CAWS600B氣象站電源控制系統應用解析

摘要：隨著(zhù)大氣監測自動(dòng)化系統建設全面建設完成，越來(lái)越多的自動(dòng)氣象站投入了業(yè)務(wù)運行，占據了國內近8成CAWS600B型自動(dòng)氣象站維護保障工作成為氣象技術(shù)裝備工作的新問(wèn)題。此類(lèi)型自動(dòng)氣象站的故障很大一部分是由于電源控制系統造成的，為方便同行更好的做好氣象技術(shù)裝備保障工作，對CAWS600B型自動(dòng)氣象站的電源控制系統原理進(jìn)行了詳細的應用解析，并重點(diǎn)分析了幾種常見(jiàn)典型故障及處理方法，可為氣象裝備技術(shù)保障人員提供參考依據。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)氣象站；電源控制系統；應用解析；CAWS600B

隨著(zhù)大氣監測自動(dòng)化系統建設全面建設完成，越來(lái)越多的自動(dòng)氣象站投入了業(yè)務(wù)運行，目前氣象系統業(yè)務(wù)用自動(dòng)氣象站，很大一部分是CAWS600B型自動(dòng)氣象站，該型自動(dòng)氣象站投入業(yè)務(wù)運行已近10年時(shí)間，運行比較穩定，出現的故障很大一部分是由它的電源控制系統造成的。因此本文結合多年來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗介紹一下CAWS600B型自動(dòng)氣象站電源控制系統的工作原理及典型故障分析。

1 CAWS-DY01電路原理
CAWS600B的電源供電系統為CAWS-DY01模塊。它的主要組成部分是單片機PIC16C711-041／P模塊，通過(guò)LM集成穩壓器件和場(chǎng)效應管組成了一個(gè)智能控制電源。它的電路原理圖如圖1所示，由于CAWS600B型自動(dòng)氣象站采用市電220 V供電，通過(guò)電源系統供電模塊DY01對變壓后的交流電進(jìn)行整流穩壓，并對12 V蓄電池進(jìn)行直流充電。該電源系統單片機PIC16C711-041／P模塊的智能功能可以隨時(shí)監測蓄電池的能量存儲狀況，并自動(dòng)控制是否對蓄電池進(jìn)行充電，這樣可以解決蓄電池的電量虛滿(mǎn)問(wèn)題。同時(shí)也可以通過(guò)整流穩壓電路直接對采集器DT50單元和傳感器進(jìn)行供電。它主要由整流濾波系統、智能控制系統、充放電系統和供電檢測系統四部分組成。

(1)整流濾波系統工作流程。CAWS600B自動(dòng)氣象站主要由CAWS-DY01模塊供電，CAWS-DY01模塊對交流220 V市電供進(jìn)行轉化。如圖1左上端所示，CAWS-DY01模塊對值班室來(lái)的220 V交流市電通過(guò)交流變壓器T1變壓可變換成(16～18 V)AC電壓，然后經(jīng)過(guò)電橋BD1和C5全波整流電路對18 V交流電進(jìn)行整流和濾波，可將交流電變換成20 V左右的直流電。到此時(shí)，220 V交流市電變成有輕微脈動(dòng)的不穩定直流電。通過(guò)用萬(wàn)用表直流電壓檔可測得此時(shí)電壓在18～22 V直流之間浮動(dòng)。此時(shí)的大容量電解電容C5起到儲能穩壓的作用，從C5出來(lái)的脈動(dòng)直流電流經(jīng)如圖1所示的A點(diǎn)對直流輸出電路單元、電池充電電路單元、中央控制電路單元供電。也可以說(shuō)是直流電供電點(diǎn)。
(2)智能控制系統電路原理。智能控制系統主要由單片機PIC16C711-041／P模塊組成。智能控制系統供電主要由兩部分電路構成：經(jīng)由A點(diǎn)的20 V左右的脈動(dòng)直流電經(jīng)U6三端穩壓集成電器LM7809穩壓后輸出9 V直流電，到如圖1所示B點(diǎn)位置。第二部分智能控制系統供電電路是電池直接提供的12 V直流電，如圖1中E點(diǎn)為蓄電池正極，蓄電池所供的直流電經(jīng)二極管D7輸出12 V左右直流電到B點(diǎn)；兩路電路會(huì )合后由于電壓差蓄電池的供電電壓高于電路1部分的供電電壓，此時(shí)根據二極管的單向導通法則，可以確定此時(shí)由蓄電池對單片機PIC16C711-041／P模塊進(jìn)行供電。所以正常情況下，采集器供電系統主要是由蓄電池對DT50采集單元供電。若蓄電池過(guò)度使用或者損壞導致蓄電池供電電壓過(guò)低，低于10 V后，此時(shí)則由通過(guò)整流濾波系統將市電220 V整流變壓后由A點(diǎn)對系統進(jìn)行直流供電，此時(shí)到達B點(diǎn)的8 V直流電經(jīng)三端穩壓集成電路LM7805穩壓和濾波電容C4濾波后輸出穩定地5 V直流電對給控制單元單片機PIC16C711-041／P模塊供電。