5kw高频通信电源整流及监控系统

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1、5kW高频通信电源整流及监控系统

2、第1给出了部分软件的流程图。１系统硬件原理图１示出整个电源系统的原理框图。系统中各功能模块都具有自己独立的监控功能，可完成对所监控模块的管理。本文将主要讨论高频开关整流模块和主监控模块。1.1高频开关整流模块整流模块是一种智能化高频开关稳压模块，其原理框图见图2。它采用无工频变压器的整流结构，主要由P控制器、逆变器、信号取样、单片机控制器及负载均流等部分组成。其中逆变器采用IGBT构成的全桥逆变器。P控制器采用移相式P控制器UC3875，它在单片机80C196KC的控制下，

3、根500)this.style.ouseg(this)">据反馈的电压电流值与设定值的差，输出相移变化的P脉冲，经驱动、放大及整形后，控制逆变桥中IGBT的关断或导通，以改变输出电压的大小。为了实现多机并联运行的目的，本系统采用了负载自动均流电路，其核心是Unitrode公司的UC3907负载均流控制器。当多机并联运行时，整流模块中3907的CSB脚并联于均流母线CSB上，由于3907采用的是最大电流均流法，所以在均流母线上反映的是输出电流最大的模块的电流，当本模块的电流小于CSB电流时，3907的输出就会

4、改变3875的反馈电压值，从而改变P控制器移相脉冲的相移，进而改变输出电压和电流，使得该模块电流与最大电流一致，实现自动均流的目的。为使整个电源系统具有自诊断和人机交互的控制功能，每个整流模块都具有本身的监控部分，以担负本地监控以及与主监控模块通信的任务。整流模块的单片机所承担的任务是检测输出电压、电流及温度，向ＰＷＭ控制器发送输出电压值及最大限流值指令，负责开启冷却风扇、告警等，并允许各模块退出或投入系统。单片机还定期将本模块的电压、电流值及故障情况传送给主监控模块，同时也接收来自主监控模块的命令。模块间

5、的通信采用RS-485总线方式，接口芯片为MAXIM公司的MAX1480B，该芯片是完整的电气隔离的RS-485转换器，具有良好的抗干扰能力，适合应用于恶劣的电磁环境中。1.2主监控模块500)this.style.ouseg(this)">系统主监控模块作为一个独立的模块，可监控整个电源系统的工作状态，控制各模块的投入和退出，完成人机对话，实现与外部PC或远端主机的通信。图3是该模块的原理框图。系统采用Intel公司的80C196KC作主控制器，用本身的TXD、RXD经RS-485转换后与各模块通信，又通

6、过外接8250扩展出RS-232接口与PC或远端主机通信。为实现本地的人机交互操作，系统采用了大屏幕的LCD界面和24键的键盘，并可直接外挂EPSON1600K打印机。为了满足自动监控的需要，监控模块设有8路数字量输入口，6路继电器输出口，5路A/D输入，3路D/A输出及两路告警输出。主监控系统检测直流母线电压、电流，当电压或电流大于上限设定值时，便命令整流模块降压限流，并根据各整流模块的工作状况，决定每个模块的退出和投入，从而使整个电源系统工作在稳定的状态下。此外，为了整个电源系统的安全，主监控系统还对电

7、网电压的波动进行检测。当网压异常时，主监控模块将切除电网输入，同时发出告警信号，并记录故障信息。２系统软件500)this.style.ouseg(this)">本系统采用集中管理、独立控制的模式，各模块都有自己独立的监控程序，当个别模块出现故障时，不会影响整机运行。由于篇幅限制，本文只给出监控模块的软件结构。主监控模块软件采用模块化结构设计，各种功能都由相应的中断子程序完成。图４是主程序流程图。系统的初始化包括MCU内部控制寄存器的初始化，寄存器区及数据区的初始化等。自检包括RAM自检及控制系统各传感器自

8、检，自检通过后开放中断及PTS，并调用显示初始化子程序，显示系统主菜单可用键盘选择各子菜单，包括运行参数菜单、状态菜单、故障记录菜单及参数设置菜单。其中参数设置菜单仅供具有权限的维护人员使用，须输入密码才可进行操作。通信握手通过发送特征码55H及接收回弹的AAH来确定通信系统的正常与否。500)this.style.ouseg(this)">执行完初始化及自检后，系统进入监控状态，可接收键盘中断，同时保持串口接收中断有效。键盘中断子程序如图5所示。串口数据的发送由子程序调用完成，接收由中断实现，按数据的不同

9、类型进行相应的处理。串口接收子程序如图6所示。由于本系统检测的模拟量较多，对于A/D转换，系统采用了80C196KC所提供的新功能PTS中断。它以微代码方式运行中断子程序，此普通中断速度快，而且由于PTS提供了一种A/D扫描模式，使得对多个A/D处理更为方便。表1是500)this.style.ouseg(this)">用于实现A/D的PTS中断的命令块。首先在主程序中启动ACH4的A/D转换，当该转换完成时，便