1、分流器是根據直流電流通過電阻時在電阻兩端產生電壓的原理制成。 分流器廣泛用于擴大儀表測量電流范圍，有固定式定值分流器和精密合金電阻器，均可用于通訊系統、電子整機、自動化控制的電源等回路作限流，均流取樣檢測。 用于直流電流測量的分流器有插槽式和非插槽式。 分流器有錳鎳銅合金電阻棒和銅帶，并鍍有鎳層。其額定壓降是60mV，但也可被用作75、100、120、150及300 mV。 插槽式分流器額定電流有以下幾種：5 A, 10 A, 15 A, 20 A 和 25 A 非插槽式分流器的額定電流從30 A 到 15 kA 標準間隔均有。分流器是測量直流電流用的； 分流器實際就是一個阻值很小的電阻，當有

2、直流電流通過時，產生壓降，供直流電流表顯示； 直流電流表實際是電壓表，滿度值75mV； 直流電流表和分流器是配套使用的； 比如：100A電流表配套的分流器阻值為0.00075歐； 即100A*0.00075歐=75mV； 50A電流表配套的分流器阻值為0.0015歐； 50A*0.0015歐=75mV。要測量一個很大的直流電流,例如幾十安培,甚至更大,幾百安培,我們沒有那么大量程的電流表進行電流的測量,怎么辦?這就要采用分流器.分流器是一個可以通過大電流的精確電阻,當電流流過分流器時,在它的兩端就會出現一個毫伏級的電壓,于是我們用毫伏電壓表來測量這個電壓,再將這個電壓換算成電流.就完成了大電流

3、的測量.電流表有多種不同規格，但是實際表頭卻是標準的毫伏電壓表。比如是一種滿刻度為75mv的電壓表。 那么用這塊電壓表測量比如20A的電流，就需要給它配一個在流過20A電流時候產生75mv電壓降的分流電阻，也稱75mv分流器。 分流器就是一個能夠通過極大電流的電阻一般常用的15A或20A以及35A的電流表都需要分流器.分流器的阻抗=表頭標志滿度電壓/表頭滿度電流.比如20A的電流表的分流器阻值=75mv*10-3/20A=0.00375,阻抗恒定后根據歐姆定律U=IR,電流與電壓成正比.電流為線形電壓也呈線形.所以我們就可以用一個滿度為75mv的電壓表顯示當前電流.因此,我們使用的電流表實際是

4、一塊電壓表.交流大電流怎么測量呢?采用電流互感器,將大電流以一定變比變成5安培以下的小電流,于是用小量程交流電流表就可測量大電流了.只是測得的電流還要乘那個變比.就是一根短的導體，可以是各種金屬或合金的，也連接端子；其直流電阻是嚴格調好的；串接在直流電路里，直流電流過分流器，分流器兩端產生毫伏級直流電壓信號，使并接在該分流器兩端的計量表指針擺動，該讀數就是該直流電路里的電流值。所謂分流，即分一小的電流去推動表指示，該小電流（mA)與大回路里的電流(1A-幾十A）比例越小，電流表指示讀數的線性就越好，也更精確。這是電工電路的常用產品，防雷有分流措施。直流屏電源的種類及作用 瀏覽次數：884次添加

5、日期：2010-7-14直流屏作為操作電源和信號顯示報警，為較大較復雜的高低壓（高壓更常用）配電系統的自動或電動操作提供電能源，另可以與中央信號屏綜合設計在一起。直流屏組成：交流電源、整流裝置、充電（穩流+穩壓）機、蓄電池組、直流配電系統。直流屏分類：按整流裝置的單/雙，充電機的單雙、充電機的穩流/穩壓以及雙功能自動/手動轉換、蓄電池組的種類（多用免維護鎳鎘蓄電池）、蓄電池容量、蓄電池單組/雙組、蓄電池放電倍率（分高、中、低倍率）、配電裝置（按設計要求制作）配電房里直流屏的作用：將交流電變壓-整流，成為直流電，并儲存在蓄電池組中，另外還有直流配電輸出。作為開關柜（一般用在高壓開關柜）操作電源。

6、直流屏可以包含：交流配電+變壓器+整流充電機+蓄電池組+直流配電+信號顯示 高壓室內的直流屏主要的作用：是為高壓開關的合閘機構提供電源，比如說電磁式（CD）的合閘機構就需要很大的直流電流，而彈簧儲能式(CT)合閘機構就不需要很大的直流電流，只要電壓能滿足儲能電機的正常工作就可以，另外還可以為高壓開關柜頂部的直流小母線提供信號、控制、報警等回路的直流電源，以及一些繼電保護和自動裝置提供直流電源。 發電廠和變電站中的電力操作電源現今采用的都是直流電源，而直流屏就是用來供應這種直流電源的，它為控制負荷和動力負荷以及直流事故照明負荷等提供電源，是當代電力系統控制、保護的基礎。現代科學技術，尤其是計算機

7、技術和通信技術的發展，使電力系統向著綜合自動化、電站無人值守和網絡化集中管理的方向發展，作為電力系統重要組成部分的直流電源系統（直流屏）為了使其自身的電源質量、可靠性到自動化程度都有待進一步提高，也因此應用了大量的先進的科學技術。它主要由電源進線系統（交流進線）、電源雙路互投系統、充電機控制系統、充電機、直流分配系統、絕緣監測系統、綜合控制器（系統監視控制系統，為直流屏的大腦）、閃光系統、通訊系統、蓄電池這幾大部分組成。其中綜合控制器、雙路互投、充電機控制、及充電機的選擇是保證直流屏可靠的主要環節。 綜合控制器負責監控直流屏運行情況，即它要對直流屏運行的每一個環節都了如指掌。并使系統運行在最佳

