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智能型雙電源開(kāi)關(guān)控制器的設計

作者: 時(shí)間:2010-09-21 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

隨著(zhù)科技的進(jìn)步和社會(huì )的發(fā)展,人們的生活水平不斷地提高,各行業(yè)對供電的可靠性、安全性、連續性提出了越來(lái)越高的要求,很多場(chǎng)合需要采用兩路電源來(lái)保證供電的可靠性和連續性。例如商場(chǎng)、銀行、醫院、通信部門(mén)、交通部門(mén)以及國防軍事等部門(mén)都要求能連續不間斷地安全供電。而智能型雙電源開(kāi)關(guān)控制器能夠很好地解決上述問(wèn)題,為可靠、連續地供電提供強有力的保證。目前在很多企業(yè)和領(lǐng)域都使用了智能型雙電源開(kāi)關(guān)控制器,它有著(zhù)廣闊的市場(chǎng)前景和應用價(jià)值。本文介紹的智能型雙電源開(kāi)關(guān)控制器主要由控制單元(PIC16F884單片機)和執行機構(兩臺三極或四極塑殼斷路器)組成??刂茊卧饕撠煾鞣N信號的辨識檢測、運算處理和控制輸出。執行機構則快速準確地響應控制單元的各種控制命令,從而構成一個(gè)功能強大、工作穩定、可靠的控制系統。
1 工作原理
智能型雙電源開(kāi)關(guān)控制器以單片機PIC16F884為核心,對兩路供電電源(常用電源和備用電源)的電壓、頻率和相位進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。當其中一路電源(常用電源或備用電源)的電壓發(fā)生過(guò)壓、欠壓或是缺相時(shí),控制器就會(huì )發(fā)出電機切換命令,使供電電源自動(dòng)切換到另一路電源(備用電源或常用電源)上,以此來(lái)保障供電的連續性??刂破鞯墓ぷ鞣绞街饕凶詣?dòng)方式和手動(dòng)方式兩種??刂破鞯慕Y構框圖如圖1所示,組成模塊如圖2所示。

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/180462.htm

1.1 自動(dòng)工作模式
自動(dòng)工作模式可分為:自投自復、自投不自復和電網(wǎng)-發(fā)電機三種方式。其中,前兩種主要應用于電網(wǎng)-電網(wǎng)供電模式,而第三種則是應用于電網(wǎng)和發(fā)電機供電模式。
(1)自投自復模式:控制器對兩路電源進(jìn)行監控,當兩路電源都正常工作時(shí),則負載由常用電源供電;當常用電源發(fā)生故障(過(guò)壓、欠壓或缺相)時(shí),控制器發(fā)出電機切換命令使電源自動(dòng)切換到備用電源,此時(shí)負載由備用電源供電;當常用電源恢復正常時(shí),控制器再次發(fā)出電機切換命令使負載供電由備用電源返回到常用電源。
(2)自投不自復模式:其工作方式和自投自復類(lèi)似,但只有當備用電源也出現故障時(shí)才自動(dòng)返回到常用電源,否則將一直由備用電源給負載供電。
(3)電網(wǎng)-發(fā)電機模式:當常用電源發(fā)生故障時(shí),控制器輸出發(fā)電機啟動(dòng)命令,經(jīng)短暫延時(shí)后斷開(kāi)常用電源,此時(shí)負載由發(fā)電機供電;當常用電源恢復正常時(shí),控制器輸出發(fā)電機停機命令同時(shí)電源自動(dòng)切換到常用電源上,負載返回到由常用電源供電模式。
1.2 手動(dòng)模式
在手動(dòng)模式下,電源不能自動(dòng)切換而需要人為操作,主要有常用電源供電、備用電源供電和斷電再扣方式。
常用電源供電:強制常用斷路器閉合,備用斷路器斷開(kāi)。
備用電源供電:強制備用斷路器閉合,常用斷路器斷開(kāi)。
斷電再扣:同時(shí)強制斷開(kāi)常用斷路器和備用斷路器或是閉合因故障而斷開(kāi)的所有斷路器。
2 硬件系統設計
2.1 單片機的選擇

控制器要求對交流電壓、頻率和相位進(jìn)行檢測,有多路控制信號的輸入和輸出,為了節約成本和系統的穩定性,應選擇自帶A/D轉換器和輸入捕捉功能且有較豐富I/O的單片機。此外,控制器里的強電信號和繼電器等元件會(huì )對單片機產(chǎn)生很大的干擾,這就要求單片機能夠有較好的抗干擾能力。綜上考慮,本設計選擇了PIC16F884單片機。它是Microchip公司目前主推的產(chǎn)品,采用精簡(jiǎn)指令集(RISC)機構和一次性可編程(OTP)技術(shù)使得PIC16F884單片機具有高速的穩定性和非常強的抗干擾能力;8 KB的閃存、256 B的EEPROM、10位A/D轉換器和CCP輸入捕捉,完全可以滿(mǎn)足本控制器的設計要求。


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