一種數字式配網電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種數字式配網電源，其包括蓄電池、蓄電池充電電流采集模塊、蓄電池充電電壓采集模塊、輸出負載電流采集模塊、輸入電壓采集模塊、A/D轉化模塊和PWM控制模塊，蓄電池充電電流采集模塊的輸入端和蓄電池充電電壓采集模塊的輸入端接于蓄電池的電源端，蓄電池充電電流采集模塊的輸出端、蓄電池充電電壓采集模塊的輸出端、輸出負載電流采集模塊的輸出端和輸入電壓采集模塊的輸出端接于A/D轉化模塊的輸入端，A/D轉化模塊的輸出端接于PWM控制模塊的輸入端，PWM控制模塊的輸出端接于蓄電池充放電管理模塊。本實用新型通過上述電路結構，采用獨特的反饋電路，并通過PWM控制模塊進行控制，從而增強該電源電路的穩(wěn)定性。
【專利說明】-種數字式配網電源

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及微機保護裝置，具體涉及微機保護裝置的數字式配網電源。

【背景技術】
[0002] 在電力系統中，由于外力、過電壓、絕緣老化、操作失誤、設計缺陷等因素，會發(fā)生 接地、短路、過載等故障，對運行人員的安全和設備造成危害。為了減少或避免由此帶來的 危害，采用繼電保護裝置來區(qū)別電力的正常、不正常和故障狀態(tài)，并做出相應的處理，如發(fā) 信號和跳閘等保護措施。目前，一般是通過微機保護裝置對上述需要安全保護的設備進行 保護。
[0003] 現有的微機保護裝置廣泛應用于發(fā)電廠、變電站、配電站、開關站等系統的進線、 饋線、廠站使用的變壓器、母聯、電容器、電動機、備投、PT等一次設備的保護裝置，也可用于 電壓電流的保護及測控。其一般是由中央控制器、電壓（或電流）互感器、繼電器、開關電源 模塊等部件組成，中央控制器由電壓(或電流）互感器中采樣電壓(或電流）信號，并對該電 壓（或電流）進行分析，當判斷出現故障時，控制繼電器的無源觸點閉合，該繼電器的無源觸 點接入需要保護的設備的回路中，控制該回路動作，從而實現對接入的設備的保護。
[0004] 現有的微機保護裝置一般采用外接電源(如UPS，蓄電池，直流屏等）供電，其所配 備的外接電源的相關設備較多，成本較高。同時用于微機保護裝置供電的輔助電源（如蓄 電池）由于其自身的缺陷性，使穩(wěn)定性和使用周期均得不到保障。 實用新型內容
[0005] 因此，針對上述的問題，本實用新型提出一種微機保護裝置的數字式配網電源，對 其電源電路進行改進，降低成本，提高供電穩(wěn)定性。
[0006] 為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是，一種數字式配網電源， 包括蓄電池、蓄電池充電電流采集模塊、蓄電池充電電壓采集模塊、輸出負載電流采集模 塊、輸入電壓采集模塊、A/D轉化模塊和PWM控制模塊，蓄電池充電電流采集模塊的輸入端 和蓄電池充電電壓采集模塊的輸入端接于蓄電池的電源端，蓄電池充電電流采集模塊的輸 出端、蓄電池充電電壓米集模塊的輸出端、輸出負載電流米集模塊的輸出端和輸入電壓米 集模塊的輸出端接于A/D轉化模塊的輸入端，A/D轉化模塊的輸出端接于PWM控制模塊的 輸入端，PWM控制模塊的輸出端接于蓄電池充放電管理模塊，蓄電池充放電管理模塊對蓄電 池進行充放電管理。
[0007] 其中，通過對各個參數采集，經過A/D轉化模塊以及PWM控制模塊輸出控制信號實 現對電池充放電管理，從而提高了供電穩(wěn)定性。
[0008] 進一步的，所述PWM控制模塊采用TI公司的C2000系列的芯片，例如型號為 TMS320F28033的控制芯片。
[0009] 進一步的，所述蓄電池充電電流采集模塊包括電容C12、電容C15、電容C18、電阻 R29、電阻R31、電阻R37、電阻R38和運算放大器U5A ;電阻R29的一端和電阻R37的一端分 別連接運算放大器U5A的同相輸入端和反相輸入端，電阻R29的另一端連接蓄電池，電阻 R37的另一端接蓄電池充放電管理模塊；運算放大器U5A的正電源端一路接5V電源，另一 路串聯電容C12后接地；運算放大器U5A的負電源端接地；運算放大器U5A的輸出端串聯電 阻R31后，一路串聯電容C15后接地，一路連接至A/D轉化模塊；運算放大器U5A的反相輸 入端和輸出端之間分別并聯電阻R38和電容C18。
