双电源管理系统的设计与实现.pdf

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1、第23卷第2期电子设计工程2015年1月Vol.23No.2ElectronicDesignEngineeringJan.2015双电源管理系统的设计与实现刘凤秋，徐征辉，刘胜剑（哈尔滨理工大学应用科学学院，黑龙江哈尔滨150080）摘要：本文提出一个具有隔离功能的双电源管理系统，系统由控制器电路、隔离电路、切换电路和充电电路五部分构成。控制器实时监测主电源、备用电源电压与输出电流状态。主电源供电时，控制器控制充电电路向备用电源充电，使备用电源始终处于饱和状态；主电源发生故障时，控制器通过切换电路自动切换到备用电源向后续电路供电。隔离电路

2、通过使用推挽式电源拓扑结构完成输入与输出的隔离，同时保证输出电压的稳定。系统提供RS485通信接口，运行Modbus标准协议，从而可以在远程实现对系统的控制。经实际测试，本系统具有切换时间短、供电电压稳定、隔离效果好、效率高等优点。关键词：双电源管理系统；推挽式电源拓扑；Modbus通信协议；切换时间中图分类号：TN302.1文献标识码：A文章编号：1674－6236（2015）02-0105-05DualpowermanagementsystemwithisolationcapacityLIUFeng鄄qiu，XUZheng鄄hui，L

3、IUSheng鄄jian（SchoolofAppliedScience，HarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin150080，China）Abstract:Thispaperpresentsadualpowermanagementsystemwithisolationcapacity.Thesystemconsistsofcontrollercir鄄cuit，isolationcircuit，switchingcircuitandchargingcircuit.Thecontrollerc

4、ircuitkeepstrackofthevoltageofmainpowersup鄄ply，standbypowerandoutputcurrentstate.Whenthemainpowersupplytakeeffect，thecontrollercontrolsthechargingcircuittochargethebackuppowerandkeepsitalwaysinsaturation；whenthemainpowerfailure，thecontrollercontrollerstheswitch鄄ingcircuit

5、automaticallyswitchestobackuppowertothesubsequentcircuits.Isolationfunctionimplementbyusingthepush鄄pulltopology，whileensuringthestabilityoftheoutputvoltage.Atthesametime，thesystemprovidesRS485communicationinterfaceandrunthestandardModbusprotocol，inorderthattheremotehostca

6、ncontrolofthesystem.Thetestresultsshowthatthesys鄄temhastheshorterswitchingtime，morestableoutputvoltage，betterisolationeffectandhigherefficiency.Keywords:dualpowermanagementsystem；push鄄pullpowertopology；modbusprotocol；switchingtime供电的连续性是电力质量的一个重要方面。对于某些用电源正常时向备用电源充电保持备用电源

7、的饱和状态。隔离电设备，如如医院呼吸机、工厂可燃性气体报警器、银行视频电路则通过推挽变压器实现输出与输入的隔离，并提供稳压监控系统等尤为重要。保证供电连续性的办法是给供电对象功能，从而向用电设备提供4路彼此隔离的稳定的12V输出提供主、备两路独立的电源，并对两路电源进行实时监控[1-2]。电压。同时，本系统配备RS485远程通信接口，并运行标准的本文设计的双电源系统使用电力MOSFET作为切换开关降Modbus协议，可以实现远程主机对系统的配置及监视功能。低功率损耗、提高切换速度，使用推挽式电路实现输入输出隔离，使用微控制器进行实时监测，

8、并配备远程通信接口。当故障发生时，能安全、可靠地实现电源转换，具有切换时间短、工作可靠、效率高，可广泛应用于监控系统、报警系统等对供电质量要求比较高的场所。图1系统功能框图Fig.1Block