8、狀態。它所控制的電池巡檢單元可為每一節蓄電池提供電壓監測，以盡早發現系統中蓄電池惡化，及早更換蓄電池，避免因蓄電池問題造成系統在斷電情況下不能及時向外提供直流電源的災難性后果。 絕緣監測系統可以保護直流屏因外設或自系統接地而損壞自身設備或外部設備。蓄電池的配備及其合理選擇可以保證系統在斷電的情況下正常運作，并可避免直流屏本身的損壞而造成對系統供電的間斷。 充電機一般都選用的是電力專用高頻開關電源模塊。其人性化的設計使系統設計簡單化，并且可靠性極佳，而且它的價格也比較合理。一般220V 65Ah及以下直流屏選用的都是FX22005-1型電力專用高頻開關電源模塊；而220V 65Ah以上直流屏大多

9、使用的是Emerson的產品。 通訊系統能夠為上位機提供詳細的直流屏運行情況，并可提供本遠地報警功能，還可以應用戶的要求而選配微機絕緣監測單元以實現饋出支路的小電流絕緣監測。 總之，直流屏是一種較為理想的蓄電池直流電源屏，具備能量大，體積小，電壓穩定，超低內阻的輸出特性。能承受強大的沖擊電流，1015年的超長壽命，使用安全，無腐蝕性氣體，無需專設電池室輔助維護設備，可與其它控制設備安裝在同一控制室內，可節約大量的基建投資。它主要應用于變（配）電所、變電站、發電廠，作為直流控制保護電源，電磁操作機構的操作電源；現在，它也同樣廣泛的應用于通信部門、計算機房、醫院、礦井、賓館，以及高層建筑的可靠應急

10、電源，用途十分廣泛。 什么是直流電源系統1、直流系統是應用于水力、火力發電廠，各類變電站和其它使用直流設備的用戶，為給信號設備、保護、自動裝置、事故照明、應急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設備。直流系統是一個獨立的電源，它不受發電機、廠用電及系統運行方式的影響，并在外部交流電中斷的情況下，保證由后備電源蓄電池繼續提供直流電源的重要設備。直流屏的可靠性、安全性直接影響到電力系統供電的可靠性和安全性。直流系統是以電池容量標稱,如65AH,100AH常用名稱:GZDW-65AH,GZDW-100AH。2、直流系統的用途：廣泛應用于水力、火力發電廠，各類變電站和其它使用直流設備的用戶(如發

11、電廠、變電站、配電站、石化、鋼鐵、電氣化鐵路、房地產等)，為信號設備、保護、自動裝置、事故照明及斷路器分、合閘操作提供直流電源，它也同樣廣泛的應用于通信部門、計算機房、醫院、礦井、賓館，以及高層建筑的可靠應急電源，用途十分廣泛。還有直流系統的心臟是蓄電池，對蓄電池進行科學的維護是直流系統的核心工作。3、直流系統主要由兩大部份組成。一部份是電池屏另一部份是直流充電屏（直流屏）。電池屏就是一個可以擺放多節電池的機柜（8006002260）。電池屏中的電池一般是由2V-12V的電池以9節到108節串聯方式組成，對應電的電壓輸出也就是110V或220V。目前使用的電池主要是閥控式密封免維護鉛酸電池。直

12、流屏主要是由機柜、整流模塊系統、監控系統、絕緣監測單元、電池巡檢單元、開關量檢測單元、降壓單元及一系列的交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等配電單元。31、整流模塊系統：電力整流模塊就是把交流電整流成直流電的單機模塊，通常是以通過電流大小來標稱（如2A模塊、5A模塊、10A模塊、20A模塊等等），按設計理念的不同也可以分為：風冷模塊、獨立風道模塊、自冷模塊、自能風冷模塊和自能自冷模塊。它可以多臺并聯使用，實現了N+1冗余。模塊輸出是110V、220V穩定可調的直流電壓。模塊自身有較為完善的各種保護功能如：輸入過壓保護、輸出過壓保護、輸出限流保護和輸出短路保護等。32、監控系統：監控系統是整

13、個直流系統的控制、管理核心，其主要任務是：對系統中各功能單元和蓄電池進行長期自動監測，獲取系統中的各種運行參數和狀態，根據測量數據及運行狀態及時進行處理，并以此為依據對系統進行控制，實現電源系統的全自動管理，保證其工作的連續性、可靠性和安全性。監控系統目前分為兩種：一種是按鍵型還有一種是觸摸屏型。：監控系統提供人機界面操作，實現系統運行參數顯示，系統控制操作和系統參數設置。33、絕緣監測單元：直流系統絕緣監測單元是監視直流系統絕緣情況的一種裝置，可實時監測線路對地漏電阻，此數值可根據具體情況設定。當線路對地絕緣降低到設定值時，就會發出告警信號。直流系統絕緣監測單元目前有母線絕緣監測、支路絕緣監

14、測。34、電池巡檢單元：電池巡檢單元就是對蓄電池在線電壓情況巡環檢測的一種設備。可以實時檢測到每節蓄電池電壓的多少，當哪一節蓄電池電壓高過或低過設定時，就會發出告警信號，并能通過監控系統顯示出是哪一節蓄電池發生故障。電池巡檢單元一般能檢測2V-12V的蓄電池和巡環檢測1-108節蓄電池。35、開關量檢測單元：開關量檢測單元是對開關量在線檢測及告警干節點輸出的一種設備。比如在整套系統中哪一路斷路器發生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷后開關量檢測單元就會發出告警信號，并能通過監控系統顯示出是哪一路斷路器發生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷。目前開關量檢測單元可以采集到1-108路開關量和多路無源干節點告警

