分类号]F407.61 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0370-01

电力通信直流电源在整个电力通信系统中占据极为重要的地位，只要通信直流电源出现故障，就会发生供电中断以及信息传输失败的现象。近些年来，电力通信的整体水平明显提高，对于与之有关的直流电源的要求也变得更加苛刻。因此，了解直流电源的构成并对其进行及时的设备维护，对确保电网的安全运行具有重要的意义。

一、电力通信直流电源的构成

就当前来讲，-48V的高频开关直流电源是较为常用的电力通信直流电源，其构成如图1，从上到下依次为交流模块（包括避雷器、切换装置、整流输入分配以及交流分路输出等）、高频开关整流器模块、直流分配模块（包括直流配电以及直流分路输出）、蓄电池组模块以及监控模块。具体内容如（图1）：

1 交流模块

如图所示，交流模块通常由市电1、市电2、避雷器、切换装置、整流输入分配以及交流分路输出六部分组成。2路380V三相四线式交流输入常被作为交流模块的市电输入；常用的防雷设备主要有OBO防雷模块以及普通氧化锌避雷器，其通流量通常为15-20KA，其残压稳定在1.5KV左右；电气互锁抑或机械互锁是最为常见的交流切换装，需要注意的一点就是必须确保交流电源处于—开一断的状态；整流输入分配以及交流分路输出共同构成了交流输入，后者可以为机房其他的交流用电设备进行电源灯供给，如计算机、UPS等。

2 高频开关整流器模块

首先它具有效率高、功率因素高、噪声低、体积小、模块化以及可靠性高等特点；其次在模块的配置通常采用N+1冗余形式；再次，其交流输入一般为单相220V，功率因素通常可达0.99以上；最后，整流器有内、外控两种形式，前者设有独立监控单元，起到监测、显示以及设置参数的作用；后者无独立监控单元。

3 直流分配模块

它主要决定各设备最终的分配容量。因此，在实际的应用中，应该加装欠压保护继电器，确保蓄电池组的放电量在安全范围内。就当前来讲，在分路输出中最常用的开关是直流空气开关，这种开关具有较好的灭火功能。

4 蓄电池组模块

蓄电池组一旦发生故障，就会导致整个通信电路中断。现如今常用的蓄电池组多是VRLA（阀控式密封铅酸蓄电池的简称），首先具有结构紧密，无酸气泄漏以及无需电解液维护等特点；其次在安装方式上也可以采用单层、立式、多层以及卧式多种组合形式；再次温度对其容量以及寿命的影响较大；最后它比较适用于浮充工作制。

5 监控模块

它类似于通信直流电源的智能控制中心，主要起到监测、控制以及告警等功能。监测作用主要表现在监测负载电流，交流输入电流、电压，蓄电池组充放电压以及电流等；控制作用主要表现在调控整流器的开关机、蓄电池组的浮充等；告警作用主要表现在当超过预定值时，进行声光告警等。

三、电力通信直流电源的设备维护

1 及时检查避雷器的状态

避雷器主要起到避雷的作用，电力通信直流电源中的避雷器很容易因雷雨天气受损，因此应该及时检查避雷器的状态，避免重大事故的发生。如OBO防雷模块显示窗由绿变红就意味着应该对其进行更新了，又如所选用的避雷器是普通氧化锌避雷器时，即使没有雷雨天气，也应该对其进行定期的更新，从而起到避雷的效果。

2 定期对整流器主机进行清洁

对整流器的主机进行定期的清洁，有助于通信直流电源工作的正常运行。定期的除尘以及防尘是整流器主机的工作重点，在潮湿的环境中，飞尘的存在很容易使主机的工作变得紊乱，对各器件的散热效果也会造成严重的影响。因此，每个季度都必须对整流器的主机进行彻底的清洁，与此同时对各插接件以及连接件进行及时的检查，确保主机结构的完整。

3 不得随意更改与电源有关的数据资料

首先，在运行过程中，不得随意对电源的参数进行更改；其次，不得在电源满负载的状态下长久运行；最后，不得随意增加额外的、大功率的电器设备。这主要是因为直流电源在运行的过程中几乎是不间断的，对电源进行任何形式的更改都可能影响整流器模块的正常工作，严重时可能会使整个的电源系统受损。

