公共廣播系統(tǒng)功放電源控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
圖3所示是固態(tài)繼電器的工作原理圖,其中部件①~④構(gòu)成交流SSR的主體。從整體上看,SSR只有兩個(gè)輸入端(A和B)及兩個(gè)輸出端(C和D),是一種四端器件。工作時(shí)只要在A、B加上一定的控制信號(hào),就可以控制C、D兩端之間的“通”和“斷”,從而實(shí)現(xiàn)“開關(guān)”的功能。其中
耦合電路的功能是為A、B端輸入的控制信號(hào)提供一個(gè)輸入、輸出端之間的通道,但又在電氣上斷開SSR中輸入端和輸出端之間的(電)聯(lián)系,以防止輸出端對(duì)輸入端的影響,耦合電路用的元件是“光耦合器”,它動(dòng)作靈敏、響應(yīng)速度高、輸入/輸出端之間的絕緣(耐壓)等級(jí)很高。由于輸入端的負(fù)載是發(fā)光二極管,這使SSR的輸入端很容易做到與輸入信號(hào)電平相匹配,故在使用中可直接與計(jì)算機(jī)的輸出接口相連,即受“1 ”與“0”的邏輯電平控制。觸發(fā)電路的功能是產(chǎn)生合乎要求的觸發(fā)信號(hào),驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路④工作,但是,由于開關(guān)電路在不加特殊控制電路時(shí),將產(chǎn)生射頻干擾并以高次諧波或尖峰等信號(hào)污染電網(wǎng),為此特設(shè)了“過零控制電路”。所謂“過零”,是指在加入控制信號(hào)且交流電壓過零時(shí),SSR即為通態(tài);而當(dāng)斷開控制信號(hào)后,SSR要等待交流電的正半周與負(fù)半周的交界點(diǎn)(零電位)時(shí),SSR才為斷態(tài)。這種設(shè)計(jì)能防止高次諧波的干擾和對(duì)電網(wǎng)的污染。吸收電路是為防止從電源中傳來的尖峰、浪涌(電壓)對(duì)開關(guān)器件雙向可控硅管的沖擊和干擾(甚至誤動(dòng)作)而設(shè)計(jì)的,一般選用“R-C”串聯(lián)吸收電路或非線性電阻(壓敏電阻器)。本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/179299.htm
本系統(tǒng)所用功放的功率為320W,以兩臺(tái)計(jì),負(fù)載總功率為640W,考慮到余量,可選用負(fù)載電流5A的SSR-5DA固態(tài)繼電器。SSR-5DA固態(tài)繼電器采用雙向可控硅輸出,零電壓開啟,零電流關(guān)閉;輸入回路與輸出回路用光隔離;輸入輸出端的隔離耐壓為2500V。
2.3 抗干擾電路的設(shè)計(jì)
為了防止串入干擾信號(hào)而造成固態(tài)繼電器的誤動(dòng)作,本設(shè)計(jì)加入了抗干擾電路??垢蓴_電路主要由電感元件組成,因?yàn)殡姼性型ㄖ绷餍盘?hào)而阻交流信號(hào)的作用,其作用主要是濾除高頻及交流電的干擾。
2.4 過壓保護(hù)電路的設(shè)計(jì)
快速熔斷器和空氣開關(guān)是一種通用的過電流保護(hù)方法。快速熔斷器可按額定工作電流的1.2倍來選擇,一般小容量可選用保險(xiǎn)絲。特別要注意負(fù)載短路,這是造成SSR產(chǎn)品損壞的主要原因。除用RC電路保護(hù)外,建議采用壓敏電阻并聯(lián)在輸出端以作為組合保護(hù)。金屬氧化鋅壓敏電阻(MOV)面積的大小可決定吸收功率,厚度則決定保護(hù)電壓值。交流220V的SSR可選用MYH12/430V的壓敏電阻。
設(shè)計(jì)時(shí),在輸出回路中還應(yīng)附加一個(gè)瞬態(tài)抑制電路,其目的是保護(hù)固態(tài)繼電器。通常的措施是在繼電器輸出端加裝RC吸收回路(例如:R=
150 Ω,C=0.5μF或R=39Ω,C=0.1μF),以有效抑制加至繼電器的瞬態(tài)電壓和電壓指數(shù)上升率dV/dt。另一個(gè)措施是在繼電器輸出端接入具有特定鉗位電壓的電壓控制器件,如雙向穩(wěn)壓二極管或壓敏電阻(MOV)。壓敏電阻的電流值應(yīng)按下式計(jì)算:
其中Zs為負(fù)載阻抗、電源阻抗以及線路阻抗之和,Vmax、Vmov分別為最高瞬態(tài)電壓和壓敏電阻的標(biāo)稱電壓,對(duì)于常規(guī)的220V和380V的交流電源,推薦的壓敏電阻的標(biāo)稱電壓值分別為440~470V和760~810V。
3 實(shí)際應(yīng)用
在MTC-02廣播系統(tǒng)加入功放電源控制器后,通過人工編制程序,可使此系統(tǒng)具有自動(dòng)關(guān)閉后續(xù)功放設(shè)備電源的功能。人工對(duì)MTC-02編制程序,每一打鈴前1分鐘啟動(dòng)功放電源,使功放提前進(jìn)入工作狀態(tài),打鈴結(jié)束后2分鐘關(guān)閉功放電源,以使功放有時(shí)間盡可能散熱。而在其他時(shí)間,功放處于關(guān)機(jī)狀態(tài),這樣便可達(dá)到節(jié)約用電、延長設(shè)備使用壽命,降低運(yùn)行費(fèi)用之目的。如系統(tǒng)時(shí)鐘出現(xiàn)偏差,只需校準(zhǔn)MTC-02時(shí)鐘即可,因而操作非常簡單方便。
4 結(jié)束語
使用功放電源控制器可對(duì)單位公共廣播系統(tǒng)的音頻功放進(jìn)行定時(shí)控制。經(jīng)過測算,每天至少可以節(jié)約3度電。本設(shè)計(jì)的整套功放電源控制器所用的器件數(shù)量相當(dāng)少,控制流程也相當(dāng)簡單,關(guān)鍵是創(chuàng)新地利用了MTC-02廣播系統(tǒng)的接口,并借助SSR-10DA固態(tài)繼電器來實(shí)現(xiàn)功放電源控制的設(shè)計(jì)與制作。該控制器無須進(jìn)行任何相關(guān)操作,只要對(duì)MTC-02編制程序即可。另外,該方案稍加補(bǔ)充修改,也可實(shí)現(xiàn)單位熱水器的電源定時(shí)控制,同樣也可達(dá)到降低故障率、節(jié)約能源之目的。
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