15、輸出。36、降壓單元：降壓單元就是降壓穩壓設備，是合母電壓輸入降壓單元，降壓單元再輸出到控母，調節控母電壓在設定范圍內（110V或220V）。當合母電壓變化時，降壓單元自動調節，保證輸出電壓穩定。降壓單元也是以輸出電流的大小來標稱的。降壓單元目前有兩種，一種是有級降壓硅鏈，一種是無級降壓斬波。有級降壓硅鏈有5級降壓和七級降壓，電壓調節點都是3.5V，也就是說合母電壓升高或下降3.5V時降壓硅鏈就自動調節穩定控母電壓。無級降壓斬波就是一個降壓模塊，它比降壓硅鏈體積小，它沒有電壓調節點所以輸出電壓也比降壓硅鏈要穩定，還有過壓、過流、和電池過放電等功能。不過目前無級降壓斬波技術還不是很成熟常發生故障

16、，所以還是降壓硅鏈使用效廣泛。37、配電單元：配電單元主要是直流屏中為實現交流輸入、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等功能所使用的器件如：電源線、接線端子、交流斷路器、直流斷路器、接觸器、防雷器、分流器、熔斷器、轉換開關、按鈕開關、指示燈以及電流、電壓表等等。4電池容量選擇和模塊的配置。電池容量選擇要進行直流負荷的統計，直流負荷按性質分為經常負荷、事故負荷、沖擊負荷。經常負荷主要是保護、控制、自動裝置和通信設置。事故負荷是指停電后必須由直流系統供電的負荷，如UPS、通信設置等。沖擊負荷是指極短時間內施加的大電流負荷，比如斷路器分、合閘操作等。根據上述三種直流負荷統計就可以計算出事故狀態下的直流持續

17、放電容量。一般在220KV的變電站直流系統的蓄電池要選擇兩組電池，電池容量是150AH-200AH，110KV的變電站直流系統的蓄電池要選擇一組電池，池容量是100AH-150AH，35KV的變電站直流系統的蓄電池要選擇一組電池，池容量是50AH-100AH。模塊數量的配置是要全部模塊出額定電流總值要最大經常負荷加蓄電池充電電流.(蓄電池充電電流是按0.1c-0.2c10).如100AH的蓄電池組其充電電流是0.1c*100=10A,在不計算經常負荷的情況下選用額定電流5A電流的模塊和話2臺模塊就可以滿足對蓄電池的充電，要實現N+1冗余總共選擇3臺5A模塊。直流電源設計相關知識一、先預設目的與

18、要求1通過實驗獲取直流電源相關知識通過集成直流穩壓電源的設計、安裝和調試，要求學會：(1)選擇變壓器、整流二極管、濾波電容及集成穩壓器來設計直流穩壓電源；(2)掌握直流穩壓電路的調試及主要技術指標的測試方法。2設計任務設計一波形直流穩壓電源，滿足：(1)當輸入電壓在220V10%時，輸出電壓從312V可調，輸出電流大于1A；(2)輸出紋波電壓小于5mV，穩壓系數小于510-3，輸出內阻小于0.1歐。3設計要求(1)電源變壓器只做理論設計；(2)合理選擇集成穩壓器；(3)完成全電路理論設計、計算機輔助分析與仿真、安裝調試、繪制電路圖，自制印刷板；(4)撰寫設計報告、調試總結報告及使用說明書。二、

19、儀器與器材自耦調壓器、雙蹤示波器、萬用表（模擬或數字）、交流毫伏表各一臺，自制電路板的各種工具一套及元器件若干。三、原理與分析1直流穩壓電源的基本原理直流穩壓電源是由工頻變壓器、整流濾波電路及穩壓電路所組成，基本框圖如下。各部分的作用：（1）直流穩壓電源2工頻變壓器的作用是將電網220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui。變壓器副邊與原邊的功率比為P2/ P1=，式中是變壓器的效率。（2）整流濾波電路：整流電路將交流電壓Ui變換成脈動的直流電壓。再經濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。各濾波電容C滿足RL-C（

20、35）T/2，或中T為輸入交流信號周期，RL為整流濾波電路的等效負載電阻。（3）三端集成穩壓器：常用的集成穩壓器有固定式三端穩壓器與可調式三端穩壓器。常用可調式正壓集成穩壓器有CW317（LM317）系列，它們的輸出電壓從1.25V37伏可調，最簡的電路外接元件只需一個固定電阻和一只電位器。其芯片內有過渡、過熱和安全工作區保護，最大輸出電流為1.5A。其典型電路如圖，輸出電壓Uo的表達式為：Uo1.25（1R2/R1）式中R1一般取120240歐姆，輸出端與調整端的壓差為穩壓器的基準電壓（典型值為1.25V）。2穩壓電流的性能指標及測試方法直流電源1的技術指標分為兩種：一種是特性指標，包括允許

21、輸入電壓、輸出電壓、輸出電流及輸出電壓調節范圍等；另一種是質量指標，用來衡量輸出直流電壓的穩定程度，包括穩壓系數（或電壓調整率）、輸出電阻（或電流調整率）、紋波電壓（周圍與隨機漂移）及溫度系數。測試電路如圖3。圖3穩壓電源性能指標測試電路（1） 紋波電壓：疊加在輸出電壓上的交流電壓分量。用示波器觀測其峰峰值一般為毫伏量級。也可用交流毫伏表測量其有效值，但因紋波不是正弦波，所以有一定的誤差，一般直流電源的紋波電壓VP-P10mV。（2）穩壓系數：在負載電流、環境溫度不變的情況下，輸入電壓的相對變化引起輸出電壓的相對變化，即：（3） 電壓調整率：輸入電壓相對變化為10%時的輸出電壓相對變化量，穩壓