4 重视蓄电池组的维护工作

在进行蓄电池组的维护工作之前，首先纠正维护人员对蓄电池组维护工作的错误认识，让其认识到定期维护蓄电池组的重要性。其次对蓄电池组进行定期的维护：（1）对浮充电压进行定期检查，确保电压值与蓄电池组的规定相吻合。浮充电压既不能过高，也不能过低。过高容易加快水的消耗，也容易使电池正板栅的腐蚀速度加快，进而影响蓄电池组的使用寿命；过低则容易使蓄电池组出现电量不足的现象。因此，每月都应该对浮充电压进行记录，若不合格，应及时同厂家进行联系，进行更换。（2）在对蓄电池组进行维护时避免对其进行定期的高压均衡充电，这主要是由蓄电池极低的自放电特性决定的。（3）在对蓄电池组进行维护时，注重温度的调节，最好将其安装在温度为20～25℃的空调房间内，在安装的方式上也要以利于散热为前提。这主要是因为温度对于蓄电池的寿命有着重要的影响。如假设蓄电池的寿命为十年，当将其置于30℃的环境中进行运行时，不进行温度补偿只能使用五年，即使进行温度补偿也只能使用八年。因此，应该严格控制蓄电池组所处环境的温度。（4）在对蓄电池的容量进行放电检修抑或容量试验时，应将放电量控制在电容的30%～50%之内。（5）及时更换寿命期已过的蓄电池组，对因内部受损且不能进行维修的蓄电池组也应该及时的更换。（6）除可以借助放电的方式对电池内阻进行维护外，还可用电导仪对蓄电池组的内阻进行维护。

5 根据不同的故障进行不同方式的维修。

当电源发生故障时，先要明确故障的源头。一般情况下，整流器模块发生故障的可能性相对较小，但是只要有一元件出现问题，就会影响整个电源系统，此时只需对发生问题的元件进行更换即可。但有一种情况不能只更换某个元件，更不能进行直接的更换，即当整流器模块的保险管发生烧断故障时，及时的更换只会使故障范围扩大，有害无益。此时最好的做法就是对整个的整流器进行更换，以此确保电源供电系统的正常运行。除此之外，还应该确保电源总输入容量小于等于直流配电分路的输出容量，避免越级跳闸现象的发生。

结束语

综上所述，在日常的维护中，只有细致、规范以及周到的工作才能确保电源的正常运行，只有按照维护的要点对其进行维护，在总结经验的基础上，提高维护水平，才能确保维护工作的顺利进行。

参考文献

[1]张斌，浅谈电力通信直流电源及其维护[J]神州，2011（11）

电流源篇8

【关键词】变电所；交流电源系统；故障分析；应对措施

一、交流电源系统故障类型分析

本文以京九线变电所自用交流电源系统为例。在很长一段时间内，京九线变电所交流电源系统经常出现跳闸、熔断器烧毁以及交流中间继电器烧毁等等故障。产生这些故障的主要原因在于，变压器供给交流配电盘上的电源出现突然失压的情况，从而导致中间继电器与低压保险烧坏，所以就会跳闸停电。经分析，故障可以分为以下五种类型：

（1）中间继电器KM烧坏。在交流电源回路中没有加入低压熔断器.，当母线电压突然失压的时候。220V的电压就会同时失压，而中间继电器失压之后，KM的接点就会断开，而220V的电源就会从27.5KV切换成10KV，然后进行供电。在短时间内，母线的电压开始慢慢恢复，220V电压处也随之有了电压，中间继电器KM接触到电以后，常开接点就会闭合，常闭接点就会断开，在KM的节点转换期间，因为受到拉弧的作用的影响，KM的两个接点就可以接通，最后导致电源出现通路的情况。但是，两侧电压的值存在很大差距，从而导致电流短路，所以出现了中间继电器KM出现烧坏的现象。

（2）中间继电器2KM烧坏。当110KV进线失压的时候，母线与220V电压同时也会失压。当PLC装置判断也失压的时候，中间继电器的1KA就会失点，然后断开，2KA接电以后就闭合，从而使交流接触器断开、KM2闭合。这时的供电者为10KV侧的380V电源。在此期间，中间继电器的容量是非常小的，在经历了几次的断开与闭合以后，继电器就很容易被烧坏，最终导致停电。

