專利名稱：一種直流高頻開關(guān)電源故障檢測保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種直流高頻開關(guān)電源故障檢測保護裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型設(shè)計的是一種廣泛用于電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)中的直流高頻開關(guān)電源故障檢測保護裝置。
背景技術(shù)：
[0002]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各類設(shè)備控制系統(tǒng)對電源的要求亦是越來越高。在電力電子設(shè)備長期運行時，提高控制設(shè)備電源質(zhì)量和可靠性，改善設(shè)備運行條件是必不可少的。因此，研發(fā)設(shè)計一種體積小、成本低、易于維修和更換的高頻開關(guān)電源故障監(jiān)測保護裝置十分必要。在直流高頻開關(guān)電源中，由于電網(wǎng)以及現(xiàn)場工況的影響，直流電源的故障檢測保護起到了非常關(guān)鍵的作用。一旦直流電源出現(xiàn)故障，如果不能及時檢測和保護或者做出相應(yīng)的處理，整個直流高頻開關(guān)整流模塊裝置很可能損壞。設(shè)計一種用于高頻開關(guān)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(tǒng)設(shè)備能正常工作和運行。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實用新型公開一種用于高頻開關(guān)電源的故障檢測保護系統(tǒng)。此裝置采用數(shù)字信號處理器DSP控制，它能夠?qū)崟r采集電源的熱點溫度，檢測電源是否過壓、是否過流，檢測風機故障，一旦產(chǎn)生上述故障情況能夠?qū)⒐收闲盘柹蟼鹘oDSP控制器進行保護，并將故障信號傳送到故障信號發(fā)送處理單元。[0004]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:一種直流高頻開關(guān)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(fā)送處理單元組成，其特征在于過溫檢測單元、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(fā)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，并做出相應(yīng)封鎖脈沖信號的動作進行保護，同時將接收到的故障信號經(jīng)過識別后傳送到故障信號發(fā)送處理單元進行顯示和報警。[0006]所述的DSP控制器使用的芯片是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(tǒng)電路圖；[0013]圖6為系統(tǒng)原理框圖。
具體實施方式
[0014]下面根據(jù)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(guān)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(fā)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(fā)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，并做出相應(yīng)封鎖脈沖等動作進行保護，同時將接收到的故障信號經(jīng)過識別后傳送到故障信號發(fā)送處理單元進行顯示和報警。此裝置中的DSP控制器芯片，是采用數(shù)字信號處理器TMS320F28035PAGT進行處理和控制，它能夠?qū)崟r采集電源的熱點溫度，電源是否過壓、是否過流，風機是否發(fā)生故障，一旦產(chǎn)生上述故障情況，此裝置能夠通過產(chǎn)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，并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采集的實時溫度數(shù)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(shù)字溫度傳感器，R413 R416為上拉電阻，C405 C408為電容。SDA數(shù)據(jù)傳輸引腳接DSP控制器的SDA引腳，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；SCL時鐘引腳接DSP控制器的SDA引腳，3.3VP網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)生高低電平變化，并上傳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于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(chǎn)生高低電平變化，并上傳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發(fā)送單元電路圖，在圖中R417 R419為電阻，C410為電容，Q401為三極管，D401為肖特基二極管。三極管Q401的集電極3腳接上拉電阻，默認高電平，當三極管的I端基極被觸發(fā)導(dǎo)通時，F(xiàn)AN_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，并不能觸發(fā)三極管Q401，F(xiàn)AN_FAIL信號一直置高，但當風機發(fā)生故障時，風機故障信號RD變?yōu)樽畲箅妷?3.8V的高電平，觸發(fā)Q401導(dǎo)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(tǒng)電路圖，它是高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的核心控制單元，對于過壓、過流、風機故障，DSP檢測的是其每個保護信號對應(yīng)的引腳上電平的突變，一旦故障發(fā)生，故障檢測板都會產(chǎn)生一個突變的信號，傳送給DSP相應(yīng)的引腳，DSP對應(yīng)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(fā)生了哪種故障，過壓和過流屬于不可恢復(fù)故障，封鎖脈沖、關(guān)風機、切斷繼電器；而風機故障屬于可恢復(fù)故障，當故障信號消除后，系統(tǒng)重新從軟啟動環(huán)節(jié)啟機，恢復(fù)正常工作狀態(tài)；對于溫度檢測故障，DSP通過12C總線收到TMP75溫度傳感器的數(shù)字量，當模塊中的熱點溫度大于70攝氏度時，確認該情況后先斷開繼電器，關(guān)機鎖死，確認溫度降到恢復(fù)點65攝氏度后重新開機，恢復(fù)工作。[0022]6、故障信號發(fā)送處理單元:此部分屬于故障檢測板的監(jiān)控部分，DSP和監(jiān)控單元ARM7處理器通過CAN總線的通訊方式，DSP將故障的相應(yīng)狀態(tài)位傳送給上位，上位監(jiān)控單元做出了人機交互界面，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(jiān)控部分也有對模塊開關(guān)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，風機占空比，環(huán)境溫度和熱點溫度等信息；同時也具有調(diào)節(jié)模塊的輸出電壓，對輸出電壓、電流、限流點校準等功能。
權(quán)利要求1.一種直流高頻開關(guān)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(fā)送處理單元組成，其特征在于過溫檢測單元、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(fā)送處理單元電信號連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的一種直流高頻開關(guān)電源故障檢測保護裝置，其特征在于:所述的DSP控制器使用的芯片型號是TMS320F28035PAGT型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流高頻開關(guān)電源故障檢測保護裝置，其特征在于: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(shè)計的是一種廣泛用于電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)中的一種直流高頻開關(guān)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(fā)送處理單元組成的，它采用數(shù)字信號處理器DSP控制，能夠?qū)崟r采集電源的熱點溫度，檢測電源是否過壓、是否過流，檢測風機故障，一旦產(chǎn)生上述故障情況能夠?qū)⒐收闲盘柹蟼鹘oDSP控制器進行保護，并將故障信號傳送到故障信號發(fā)送處理單元。本實用新型具有工作性能穩(wěn)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(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)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