22、系數和電壓調整率均說明輸入電壓變化對輸出電壓的影響，因此只需測試其中之一即可。（4） 輸出電阻及電流調整率輸出電阻與放大器的輸出電阻相同，其值為當輸入電壓不變時，輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比的絕對值.電流調整率：輸出電流從0變到最大值時所產生的輸出電壓相對變化值。輸出電阻和電流調整率均說明負載電流變化對輸出電壓的影響，因此也只需測試其中之一即可。直流電源的基本技術參數： 直流一般輸入電壓:AC220V10% 50Hz5Hz ，輸出的紋波與噪聲：Cv1mvrms CC5mARms一種基于電容的電磁全隔離直流電源傳輸電路高性能的電子電路要求高度潔凈的電源。然而目前在供電線路上的各種電器設備會

23、產生許多高次諧波，對供電質量造成影響。開關型穩壓電源以及DC-DC變換器都在輸入回路中采用開關管作為斬斷電流的器件。高頻變壓器把脈動的電流信號由初級回路傳輸到次級回路，再通過采樣反饋到初級，實現穩壓調節。在典型的電源電路中123，盡管輸入端與輸出端不共地，但高頻變壓器作為電磁耦合通道，其傳遞函數有一定的頻率選擇性。輸入端電源窄脈沖干擾含有十分豐富的頻率分量，會耦合到輸出端，使電源的供電質量下降，存在使微機程序跑飛的可能性。本文提出了一種基于電容的全隔離直流電源傳輸電路，它依靠幾組電容存儲電荷來實現傳輸電能。由于電路輸入、輸出端不存在電磁耦合通路，電路實現了完全的電磁隔離。1電路總體結構本直流傳

24、輸電路的系統框圖如圖1所示。圖1 直流傳輸電路系統框圖圖1中A是MOS管的陣列，B是電容的陣列，C是光電耦合器的陣列，D是穩壓電路，E是電壓比較器，F是單片機。光電耦合器控制MOS管的導通與斷開，從而控制電容的工作狀態。而光電耦合器的控制信號來自單片機。單片機的觸發信號來自穩壓電路與電壓比較器組成的判決電路。穩壓電路將輸出電壓穩定為固定值，分壓后作為閾值電壓Vth。電壓比較器將輸出電壓Vout 與閾值電壓Vth 比較，若Vout 小于Vth ，觸發單片機。單片機收到觸發信號后，控制光電耦合器的導通與斷開，從而控制MOS管的導通與斷開，改變電容的工作狀態。2供電及電磁隔離的原理為了利用電容給負載

25、供電并且同時保證負載兩端電壓的穩定，采用多個電容是理想的解決方法。可以將多個電容分為兩組，在同一時刻，保證有一組電容給負載供電而另外一組接受外部電源的充電。在單片機控制下的MOS管實現輸入輸出間的電磁隔離。圖2表示電容、MOS管、光電耦合器的連接圖，即圖1中的A、B、C的連接。圖2 電容、MOS管、光電耦合器的連接圖其中#1、#2、#3、#4接單片機的四個輸出端口。當#1為高電平，#2為低電平時，輸入端的兩個MOS管導通，電容處于充電狀態。當#1為低電平，#2為高電平時，輸出端的兩個MOS管導通，電容處于給負載供電狀態。當#1為低電平，#2為低電平時，輸入端和輸出端的MOS管關斷，電容處于懸空

26、狀態。而#1、#2都為高電平的情況是不允許的，這相當于把輸入端與輸出端連接起來，輸入端的電磁干擾就會傳遞到輸出端。在單片機編程時可以避免這種情況。#3、#4的情況同#1、#2。如圖1和圖2所示，電路輸入端與輸出端采用不同的“地”，避免電磁干擾通過共接的“地”傳遞到輸出端。下面對兩組電容工作的時序進行詳細的分析。以四個電容為例，分兩組，每組兩個電容。圖3表示出兩組電容的工作時序。圖3體現了本電路在時序上的兩個特點。第一，在同一組電容中，充電與供電狀態之間存在一個懸空狀態，即電容與輸入、輸出端都斷開，從而使輸入、輸出端之間不可能存在電磁耦合通路。第二，兩組電容輪流供電時，有一段共同供電的時間，保證

27、在任意時刻都有電容給負載供電，從而避免了兩組電容同時切換帶來的輸出電壓的突變，提高了輸出電壓的穩定性。圖4表示了與圖3對應的兩組電容的電壓變化。圖4 兩組電容的電壓隨時間變化圖3單片機編程流程圖5中，“1H,2L,3H,4L”表示控制端口1為高電平，2為低電平，3為高電平，4為低電平。其它依此類推。 單片機按照圖3工作。在單片機編程時，用到三個延時：充電延時t1 ，、懸空延時t2 ，和供電延時 t5。4結論本文介紹了一種基于電容的電磁干擾全隔離直流傳輸電路。電容擁有的電荷存儲特性以及MOS管和光電耦合器的運用，使得該電路可以將輸出端與來自輸入端的電磁干擾完全隔離，從而有效地抑制了來自電源的傳導