（3）变电所交流电接触器KM断开。变电所母线电压失压以后，PLC本体监控模块的交流电源同时也失去电。等母线恢复电压以后，电源突然受到冲击作用，PLC就会出现程序混乱，甚至还会死机，从而使中间继电器失去电，交流接触器也失去电，造成变电所交流二次电源失去电。

（4）低压保险烧毁。当变电所的母线电压出现失压的时候，中间继电器之所以会出现烧毁的现象主要是因为二次电源在切换期间出现了电流短路的现象，造成了电路接触不良。由于接触器接点容量非常大，所以，就会使低压熔断器被熔断，从而导致交流接触器出现失电，造成变电所停电。

（5）空气开关QF1与QF2跳闸。在母线失压的情况下，PLC要在6秒之后才会启动中间继电器。而母线在瞬时失压的情况下，在3秒之内便可以恢复正常，因此，1KA还没有开始工作，电压却恢复正常，所以，交流接触器KM1在供电的时候总保持闭合状态。经过PLC的判断，母线失压，它便会立即启动中间继电器3KA，而母联接触器开始闭合，二次电源便会通过母线连接在一起，两侧形成巨大的差值，造成环流，导致短路。所以，这时的空气开关就会全部跳闸。

二、交流电源系统故障的应对措施

我们根据以上的交流接触器KM1、KM2失电、中间继电器2KA烧坏以及空气开关QF1、QF2、QF3闭合，接触器KM2断开等等情况提出了相应的解决措施。第一，将有故障的中间继电器换掉，对中间继电器的其他部位进行详细的检查，把一些有问题的器件换掉。第二，把中间继电器KM全部跟换为容量为500VA的交流接触器；将5A的荣电器加在交流电源系统的控制回路线路中。第三，对交流盘PLC电源进行改造。然后在交流系统控制回路接线中使用一条单独的线路为PLV供电，这样才能使PLC本体模块可以更加可靠。将PLC程序进行更改，在线路失压6秒以后再进行跳闸。

针对以上涉及的空气开关QF出现跳闸、低压熔断、空气开关QF1、QF2、QF3闭合，母联接触器KM3断开等现象我们主要采取的应对措施为：第一，将交流电源电路取消，把电源接触器KM1、KM2与空气开关QF1、QF2的负载侧进行连接。第二，把交流中间继电器更换成容量为500KA的直流中间接触器；采用同等容量的直流接触器替换母联接触器KM3。第三，对PLC程序进行更改，使交流系统两路电源的互投功能可以更好地发挥。主备方式电源的互投可以如下设定：主投主要为27.5KV，在失压的时候，延时动作要在6秒以后；在互投过程中，母联的接触器不能断开。在10KV电源供电的时候，27.5KV接通电源之后，在6秒以后，10KV接触器则断开，27.5KV在6秒以后闭合。如果10KV与27.5KV两电源都失电的时候，在25秒以后，母联接触器KM3断开。电源在运行的过程中，后台的主要实行两路电源同时运行。如果PLC检测到有一路电源断电，在不延时的情况下，母联接触器KM3断开，6秒后，将该路电源接触器投入。电源在并列运行的过程中，一旦PLC检测到有电路失电，6秒以后自动转为主备供电方式。

我们对交流电源系统的故障问题提出了相应的完善措施，使PLC交流电源自投工作更加可靠，也使中间继电器烧毁的情况得到了改善。交流供电系统的功能是比较先进的，并且具有强大的功能，对变电所工作有巨大作用，因此，对交流电源系统故障的排除是非常重要的。

参考文献

电流源篇9

关键词 后台电源；直流供电；应用

中图分类号 TD611 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)081-0180-01

吉安供电公司变电运行分公司所辖的变电站共有33座，其中220kV变电站有5座，为了保证后台监控供电的可靠，都加装了一套或二套逆变器电源。当系统220伏交流处于正常时，经过逆变器内的旁路开关连接，直接输出220伏交流电压、在系统220伏交流失电或故障时，逆变器早就将220伏直流逆变成了220伏交流电压，通过逆变器内的自动装置输到监控后台，后台监控始终得到的是220伏交流电压供电。按理来讲，后台监控电源应该是很可靠的，但是遇到过因逆变器电源本身运行不稳或本身故障损坏，引起后台监控无电失去监控、五防与后台监控无法对应操作现象。逆变器在日常运行过程中从安全上讲多了个故障点，从可靠性讲又不很稳定，从经济上讲增加了费用，同时给运行人员增加了维护工作量，还给检修人员增加了设备维护检修的工作，还因逆变器的运行增加了直流负载损耗。

