智能高頻開(kāi)關(guān)電源微機(jī)監(jiān)控模塊的研制

3 微機(jī)監(jiān)控模塊

3．1 微機(jī)監(jiān)控模塊功能
　　微機(jī)監(jiān)控模塊的主要功能有四個(gè)。第一是進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測(cè)。即對(duì)系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，以完成充電電流、蓄電池電流、交流輸入電壓、直流母線電壓、母線對(duì)地電壓、蓄電池溫度及單體蓄電池電壓和內(nèi)阻等模擬信號(hào)的測(cè)量，同時(shí)將檢測(cè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)，并將系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)通過(guò)顯示器顯示出來(lái)。
　　微機(jī)監(jiān)控模塊的第二項(xiàng)功能是系統(tǒng)控制及保護(hù)。也就是按照系統(tǒng)要求輸出模擬控制信號(hào)并實(shí)時(shí)調(diào)整母線電壓，以完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的管理，包括蓄電池均充和浮充的自動(dòng)轉(zhuǎn)換、均充和浮充電壓的調(diào)節(jié)、蓄電池充電電流的限制、保護(hù)定值的設(shè)定、風(fēng)機(jī)的啟停、各種故障的判斷以及故障告警等。
　　第三是蓄電池的智能管理，保證蓄電池按照充電曲線自動(dòng)運(yùn)行。
　　第四項(xiàng)功能是系統(tǒng)通訊。該監(jiān)控模塊有兩個(gè)串行通訊接口，一個(gè)用于與蓄電池監(jiān)控模塊通訊，以完成對(duì)蓄電池的檢測(cè)控制和數(shù)據(jù)接收。另一個(gè)用來(lái)與上位機(jī)相連，以滿足與RTU或綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通訊的要求。
3．2 監(jiān)控模塊的工作原理
　　圖2是微機(jī)監(jiān)控模塊的原理框圖。該模塊采用雙CPU結(jié)構(gòu)，其中前端CPU用于完成對(duì)各路模擬信號(hào)的數(shù)據(jù)采集處理以及控制整流模塊調(diào)壓信號(hào)的輸出。后部CPU則用于負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)量的輸入和輸出，同時(shí)完成人機(jī)對(duì)話的管理。
　　根據(jù)這一具體任務(wù)的性質(zhì)，該系統(tǒng)的前端CPU選用ADuC812，該芯片是一個(gè)高性能的單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它內(nèi)含8個(gè)通道的高精度12位A／D轉(zhuǎn)換器，其采樣速率為200ksps。此外片內(nèi)還有2路12位D／A轉(zhuǎn)換器。選用該芯片可以充分利用其內(nèi)部模擬通道的豐富資源，簡(jiǎn)化外部電路的設(shè)計(jì)，完成輸入模擬信號(hào)的測(cè)量和調(diào)壓模擬信號(hào)的輸出。并可根據(jù)被測(cè)信號(hào)是否需要隔離來(lái)區(qū)分輸入信號(hào)并將其分別處理。其中交流電壓信號(hào)取自交流電壓互感器，直流電流取自霍爾電流互感器，它們和現(xiàn)場(chǎng)被測(cè)信號(hào)都是隔離的；測(cè)溫選用集成溫度傳感器AD590，而無(wú)須再進(jìn)行隔離處理。上述信號(hào)不再需要隔離，只進(jìn)行放大處理即可進(jìn)入 ADuC812的A／D通道。對(duì)直流母線電壓的測(cè)量采用電阻取樣，由于取得的被測(cè)信號(hào)與直流系統(tǒng)在電氣上是相連的，因此必須對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行隔離。本模塊中在這些通道中采用線性光電耦合器隔離，隔離后的信號(hào)再經(jīng)放大進(jìn)入A／D通道。輸出調(diào)壓信號(hào)由ADuC812中的D／A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)，D／A輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)功率放大之后可輸出驅(qū)動(dòng)調(diào)壓模塊。