28、干擾，可以廣泛地使用在電磁環境惡劣的電源電路中。一種電除塵器用智能高壓逆變直流電源的研制1引言隨著科學技術的高度發展，工業粉塵及廢氣的排放量日益增加，對環境的污染越來越嚴重。特別是在冶金，礦山，建材，化工等行業中，存在著大量污染環境的粉塵，這些粉塵具有分散性大，移動范圍廣等特點，應用靜電除塵器能夠有效的收集起這些粉塵。但由于常規的高壓電源體積龐大，裝置笨重等諸多不足之處。因此，減小高壓電源裝置的體積與重量就顯得尤為重要。近年來，電力電子技術取得了巨大的發展，特別是新一代功率電子器件如IGBT,MOSFET等的應用，高頻逆變技術越來越成熟，各種不同類型和特點的電路廣泛的應用于直流直流變換，直流交

29、流逆變等場合。在這一前提下，設計一種高壓逆變電源來代替常規高壓電源從而達到減小高壓電源裝置的體積與重量的目的成為可能。同時使電源在使用效果上、輸出電特性的可控性上和節約成本等方面上也都比常規高壓電源裝置有明顯的優勢，系統效率也將得到一定程度的提高。2系統硬件設計2.1電源主體結構圖一所示為高壓逆變電源的電路組成框圖，主要包括兩部分：主回路及控制回路。主回路主要包括：配電開關，工頻整流器，工頻濾波器，斬波器，IGBT橋式逆變器，保護電路，高頻高壓變壓器，高頻高壓硅堆（高頻整流器）等部分。控制回路主要包括：電流，電壓，火花率采樣及其處理單元，PWM信號產生和驅動電路，單片機控制器，參數輸入鍵盤及液

30、晶顯示部分，通訊接口等部分。2.2主電路的工作機理主電路的工作原理如圖二所示，高頻逆變器中的功率開關管采用目前世界上先進的電力電子器件IGBT（絕緣柵極晶體管）。它是將MOSFET和GTR的優點集于一體的新型復合器件，具有MOSFET的高輸入阻抗，可用電壓驅動，GTR的通態功耗低等優點。圖二中交流電壓經整流-斬波器調壓-濾波后得到直流電壓U1，將U1加到全橋式高頻逆變器上。VD1VD4與功率開關管VT1VT4反向并聯，承受負載產生的反向電流以保護開關管。C1C4及R3R6以及4個VD的引入是為了避免四個開關管在在關斷時過高的電壓上升速度和減少管子的關斷損耗。在此電路中橋式對邊上的兩只IGBT如

31、VT1,VT4或VT2,VT3時同時導通和關斷的，同邊上的兩只開關管交替通斷，相位差為180。當激勵脈沖信號輪流驅動VT1,VT4或VT2,VT3時逆變主電路把直流高壓U1轉換為20KHz的高頻矩形波交流電壓送到高頻高壓變壓器，經升壓整流濾波輸出給負載（電除塵器）供電。IGBT橋式逆變器將直流高壓U1變為矩形波交流電壓的過程如下：當VT1,VT4激勵導通VT2,VT3關斷時直流高壓U1經VT1,VT4向高頻高壓變壓器提供反極性電流，當VT2,VT3激勵導通VT1,VT4關斷時直流高壓U1經VT2,VT3向高頻高壓變壓器提供正極性電流。控制VT1,VT4和VT2,VT3兩組IGBT輪流導通，導通

32、時間及相對比例，就可得到脈寬可調的矩形波交流電壓。2.3控制電路的工作機理控制電路主要包括單片機控制器，脈寬調制控制器，驅動電路，信號采集單元，通訊接口部分，參數輸入鍵盤及液晶顯示部分。2.3.1單片機控制器為了使整個電源系統具有自診斷和人機交換式的控制功能該電源模塊設有單片機。該電源中所用單片機為PHILIPS系列單片機80C552。單片機主要負責實時監控和與上位機進行數據通信的任務。一方面當除塵器處在工作狀態時，單片機定時采集其反饋的電流電壓值，通過A/D轉換通道將其讀入，并通過一定算法得出控制量UK,通過單片機輸出控制量給脈寬調制控制器進而改變調制脈沖寬度。另一方面單片機同時可以實現根據

33、用戶的需求改變電源外特性的形式如恒流，恒壓，緩降等。另外單片機還定期的將本電源模塊的輸出電流，輸出電壓，火花率等信息傳遞給上位機，單片機還將故障信息由串口發向上位機，以示警告，同時接收來自上位機的控制命令使自身投入或退出工作或改變工作參數。2.3.2脈寬調制控制器脈寬調制控制器電路如圖三所示，它的作用主要是為驅動電路提供控制脈沖以實現PWM控制。其核心是產生PWM信號的專用集成芯片SG3525A。SG3525A是電壓型PWM集成控制器，外接元件少，性能好，具有外同步，軟啟動，死區調節，欠壓鎖定，誤差放大以及關閉輸出驅動信號等功能。內部結構主要包括5部分：基準電壓源 欠壓鎖定電路，鋸齒波振蕩器，

34、誤差放大器，脈寬調制比較器。3系統軟件設計：各電源模塊的單片機都有獨立的主程序程序以及與上位機的通信程序，數據采集子程序等。限于篇幅，本文只討論電源模塊的主程序及通信子程序的軟件結構。電源模塊的軟件主要完成以下功能。接收上位機發送的數據和指令；向上位機傳遞數據；完成對電源輸出的實時監控；根據用戶需求進行各種外特性的控制。4實驗及分析：4.1 主逆變橋PWM調節對效率影響研究及規范調節方式的確定如圖所示該電源在輸入電壓相同情況下占空比小于50時，隨著占空比的增大，效率也增大；在占空比大于50時，隨著占空比的增大，效率減小。由此可見，如果大范圍的進行占空比調節，將會使電源進入效率很低的區域，而在占