1 计算机和显示器直接用220伏直流供电概述

计算机、液晶显示器直接用220伏直流供电，首先要了解计算机主机、液晶显示器供电电路，是怎样供电的。根据计算机主机、液晶显示器电路图看，首先是将市电（220 V交流电）进入电源，先由扼流线圈和电容滤波去除高频杂波和干扰信号，经过桥式整流二极管整流和电容滤波得到300伏直流电压，然后进入电源开关管及开关管旁路激励电路并与铁氧化体磁芯高频变压器上的一次绕组线圈连接，开关管在开关管旁路激励电路激励下与铁氧化体磁芯高频变压器上的一次绕组线圈产生震荡，使铁氧化体磁芯高频变压器上的二次绕组线圈感应出频率较高交流电压，再由整流二极管整流经电容滤波和稳压电路稳压、经校正变压器校正后还由电容滤波，最后得到计算机所需的纯净的12伏、5伏、3.3伏低压直流电压，这就是开关电源的工作过程。从电脑主机和显示器开关电源电路中的电路看，直接接入220伏直流电源到电路中的桥式整流二极管后，桥式整流中的二极管不是起整流作用，而是发挥二极管正向导通、反向阻止的唯一特性来保护电路中的电器元件不被损坏；也就防止了输入220伏直流电压不被因正负极没接对，造成有正负极极性的电解电容过热爆炸，及其他电路元件损坏故障。所以利用开关电源电路中用红色框着中的桥式整流二极管，直接接入220伏直流电源就不需要核对正负极，左右可任意接。也就象接入220伏交流电压一样，不需打开计算机的机箱和显示器的外壳改动任何电路，不必增加任何东西，就这么简单、方便。

2 计算机和显示器直接用220伏直流供电的应用

首先简单按桥式整流接线图要求，做一个桥式整流接线一样的桥式整流实物接到220伏交流电压上，通过桥式整流堆整流，得到的220伏直流电压，直接接入计算机和显示器上，看是否能正常工作。现就用做好的桥式整流接线实物接入到220伏交流前，先测220伏交流电插座上的交流电压，测的当时220伏交流插座输出的交流电压为222.3伏。再用桥式整流接线实物插在222.3伏交流插座上，在桥式整流实物输出端测到的直流电压为212.9伏。现在将桥式整流实物输出端直流电压212.9伏分别接入计算机和显示器上开机运行都很正常。有人提出变电站保护动作最低动作电压是180伏，计算机在180伏的情况下是否能正常开机运行呢？我现就用半波整流接线原理再做一个半波整流接线实物就能得到100伏到110伏范围的直流电压。计算机和显示器接上102.5伏直流电压，计算机和显示器开机运行都运行正常。通过试验证明，全波桥式整流或半波整流输出的直流电压给计算机和显示器供电都能正常运行，这就足以说明计算机和显示器的开关电源电路用电范围之宽、还有交直流直接用电的双重特性。而变电站的直流母线电压都在220伏，电压质量稳定，不至于掉到180伏，而计算机及显示器输入电压范围为100-240伏间，可见计算机和显示器直接用直流供电没有一点问题。最后真正将计算机主机和显示器直接接在变电站220伏蓄电池与充电装置并列运行的直流电压输出端子上，也就是真正接到变电站直流母线电压系统上进行开机运行试验。按接在220伏蓄电池与充电装置并列运行的直流电压输出端子上，并测得直流电压输出端子上的直流电压是221.9伏，从而使得计算机和显示器都运行正常。

