本安智能电源的设计

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1、本安智能电源的设计式下'主振荡器及PU关闭以降低功耗・模式是慢时钟模式与空闲模式的结合.它使几T处理器能更快速响应唤醒事件■并保持较低的功耗。式主振荡器及PLL关闭以降低功耗・模式是慢时钟模式与空闲模式的结合■它使UuMeT处理器能更快速响应唤醒事件•并保持较低的功耗。第$期工矿自动化am年.月.1■十“Izm文章编号⑷I-2SIXaeH>M-MSI-«2嵌入式本安智能电源的设计王冬波恫煤国电同忻煤矿有限公司■山西大同3T3HI>摘要$针对煤矿现有本安电源存在驱动电流不大、输出状态不能自动调节的问题°文章介绍了一种采用嵌入式nwnet处理器设计的本安智能电源「

2、阐述了该电源的硬件组成及工作原理。该电源通过以太网编程实现了电源系统的远程控制。关键词*煤矿■本安智能电源■嵌入式系统中图分类号:WII文献标识码•引言随着我国煤矿机械化、自动化程度的提高质安全4简称木安》型电气设备在井下监控、通信、信号、仪表和自动化系统中应用日益广泛.这就需要为其提供本安供电电源。然而的本安电源驱动电流不大、输出状态无法自动调节.限制了煤矿自动化设备的使用。为了解决这些问题.笔者设计了一种嵌入式木安智能电源.该电源能「目前煤矿现场使用在符合本安性能要求的前提下输出大屯流「且时刻对输出状态进行监控并反馈给整流电路「从而自动调节其输岀状态「满足

3、了工作面自动化系统中不同电气设备的快速、实吋供电需求。I嵌入式木安智能电源的设计方案该电源针对各电气设备不同的供电要求•并联运行多个整流模块。其中体现智能的监控模块采用嵌入式系统II(Cilellel的专用计算机系统「实时地采集和分析所有的输出回路电流■它能使不同的负荷对应该电源内部不同的整流电路［避免出现超负荷或者功率浪费的现象。该电源使用以S3C244,为核心的曲系列的胁T处理器「利用血T处理器的全功能电源管理控制器优化整个电源的功耗•并支持普通、空闲、慢时钟及工作模式「提供不同的功耗等收稿日期:2MWAI2作者简介汪冬波IIV3I■>男・工程师「山西大同

4、人.IW年■毕业于III西矿业学院4现太原理工大学》工业电气自动化专业.现在同煤国电同忻煤矿有限公司从事电气技术工作。KiXmi级及事件响应延迟吋间。在空闲模式下血％T处理器时钟禁用并等待下一次中断域主复位》■慢时钟模式是复位后选择的模工J在该模2嵌入式木安智能电源的设计2.I电源工作原理该电源使用交流电输入「在多路变压整流滤波Z后.经高速逻辑开关输出。肋T处理器根据检测回來的信号分析输岀端电流使用的情况历■关输出相应的控制信号.实吋快速地对电气设备进■行供电。另外「该电源利用胁1低T处理器外围的以太网控制器编写程序对设备进行监测空制。2.2电源硬件结构该嵌入

5、式智能电源主要由嵌入式系统、变压、整流、滤波模块组成.如图■I所示。图I嵌入式本安智能电源硬件结构图CD嵌入式系统图2为嵌入式系统结构图。嵌入式系统控制软件的设计主要为实现站■转换、分析数据、处理数据等。其中站■转换可用硬件电路或软件实现「用•S2・工矿口动化am年■月软件实现可以简化硬件电路.但可能影响处理速度.对其它设备的影响「然后用K/K模块U3W3V要视情况而定。站■转换后的数据.经过分析、处将其它□V电压转换成IV电压。理.最后通过控制信号传递给整流单元。图4整流模块电路图3过压保护电路设计图2嵌入式系统结构图嵌入式系统的血■加T处理器中的控制器内嵌

6、了实时操作系统•$》和协议「可用其编写一个服务守候进程。当用3-foarl远程访问电源控制器时—I]”服务守诂进程通过IH■网口接收网络连接信息并对它作出回应。在整个嵌入式系统中（要不定时地监测和控制现场设备.采用面向连接的程就式完成客户机与电源控制器之间的通信。电源控制器和US4U总线被控设备之间采用US4SS总线主f从式结构。当电源控制器启动后二从rus-存储器中读取事先下载好的命令表文件匸当用户不发送控制命令吋「嵌入式系统按一定的定时时间自动向下层控制模块发送循检指令.由控制模块程序对命令进行解码.提取出地址信息.当命令屮所含的地址信息与口己的地址相同时

7、1则解析命令并进行和应的处理.同吋反馈执行结果■否则.抛弃接收到的命令。命令字符串是按事先约定好的I古I定格式发送和接收的。图）为电源网络控制器结构图。图3电源网络控制器结构图Q》整流模块为了获得合适的直流电压.需要全波整流模块将交流电转换为直流电压。图4所示的整流模块电路图中由于电气设备的数量和容量增多「需要在整流模块之前加入缓上电控制电路防止负载的增加为防止电路不正常时出现过压.电路应具备过压保护功能.因此在稳压限流电路后应接上过压保护屯路.如图F所示。图S过压保护电路图正常情况下-木安电源输出■12V电压•此吋■稳压管21、晶体管G均截止,12▼输出电压

8、直接供给负载■当输出大于血耳V时导通「