一種直流高頻開關電源故障檢測保護裝置的製作方法
2023-07-28 15:56:06
專利名稱：一種直流高頻開關電源故障檢測保護裝置的製作方法
技術領域：
一種直流高頻開關電源故障檢測保護裝置技術領域[0001]本實用新型設計的是一種廣泛用於電力系統、通信系統中的直流高頻開關電源故障檢測保護裝置。
背景技術：
[0002]隨著電力電子技術的發展，各類設備控制系統對電源的要求亦是越來越高。在電力電子設備長期運行時，提高控制設備電源質量和可靠性，改善設備運行條件是必不可少的。因此，研發設計一種體積小、成本低、易於維修和更換的高頻開關電源故障監測保護裝置十分必要。在直流高頻開關電源中，由於電網以及現場工況的影響，直流電源的故障檢測保護起到了非常關鍵的作用。一旦直流電源出現故障，如果不能及時檢測和保護或者做出相應的處理，整個直流高頻開關整流模塊裝置很可能損壞。設計一種用於高頻開關電源故障檢測保護的裝置，用來實時檢測電源的熱點溫度過溫、過壓、過流、風機故障，使系統設備能正常工作和運行。發明內容[0003]本實用新型公開一種用於高頻開關電源的故障檢測保護系統。此裝置採用數位訊號處理器DSP控制，它能夠實時採集電源的熱點溫度，檢測電源是否過壓、是否過流，檢測風機故障，一旦產生上述故障情況能夠將故障信號上傳給DSP控制器進行保護，並將故障信號傳送到故障信號發送處理單元。[0004]本實用新型的目的是這樣實現的:一種直流高頻開關電源故障檢測保護裝置是由過溫檢測單元、過壓檢測單元、過流檢測單元、風機故障檢測單元、DSP控制器、故障信號發送處理單元組成，其特徵在於過溫檢測單元、過壓檢測單元、過流檢測單元、風機故障檢測單元分別與DSP控制器電信號連接，DSP控制器與故障信號發送處理單元電信號連接。[0005]本實用新型的過溫檢測單元、過壓檢測單元、過流檢測單元、風機故障檢測單元將檢測到的故障信號分別傳送給DSP控制器，DSP控制器各引腳之間進行實時的信號捕捉，並做出相應封鎖脈衝信號的動作進行保護，同時將接收到的故障信號經過識別後傳送到故障信號發送處理單元進行顯示和報警。[0006]所述的DSP控制器使用的晶片是TMS320F28035PAGT型。[0007]所述的溫度控制單元使用的溫度控制傳感器是TMP75型。
[0008]圖1為電源過溫檢測單元電路圖；[0009]圖2為電源過壓檢測單元電路圖；[0010]圖3為電源過流檢測單元電路圖；[0011]圖4為風機故障信號檢測單元電路圖；[0012]圖5為DSP控制器的系統電路圖；[0013]圖6為系統原理框圖。
具體實施方式
[0014]下面根據附圖對本實用新型進一步詳細的說明:[0015]一種直流高頻開關電源故障檢測保護裝置是由過溫檢測單元、過壓檢測單元、過流檢測單元、風機故障檢測單元、DSP控制器、故障信號發送處理單元組成，過溫檢測單元、過壓檢測單元、過流檢測單元、風機故障檢測單元分別與DSP控制器電信號連接，DSP控制器與故障信號發送處理單元電信號連接。過溫檢測單元、過壓檢測單元、過流檢測單元、風機故障檢測單元將檢測到的故障信號分別傳送給DSP控制器，DSP控制器各引腳之間進行實時的信號捕捉，並做出相應封鎖脈衝等動作進行保護，同時將接收到的故障信號經過識別後傳送到故障信號發送處理單元進行顯示和報警。此裝置中的DSP控制器晶片，是採用數位訊號處理器TMS320F28035PAGT進行處理和控制，它能夠實時採集電源的熱點溫度，電源是否過壓、是否過流，風機是否發生故障，一旦產生上述故障情況，此裝置能夠通過產生的故障電信號將故障信號上傳給DSP控制器進行識別和處理，並進行保護顯示和報警。[0016]具體的工作情況如下:[0017]1、過溫檢測:附圖1為過溫檢測單元電路圖，此電路使用TMP75溫度傳感器通過其自身I2C引腳SCL、SDA與DSP控制器的I2C引腳SCL、SDA進行總線通信，把TMP75採集的實時溫度數字量傳給DSP控制器，如果過溫DSP控制器即會做出過溫保護。U402為數字溫度傳感器，R413 R416為上拉電阻，C405 C408為電容。SDA數據傳輸引腳接DSP控制器的SDA引腳，實現數據的傳輸；SCL時鐘引腳接DSP控制器的SDA引腳，3.3VP網絡標號表示3.3V電壓，U402的A0、A1、A2引腳的高低電平組成它的邏輯地址。