35、空比在40%70%時效率則達到很高。為了達到高效率的目的采用了由斬波電路調節直流母線電壓進行規范調節方式。4.2 現場實驗測試實驗條件：電除塵器極板面積250m2,極間距：150mm, 占空比：60%，頻率18.6kHz.實驗結果：下圖列舉了實驗過程中輸出電壓與輸入電壓及輸出電流與輸入電壓的對應關系，當輸出電壓達到58000V（此時電流82mA）時除塵器開始發生閃絡現象,達到了設計要求。5結論：1通過主逆變橋PWM調節對效率影響研究所確定的由斬波電路調節直流母線電壓進行規范調節方式證明是可行的；2該電源在大大減小體積的同時重量也大為減少。在實驗中，較傳統的電源而言其對電能的利用率也有所提高，對

36、除塵器的控制也比傳統的電源方便，同時還可和工控機進行數據通信實現對除塵器的遠程控制。網絡環境下的智能型直流電源系統設計1 引言直流電源后備系統是各類電廠、變電所、電站等必備設備，其可靠性對整個系統的安全高效運行至關重要。隨著自動化程度的提高，顧客對電源產品的高可靠性、高智能化、免維護性及產品的在線升級提出了更高的要求，這也成為電源產品的必然發展趨勢。目前各個廠家的電源產品都大同小異，產品的組成基本為以下幾個部分：高頻模塊、監控裝置、絕緣選線儀、電池巡檢裝置。在現有這些產品中，一般說來，絕緣選線儀、電池巡檢裝置都是由專門的配套廠家生產。而在一套直流系統中，監控裝置、絕緣選線儀、電池巡檢裝置都分別

37、有自己的CPU、液晶、鍵盤及各自的下位機軟件，它們都需要同當地的綜自通訊。這樣，目前的產品存在以下問題：（1）通訊難題：雖然三種裝置各自有自己的通訊口，具備自己的通訊功能，但通訊規約都不同。它們與綜自進行通訊時，四種下位機軟件需要統一的通訊規約。（2）組態不便：電源產品是個多樣化產品，根據用戶的不同需要，幾乎每個產品都有自己的系統。而用匯編語言更改或重新編寫監控軟件不方便，容易出錯。（3）可操作性：三種裝置的人機介面風格，鍵盤功能的定義都不同。這就需要運行人員必須掌握每種機箱的使用說明，給操作、運行帶來不便。基于以上情況，我們推出了智能型觸摸屏控制直流系統。該系統信息采集與處理就近完成，實時性

38、強，信號不受干擾；組態方便；網絡功能強；有完善的自檢功能；強大的多媒體和動畫功能；全中文windows圖形界面，使用戶操作直觀、簡單、方便；采用雙重控制原則，提高系統的可靠性。2 系統總體方案設計21硬件配置智能型觸摸屏控制直流系統為模塊式結構，模塊間可任意組合。一個完整的系統由4部分組成：監控后臺（主控制單元）、充電管理單元、電池巡檢單元、絕緣檢測單元。其中監控后臺為本系統的控制核心，實現管理整個系統的作用。智能型直流電源系統的結構框圖1如下：圖一1.監控后臺以一臺觸摸式工業控制機作為監控后臺,全面管理電源系統的運行，可記錄、統計、分析、打印各種運行數據。采用高亮度彩色液晶觸摸屏人機界面，用

39、以實現所有操作。具有顯示直觀、操作方便等優點。它擁有“遙測、遙信、遙控、遙調”等功能，可適應電源系統的全自動化無人值守要求。 2.充電管理單元監控高頻整流模塊按設置的電池曲線自動運行，高頻整流模塊采用了目前國際上先進的有源功率因數校正技術（PFC）和軟開關脈寬調制技術（PWM），民主均流，并可帶電插拔，熱維修。原理框圖：圖二3.絕緣檢測單元絕緣檢測單元采用平衡橋及不平衡橋相結合的原理，檢測母線對地絕緣狀態，不向直流系統輸入信號，不受直流饋線對地電容影響，支路檢測使用差值計算，以準確計算出正負母線接地阻抗及支路正負端接地阻抗。對于多條支路同時發生一點或平衡接地均可檢測。原理框圖：圖三4.電池管理

40、單元電池管理單元采用電壓檢測和內阻檢測相結合的方法來判斷電池是否失效。內阻測量采用國內首創、國際一流的測試方法，通過向電池組兩端注入低頻交流信號，通過科學算法，結合電壓檢測模塊的單電池電壓采樣，巧妙計算出每一節電池的準確內阻。圖四整個系統監測全面，各單元之間相互獨立，任何一個單元的退出都不影響其他單元的正常運行，系統的監控后臺雖然能控制和監視整個系統，但各單元和監控后臺之間也是相互獨立的，如果監控后臺出現故障，系統仍能維持正常供電。22軟件設計ADS2000系統軟件是智能型直流電源的主控軟件，采用NATIONAL Instrument公司的虛擬儀器開發環境LabWindows/CVI編制而成。

41、軟件設計遵循軟件工程原理，采用模塊化設計，融合面向對象編程技術。該軟件運行于Windows環境下，全中文圖形智能界面，實時顯示、監測、控制系統運行狀態。可實現全自動無人值守運行。如需操作可參照圖形指導、語音提示，使設備的操作直觀、簡單、方便。為實現對上述智能型直流電源硬件系統的有效管理，主控軟件ADS2000采用模塊化設計方法，相應的模塊主要有數據采集和處理模塊、數據顯示模塊、系統設置模塊、打印模塊以及通信模塊等。各模塊關系及軟件系統結構框圖如下：圖五23各模塊作用分述如下：（1）系統設置模塊系統設置模塊完成出廠設置和維護設置，出廠設置由生產廠商通過硬鍵盤進行設置，不連鍵盤不能設置；維護設置由

