智能高頻開(kāi)關(guān)電源微機監控模塊的研制

3 微機監控模塊

3．1 微機監控模塊功能
　　微機監控模塊的主要功能有四個(gè)。第一是進(jìn)行系統監測。即對系統的整體運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，以完成充電電流、蓄電池電流、交流輸入電壓、直流母線(xiàn)電壓、母線(xiàn)對地電壓、蓄電池溫度及單體蓄電池電壓和內阻等模擬信號的測量，同時(shí)將檢測開(kāi)關(guān)量信號，并將系統運行狀態(tài)通過(guò)顯示器顯示出來(lái)。
　　微機監控模塊的第二項功能是系統控制及保護。也就是按照系統要求輸出模擬控制信號并實(shí)時(shí)調整母線(xiàn)電壓，以完成對整個(gè)系統的管理，包括蓄電池均充和浮充的自動(dòng)轉換、均充和浮充電壓的調節、蓄電池充電電流的限制、保護定值的設定、風(fēng)機的啟停、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(xiàn)自動(dòng)運行。
　　第四項功能是系統通訊。該監控模塊有兩個(gè)串行通訊接口，一個(gè)用于與蓄電池監控模塊通訊，以完成對蓄電池的檢測控制和數據接收。另一個(gè)用來(lái)與上位機相連，以滿(mǎn)足與RTU或綜合自動(dòng)化系統通訊的要求。
3．2 監控模塊的工作原理
　　圖2是微機監控模塊的原理框圖。該模塊采用雙CPU結構，其中前端CPU用于完成對各路模擬信號的數據采集處理以及控制整流模塊調壓信號的輸出。后部CPU則用于負責開(kāi)關(guān)量的輸入和輸出，同時(shí)完成人機對話(huà)的管理。
　　根據這一具體任務(wù)的性質(zhì)，該系統的前端CPU選用ADuC812，該芯片是一個(gè)高性能的單片數據采集系統，它內含8個(gè)通道的高精度12位A／D轉換器，其采樣速率為200ksps。此外片內還有2路12位D／A轉換器。選用該芯片可以充分利用其內部模擬通道的豐富資源，簡(jiǎn)化外部電路的設計，完成輸入模擬信號的測量和調壓模擬信號的輸出。并可根據被測信號是否需要隔離來(lái)區分輸入信號并將其分別處理。其中交流電壓信號取自交流電壓互感器，直流電流取自霍爾電流互感器，它們和現場(chǎng)被測信號都是隔離的；測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。對直流母線(xiàn)電壓的測量采用電阻取樣，由于取得的被測信號與直流系統在電氣上是相連的，因此必須對被測信號進(jìn)行隔離。本模塊中在這些通道中采用線(xiàn)性光電耦合器隔離，隔離后的信號再經(jīng)放大進(jìn)入A／D通道。輸出調壓信號由ADuC812中的D／A轉換器實(shí)現，D／A輸出的信號經(jīng)過(guò)功率放大之后可輸出驅動(dòng)調壓模塊。