[0018]2、過壓檢測:附圖2為電源過壓檢測單元電路圖，在圖中UllA為運算放大器，R64 R67為電阻，C68、C69、C73、C74、C81為電容，2.5VS是2.5V電壓。當電源輸出電壓超過300V時，運算放大器的輸出端會產生高低電平變化，並上傳DSP控制器輸出過壓故障信號。[0019]3、過流檢測:附圖3為電源過流檢測單元電路圖，在圖中R68 R71為電阻，C7(TC72、C75為電容，UllB為運算放大器，此集成運算放大器屬於單電源供電的雙運放，當電源輸出電流超過26A時，運算放大器輸出端會產生高低電平變化，並上傳DSP控制器輸出過流故障信號。[0020]4、風機故障信號檢測:附圖4為風機故障信號處理髮送單元電路圖，在圖中R417 R419為電阻，C410為電容，Q401為三極體，D401為肖特基二極體。三極體Q401的集電極3腳接上拉電阻，默認高電平，當三極體的I端基極被觸發導通時，FAN_FAIL信號由默認的高電平被拉低，置為低電平。風機故障信號線正常工作時為低電平，並不能觸發三極體Q401，FAN_FAIL信號一直置高，但當風機發生故障時，風機故障信號RD變為最大電壓13.8V的高電平，觸發Q401導通FAN_FAIL信號置低，傳給DSP高低電平變化的信息，從而判斷出風機故障。[0021]5、DSP控制單元:附圖5是DSP控制器的系統電路圖，它是高頻開關電源系統的核心控制單元，對於過壓、過流、風機故障，DSP檢測的是其每個保護信號對應的引腳上電平的突變，一旦故障發生，故障檢測板都會產生一個突變的信號，傳送給DSP相應的引腳，DSP對應的檢測故障的引腳收到這個電平變化的信號，從而判斷出發生了哪種故障，過壓和過流屬於不可恢復故障，封鎖脈衝、關風機、切斷繼電器；而風機故障屬於可恢復故障，當故障信號消除後，系統重新從軟啟動環節啟機，恢復正常工作狀態；對於溫度檢測故障，DSP通過12C總線收到TMP75溫度傳感器的數字量，當模塊中的熱點溫度大於70攝氏度時，確認該情況後先斷開繼電器，關機鎖死，確認溫度降到恢復點65攝氏度後重新開機，恢復工作。[0022]6、故障信號發送處理單元:此部分屬於故障檢測板的監控部分，DSP和監控單元ARM7處理器通過CAN總線的通訊方式，DSP將故障的相應狀態位傳送給上位，上位監控單元做出了人機互動界面，將有故障的檢測單元的指示燈置紅，無故障的指示燈仍為綠色。此監控部分也有對模塊開關機的功能，同時也能看到模塊的ID號以及輸入電壓、電流，輸出電壓、電流，風機佔空比，環境溫度和熱點溫度等信息；同時也具有調節模塊的輸出電壓，對輸出電壓、電流、限流點校準等功能。
權利要求1.一種直流高頻開關電源故障檢測保護裝置是由過溫檢測單元、過壓檢測單元、過流檢測單元、風機故障檢測單元、DSP控制器、故障信號發送處理單元組成，其特徵在於過溫檢測單元、過壓檢測單元、過流檢測單元、風機故障檢測單元分別與DSP控制器電信號連接，DSP控制器與故障信號發送處理單元電信號連接。
2.根據權利要求1所述的所述的一種直流高頻開關電源故障檢測保護裝置，其特徵在於:所述的DSP控制器使用的晶片型號是TMS320F28035PAGT型。
3.根據權利要求1所述的一種直流高頻開關電源故障檢測保護裝置，其特徵在於:所述的過溫檢測單元使用的溫度傳感器型號是TMP75型。
專利摘要本實用新型設計的是一種廣泛用於電力系統、通信系統中的一種直流高頻開關電源故障檢測保護裝置。此裝置是由過溫檢測單元、過壓檢測單元、過流檢測單元、風機故障檢測單元、DSP控制器、故障信號發送處理單元組成的，它採用數位訊號處理器DSP控制，能夠實時採集電源的熱點溫度，檢測電源是否過壓、是否過流，檢測風機故障，一旦產生上述故障情況能夠將故障信號上傳給DSP控制器進行保護，並將故障信號傳送到故障信號發送處理單元。本實用新型具有工作性能穩定、運行可靠等特點。
文檔編號H02H7/10GK202978234SQ20122066699
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月6日 優先權日2012年12月6日
發明者吳天柱, 劉富利, 朱巖, 遲爽 申請人:哈爾濱九洲電氣股份有限公司