42、用戶來進行，使用軟件系統的軟鍵盤進行輸入，并且需要輸入維護級密碼，設置錯誤可恢復缺省設置。系統運行時越限語音報警，并進行文字提示。（2）打印模塊由運行界面中的打印按鈕調用，負責系統運行數據以及報警信息等內容的打印。（3）數據采集和處理模塊ADS2000直流電源系統采用了集散式控制系統結構，系統的信息采集與處理由“充電管理單元”、“饋線管理單元”和“電池管理單元”三個獨立的模塊分別完成，各模塊內都有獨立的控制器，各單元可獨立于控制單元和其他單元工作，使產品的可靠性及可維護性大大提高。三個獨立的模塊各自有自己的通訊口，具備自己的通訊功能，數據采集和處理模塊負責通過串口接受三個單元上傳的數據，并按照

43、各自的通訊協議進行處理，然后由數據顯示模塊加以顯示。（4）通信模塊通信模塊完成將存儲文件通過MODEM傳輸到指定網絡地址，ADS2000采取計算機組網方式、異地、異域甚至可以通過Internet組網，軟件面向網絡設計、系統可通過Windows系統支持的任何一種網絡和通訊協議與上位機通訊。（5）數據顯示模塊該模塊負責為用戶輸入和數據輸出提供友好界面，除主運行界面外，還包括直流電源系統圖、蓄電池監測、絕緣監測、系統設置、打印日志、歷史紀錄以及幫助等子界面。在幫助子界面中，使用漢字導向，可幫助用戶進行故障問題的分析及處理。（6）語音報警模塊語音報警模塊在系統出現報警時，為用戶提供多媒體語音報警，提醒

44、值班人員及時處理問題，避免重大問題的發生。圖六24系統的最大優點在于它的客戶化設計：（1）全面的數據記錄直流系統每天的運行數據以及故障記錄，都會生成相應文件自動存入計算機，不但免去了用戶天天手工記錄數據的工作，還可以隨時查詢、打印自系統運行以來任何時段的運行數據以及故障記錄。（2）完備的語音報警系統系統配備多媒體音箱，系統所能發生的任何故障，都配有相應的語音文件，一旦系統發生故障，將會啟動相應的語音報警。報警消失后，音響自動解除。（3）完美的幫助功能該系統所能出現的任何故障，只要點擊主界面上的“幫助”欄，都能找到故障原因以及解決辦法，通過對幫助項的了解，不但能大大降低故障率，也能大大縮短故障排

45、除時間，減少用戶損失。（4）詳細的系統資料庫。資料庫包含元件庫、使用說明書、圖紙庫三部分。系統所使用的每一個元件，包括型號、生產廠家、使用數量等，庫中均有詳細記錄；庫中備有詳細說明書；圖紙庫中有系統原理圖、接線圖等圖紙，這些資料都可以直接閱讀，也可以直接打印。極大方便用戶的日常維護。3 系統的網絡化設計網絡技術的發展和廣泛應用在不斷地改變人類的工作和生活，對于智能直流電源系統，網絡不僅改變了設備連接形式，而且可以通過設備信息的集中和融合提高了設備的智能化。在構造網絡互連環境下，以實現產品的在線維護與升級。產品的在線維護：在網絡環境下，當產品出現故障時，主控制模塊將設備運行信息適時傳輸到廠家指定

46、的網絡地址，經過廠家技術分析給出解決方案，以保證設備的正常運行。產品的在線升級：電子技術的飛速發展，使產品的更新換代不斷加快，為滿足顧客的最大經濟效益，我們在智能直流電源系統中設計了產品在線升級功能。為此我們將各管理單元的程序存儲在Flash電寫可擦除存儲器中，主控制單元接受網絡傳送來的數據，經識別后分別寫入各管理單元以完成產品的在線升級。4 總結電力系統、電信系統、移動通訊系統等對直流電源運行可靠性要求極高。智能型觸摸屏控制直流系統運行程序的設計，使產品可操作性及維護性大大提高。系統本身具有完善的自撿功能，并且使用多媒體功能進行語音報警及有關解決辦法的中文提示。同時實現了軟件系統的網絡化功能

47、，系統可通過Windows支持的任何一種網絡和通訊協議與上位機通訊，借助于現有的通訊網絡實現系統的在線維護與升級。隨著網絡技術的不斷發展，該產品必將得到廣泛使用。電力用直流電源自動調壓裝置的研制1引言 電力系統所需的直流電源，都是由直流電源系統提供的，而直流電源系統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輸出電壓值,合閘母線的電壓高，其作用是為合閘機構提供操作電源。控制母線的電壓要比合閘母線的電壓低，而充電機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的繼電保護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

48、。本文介紹的自動調壓裝置正是為實現這一功能而設計的。2方案選擇 設計開始，我們選擇方案所遵守的原則為：成本低、性能高、具有高可靠性與穩定性、實用性。2.1選用單片機控制方案選用8031或8051構成的單片機系統，雖然實現起來，十分簡便，但是此系統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。實際運用，可靠性較差，基于以上二種原因，此種方案沒有采用2.2選用大規模可編程邏輯器件方案 我們選用了可編程邏輯器件GAL20V8B，進行編程實現。此種方案電路簡單，造價不高，但是經實際試驗后發現，此種方案的抗干擾能力較差。所以，也不是優選方案，沒有被我們采用。2.3用大規模

