電力用直流電源自動調(diào)壓裝置的研制

　　1　引言

　　電力系統(tǒng)所需的直流電源，都是由直流電源系統(tǒng)提供的，而直流電源系統(tǒng)的輸出為合閘母線和控制母線兩部分。合閘母線的電壓即為充電機(jī)輸出電壓值,合閘母線的電壓高，其作用是為合閘機(jī)構(gòu)提供操作電源?？刂颇妇€的電壓要比合閘母線的電壓低，而充電機(jī)在滿足給蓄電池正常充電的情況下，其輸出電壓要高于控制母線電壓，要滿足控制母線能正常地給電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置及信號回路等供電。必須把合閘母線電壓降至一定范圍，形成控制母線。本文介紹的自動調(diào)壓裝置正是為實(shí)現(xiàn)這一功能而設(shè)計的。

　　2　方案選擇

　　設(shè)計開始，我們選擇方案所遵守的原則為：成本低、性能高、具有高可靠性與穩(wěn)定性、實(shí)用性。

　　2.1　選用單片機(jī)控制方案

　　選用8031或8051構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)，雖然實(shí)現(xiàn)起來，十分簡便，但是此系統(tǒng)所需外圍輔助器件比較多，造成成本過高。另外一重要原因是此種方案對干擾特別靈敏。實(shí)際運(yùn)用，可靠性較差，基于以上二種原因，此種方案沒有采用

　　2.2　選用大規(guī)?？?a target="_blank">編程邏輯器件方案

　　我們選用了可編程邏輯器件GAL20V8B，進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。此種方案電路簡單，造價不高，但是經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，此種方案的抗干擾能力較差。所以，也不是優(yōu)選方案，沒有被我們采用。

　　2.3　用大規(guī)模邏輯電路方案

　　采用此種方案后，我們發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)自動調(diào)壓功能的電路十分簡單，整個成本明顯降低，由于采用的邏輯芯片為雙向移位寄存器40194B{74194}，此種芯片是一種成熟的芯片，其工作穩(wěn)定性十分高，造價也十分低。是目前普遍采用的一種集成電路。經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計要求。因此我們采用了這種設(shè)計方案。

　　3　移位寄存器40194B的描述

　　工作真值表見表1，管腳排列見圖1,HEF40194B是具有兩種控制輸入(S0—S1)的雙向移位寄存器，具有一個時鐘輸入腳(CP)，一個左移串口數(shù)據(jù)的控制輸入腳(DSL)，右移串口數(shù)據(jù)的控制輸入腳(DSR)，四位并行數(shù)據(jù)的輸入腳(P0—P3)。一個同步復(fù)位輸入腳(/MR)，四個并行輸出腳(O0—O3)。當(dāng)/MR為低電平時，對芯片進(jìn)行復(fù)位，迫使O0—O3輸出低電平。當(dāng)MR為高電平時，工作模式由S0和S1按表1組合方式工作，串口和并口工作方式是由CP脈沖邊沿觸發(fā)

　　4　自動調(diào)壓裝置的工作框圖如圖2所示

　　5　元器件選擇

　　從圖2可看出，所設(shè)計的自動調(diào)壓裝置在直流電源系統(tǒng)中是一個獨(dú)立執(zhí)行部分，其自動控制電路部分所需的+12V工作電源。是利用電阻從+KM上降壓之后。通過7812穩(wěn)壓塊直接穩(wěn)壓后而獲得，采樣回路。利用精密電阻直接降壓采樣，這樣足可以保證采樣的精度要求，從而不用采用價格高的霍耳元件，成本大大降低，另外，工作的可靠性與穩(wěn)定性都比霍耳元件高。比較判斷回路，是LM224工業(yè)常采用的芯片，其價格低，性能可靠，觸發(fā)電路采用的是NE555集成電路，移位執(zhí)行電路采用的是40194B(74194)雙向移位寄存器。其工作過程參見表1 驅(qū)動電路采用的是BU406(BUX85)高壓三極管，此種器件的造價十分低，同時它也是成熟的器件被廣泛應(yīng)用于工業(yè)。繼電器采用的是JQX58F。這種繼電器節(jié)點(diǎn)容量大，而且價格低，降壓回路采用的是硅二極管組。