一種智能高頻開關電源監控模塊的設計

2.1 監控模塊的工作原理及組成

圖2為主監控模塊的組成框圖[4]。系統主監控模塊作為一個獨立的模塊，可監控整個電源系統的工作狀態，控制各模塊的投入和退出，完成人機對話。模塊由AT89C52單片機、交直流配電參數采集單元、顯示與操作單元及串行口通信單元組成。監控模塊與整流模塊通過RS-485串行通信交換信息，這樣可使監控模塊的硬件設計不受所監控的整流模塊數限制，使得系統內電源模塊數目可任意擴充。與上位計算機也采用串行通信方式，串行口通過8250芯片擴展而成，對于本地集中監控，可使用RS-485串行口，對于遠地監控，可使用RS-232串行口，并通過調制解調器（MODEM）及電話線路進行通信。系統采用大屏幕LCD和鍵盤實現本地的人機交互操作。主監控模塊檢測直流母線電壓、電流，當電壓或電流大于上限設定值時，便命令整流模塊降壓限流，并根據各整流模塊的工作情況，決定每個模塊的退出和投入，從而使整個電源系統工作在穩定的狀態下。此外，主監控系統還對電網電壓的波動進行檢測，同時發出報警信號，并記錄故障信息。

圖2 監控系統組成框圖

交流檢測單元主要由三相交流電壓檢測板、三相顯示板等組成。三相交流電壓檢測板安裝在機柜內上部交流配電部位。其功能是將隔離后的市電信號送控制器，由控制器對市電參數進行檢測，判斷輸入的交流電是否“超限”或“缺相”，當“超限”或“缺相”時，由控制器發出告警。轉接單元將控制器發出的控制整流器輸出電壓高低的頻率信號送各整流器，將檢測到的各整流器的信號送控制器。這些信號包括：控制整流器輸出電壓高低的頻率信號、均流總線的電壓信號、各整流器的電流信號、整流器的告警信號。直流檢測單元主要包括電池電流檢測板和電池保護板。檢測負載分路直流斷路器是否斷開，檢測電池分路熔斷器是否斷開，檢測電池分路電流并送控制器。控制器將交流檢測單元、轉接單元、直流檢測單元送來的信號進行檢測、顯示、告警；控制整流器的工作狀態。通過鍵盤實施狀態查詢、系統操作、參數設置。