49、邏輯電路方案 采用此種方案后，我們發現實現自動調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40194B74194，此種芯片是一種成熟的芯片，其工作穩定性十分高，造價也十分低。是目前普遍采用的一種集成電路。經實際試驗，達到了預期的設計要求。因此我們采用了這種設計方案。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（S0S1）的雙向移位寄存器，具有一個時鐘輸入腳（CP），一個左移串口數據的控制輸入腳（DSL），右移串口數據的控制輸入腳（DSR），四位并行數據的輸入腳（P0P3）。一個同步復位輸入腳（/MR），四個

50、并行輸出腳（O0O3）。當/MR為低電平時，對芯片進行復位，迫使O0O3輸出低電平。當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4自動調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，所設計的自動調壓裝置在直流電源系統中是一個獨立執行部分，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穩壓塊直接穩壓后而獲得，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，工作的可靠性與穩定性都比霍耳元件高。比較判斷回路，是LM224工業常采用的芯片

51、，其價格低，性能可靠，觸發電路采用的是NE555集成電路，移位執行電路采用的是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用于工業。繼電器采用的是JQX58F。這種繼電器節點容量大，而且價格低，降壓回路采用的是硅二極管組。6工作過程如圖2圖3示 ，合閘母線（+HM）經過硅降壓回路降壓后，形成正控制母線（+KM），+KM經自動調壓回路采樣后，采樣值送到比較判斷回路，在此處進行比較。如果+KM沒有高于預先設好的范圍，則觸發電路不動作。移位執行電路也不動作，相應的繼電器也不動，電路

52、保持原狀態，+KM值保持不變，如果+KM超出了預先設好的范圍，則比較判斷回路發出信號，告之觸發電路，觸發電路立即發出脈沖，觸發移位寄存器，移位寄存器開始向左或向右執行移位，從而使電路驅動繼電器動作。繼電器相應的節點打開或閉和，來實現硅二極管是串入還是脫離+KM回路，于是實現+KM按電力標準規定的范圍內變化，從而實現了自動調節+KM電壓。圖 37自動控制電路原理和工作過程其原理圖如圖4a 4b所示，圖中II單位與I單位是按相應的序號對應連接在一起的，+KM（控制母線）經III-1引入，通過圖4b的采樣電阻R1和R2，到達I-10，送入圖4a中N1（LM224）的2腳與5腳進行比較。在圖4a中RP

53、1是調母線欠壓值的設定電位器，RP2是調母線過壓值的設定電位器， +KM（控制母線）采樣后經LM224比較后，從1腳與7腳輸出，7腳與1腳的組合狀態只有三種可能：01、11、00。8腳與14腳的輸出相應有10，00，01三種狀態。8腳與14腳的相應三種狀態既為圖4b中N1與N2的S0與S1組合狀態。當7腳與1腳輸出為01時，表明此時控制母線欠壓，則LED1亮，LED2滅，LM224的8腳為高電平，14腳為低電平，S0、S1為10組合狀態送到圖4b中的N1與N2，同時圖4a N2（NE555）的四腳為高電平，3腳立刻產生觸發脈沖，通過I-4送到圖4b HEE4019B的11腳，使HEE4019B

54、獲得觸發脈沖，于是開始右移輸出工作。這時圖4b N1的15腳輸出高電平，從而驅動圖4b的Q2導通，相對應的繼電器動作，把降壓二極管脫離+KM回路。如果此時仍處于欠壓狀態，則圖4b的15腳輸出保持不變，14腳馬上輸出高電平，驅動Q3導通，于是Q3連接的繼電器動作，把相應的降壓二極管脫離+KM回路-，如果仍處于欠壓狀態，則直至圖4b N2的13腳輸出高電平，Q8導通，相應的繼電器動作，把相應的二極管脫離+KM回路，如果調至某一處，如Q4導通后，母線電壓進入正常狀態，則圖4a N1的7腳與1腳輸出高電平，8腳與14腳輸出為00電平，那么電路進入保持原狀態工作方式。假設圖4b所有的三極管Q2Q8全部導

55、通，此時出現母線過壓信號，那么圖4 a中N1的1腳輸出為低電平，LED2亮，N1的7腳為高電平，14腳為高電平，8腳為低電平，圖4b中N1與N2開始左移輸出工作，圖4 a中N2的4腳輸入為高，3腳輸出脈沖，通過I-4、II-4送到圖4b中的N111腳與與N211腳，N1與N2開始左移工作。圖4b中，N2-13腳變為低電平，Q8斷開，相應的繼電器停止工作。與其對應的降壓二極管串入+KM回路，實現降壓。如果+KM還過壓，那么相應的Q8、Q7-依次斷開，直到調到+KM進入正常電壓范圍。圖中III單元的4至10是繼電器線圈連接點，III2是+KM經電阻降壓后，給7812集成塊供電的接入點。8存在的問題及解決辦法在進行帶電運行試驗階段，發現有時會有某一個高壓三積管（Q2-Q8）被擊穿的現象。經反復分析和試驗，確定是高壓三積管驅動的繼電器線圈在系統斷電時產生瞬間反向電動勢（此時電池組沒有接入充電），擊穿了三積管，因為繼電器是接在+KM上，繼電線圈瞬時產生了十分高的反向電動勢。解決的辦法是在每個繼電器線圈上加一個泄放二積管，這個問題就解決了。9主要技術參數降壓范圍：0 45V額定電流：20 100A穩壓精度：2%10結論該自動