3 计算机和显示器使用两种不同电源供电的安全性

其一，监控后台电源使用逆变器装置供电来讲，站交流电压正常时，逆变器装置工作分别是交流—交流（交流旁路输出），站交流电压失压时，逆变器装置工作分别是直流—交流（直流逆变成交流输出）。这个中间环节存在着交流和直流共存现象，一但防雷措施不到位，就易发生交流过电压损坏现象，还因逆变器其容量不够和本身不稳定，又会导致监控后台电源失电、可靠性差，同时又是直流电压多出的一个负载消耗点。如果监控后台供电电源直接使用直流电压作为电源，也就是直流电压直接到监控后台主机和显示器，这样就省掉了逆变器装置给监控后台供电转换的这个中间环节，也就省掉了逆变器装置转换供电多出的故障点和节省了直流电压多出的负载消耗。监控后台供电方式由原逆变器装置供电改为直接用直流电源的供电方式，二者相比较，明显可以看出哪种电源供电方式，更简单、更方便、更安全、更可靠。其二，监控后台计算机和显示器使用直流母线上的电源，作为负荷也要通过空气开关去连接，再加上计算机和显示器的开关电路自身带有过流、过压、恒温等多种保护，就和直流其它负荷一样，不存在有影响直流母线电源安全运行的因素。其三，通过以上分析和试验，监控后台计算机和显示器可以直接使用220伏的直母线电压供电，安全稳定运行更有保障。

4 计算机和显示器使用两种不同电源供电的经济性

吉安供电公司变电运行分公司现有33座变是站，其中220kV变电站有5座，为了保证后台电源的可靠性，均使用一套或二套逆变器装置，这样一来，33座变电站就有48套逆变器装置，而这些逆变器装置的成本费及日常运行的维护费和故障下的检修费用，不是一笔小数目。而如今，监控后台直接使用直流来供电，不仅省去了逆变器装置的本成费，还省去了日常运行维护费及故障情况下的检修费用，同时还为运行人员减少了设备的运行维护工作，并没有了因逆变器工作时产生烦人的震荡噪音，净化了工作环境。

5 结束语

总之，在我公司万安110 kV变电站监控后台供电源的逆变器装置中，由于容量不够和本身不稳定，无法正常保证后台监控的可靠运行，同时又经常因逆变器装置散热和本身不稳的原因，导致监控后台中断无法监控（监屏）。现在监控后台电源直接使用直流母线电源供电后，几个月来，从未发生过因电源不稳而导致监控或五防等计算机运行不正常现象，监控后台供电电压非常稳定、监控后台运行也很正常。

参考文献

[1]高伟.直流电源远程综合管理系统的设计[J].科技资讯.

电流源篇10

    (1)阀控式铅酸免维护蓄电池阀控式铅酸免维护蓄电池密封程度高、体积较小,放电电流较大,使用寿命较长,因此在变电站直流电源中得到了较为广泛的应用。由于阀控式铅酸免维护蓄电池的正常运行要受到环境温度、充电电压等因素的影响,因此在对蓄电池组进行安全管理时要注意做好对这些因素的控制,例如温度宜保持在20~30摄氏度,最高不超过35摄氏度等等,并保证其他相关数据在规定范围之内,此外还应该做到定期对蓄电池进行打扫和检测维护,并做好相关记录,从而保证变电站直流电源运行的安全可靠。(2)镍铬碱性蓄电池镍铬碱性蓄电池具有成本较低、快速充电性能好以及循环寿命长等特点,虽然已经逐步被阀控式铅酸免维护蓄电池取代,但仍占有一定比重。在对镍铬碱性蓄电池进行安全管理时,应仔细进行,避免金属器具触碰正负极,同时还要对电压电流等情况进行监视,确保安全运行。

    2充电装置的安全管理

    做好变电站直流电源的安全管理工作,应该做好对充电装置的管理和维护。一是相关管理人员在巡视时应该对充电装置的相关运行数据进行监视,如交流输入电压值,直流输出电流值等,确保各数据都在合理范围内,整个充电装置工作状态良好;二是在进行交流电源的中断和接通时,应按照操作规定进行操作,保证正常工作;三是对充电装置应进行模块化设计,发生故障时立即换用备用模块,保证运行稳定。

    3微机监控器的应用

    微机监控器扮演着对变电站直流电源进行监控的作用,可以实时对变电站直流电源系统的各项数据进行监视,比如监视监视三相交流输入电压值和是否缺相,监视蓄电池充电进线是否正常等,并且当检测到电路故障或运行状态不正常时,能自动进行报警,并且自动对不正确的参数进行修改。微机监控器还可以自动控制充电装置进行恒流限压充电-恒压充电-浮充电-进入正常运行状态。通过微机监控器,可以大大减少巡视员的工作量,大大提高工作效率,促进变电站直流电源的稳定运行。在对微机监控器进行操作时,应该注意不可随意更改数据参数,当遇到黑屏等情况时,可进行重启操作,如问题不能解决,应该及时联系厂商进行维修后投入运行,保证变电站直流电源运行的可靠稳定。