[0010] 進一步的，所述輸出負載電流采集模塊包括電容C13、電容C16、電容C19、電阻 R28、電阻R33、電阻R36、電阻R39和運算放大器U3A ;電阻R28的一端和電阻R36的一端分 別連接運算放大器U3A的同相輸入端和反相輸入端，電阻R28的另一端連接蓄電池，電阻 R36的另一端接蓄電池充放電管理模塊；運算放大器U3A的正電源端一路接5V電源，另一 路串聯電容C13后接地；運算放大器U3A的負電源端接地；運算放大器U3A的輸出端串聯電 阻R33后，一路串聯電容C16后接地，一路連接至A/D轉化模塊；運算放大器U3A的反相輸 入端和輸出端之間分別并聯電阻R39和電容C19。
[0011] 本實用新型通過上述電路結構，與現有技術相比，采用獨特的反饋電路，并通過 PWM控制模塊進行控制，從而增強該電源電路的穩(wěn)定性；另外，本實用新型通過A/D轉化模 塊以及PWM控制模塊輸出控制信號實現對電池充放電管理、活化管理、輸出短路保護，電路 結構簡單，成本低廉，具有很好的實用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本實用新型的電路結構框圖；
[0013] 圖2為本實用新型的實施例的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0014] 現結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0015] 本實用新型的一種數字式配網電源，參見圖1，包括蓄電池、蓄電池充電電流采集 模塊、蓄電池充電電壓采集模塊、輸出負載電流采集模塊、輸入電壓采集模塊、A/D轉化模塊 和PWM控制模塊，蓄電池充電電流采集模塊的輸入端和蓄電池充電電壓采集模塊的輸入端 接于蓄電池的電源端，蓄電池充電電流采集模塊的輸出端、蓄電池充電電壓采集模塊的輸 出端、輸出負載電流采集模塊的輸出端和輸入電壓采集模塊的輸出端接于A/D轉化模塊的 輸入端，A/D轉化模塊的輸出端接于PWM控制模塊的輸入端，PWM控制模塊的輸出端接于蓄 電池充放電管理模塊，蓄電池充放電管理模塊對蓄電池進行充放電管理。
[0016] 其中，通過對各個參數采集，經過A/D轉化模塊以及PWM控制模塊輸出控制信號實 現對電池充放電管理，從而提高了供電穩(wěn)定性。
[0017] 所述PWM控制模塊和A/D轉化模塊可采用同一控制芯片來實現，作為一個具體的 實例，參見圖2, PWM控制模塊和A/D轉化模塊采用TI公司的C2000系列的芯片，例如型號 為TMS320F28033的控制芯片。
[0018] 另外，參見圖2,所述蓄電池充電電流采集模塊包括電容C12、電容C15、電容C18、 電阻R29、電阻R31、電阻R37、電阻R38和運算放大器U5A ;電阻R29的一端和電阻R37的一 端分別連接運算放大器U5A的同相輸入端和反相輸入端，電阻R29的另一端連接蓄電池，電 阻R37的另一端接蓄電池充放電管理模塊；運算放大器U5A的正電源端一路接5V電源，另 一路串聯電容C12后接地；運算放大器U5A的負電源端接地；運算放大器U5A的輸出端串聯 電阻R31后，一路串聯電容C15后接地，一路連接至A/D轉化模塊；運算放大器U5A的反相 輸入端和輸出端之間分別并聯電阻R38和電容C18。
[0019] 另外，參見圖2,所述輸出負載電流采集模塊包括電容C13、電容C16、電容C19、電 阻R28、電阻R33、電阻R36、電阻R39和運算放大器U3A ;電阻R28的一端和電阻R36的一端 分別連接運算放大器U3A的同相輸入端和反相輸入端，電阻R28的另一端連接蓄電池，電阻 R36的另一端接蓄電池充放電管理模塊；運算放大器U3A的正電源端一路接5V電源，另一 路串聯電容C13后接地；運算放大器U3A的負電源端接地；運算放大器U3A的輸出端串聯電 阻R33后，一路串聯電容C16后接地，一路連接至A/D轉化模塊；運算放大器U3A的反相輸 入端和輸出端之間分別并聯電阻R39和電容C19。
[0020] 本實用新型的電源采用TI公司的C2000系列（內置DSP+MCU)芯片，通過芯片內部 相關功能模塊采集數據、A/D信號轉換、輸出控制信號等模塊，實現對電池充放電管理、活化 管理、輸出短路保護。具體的，本方案采用TMS320F28033芯片實現，參見圖2, A/D采集信 號：電池電壓（引腳BAT-V0L1 \BAT-V0L2)，電池充電電流(引腳CHARGE-CUR)輸出電流(引腳 0UT_CUR1\0UT_CUR2)，輸入電壓（引腳 A-AC-IN) ;PWM 輸出信號：引腳 HB-PWM-L\HB-PWM-H。 由電路原理圖可知，本方案使用TMS320F28033芯片內部的A/D轉化模塊實現對電池充電電 流、電壓，輸出負載電流、輸入電壓等參數采集計算，TMS320F28033芯片內部的PWM控制模 塊根據采集的數據輸出PWM控制信號的占空比，從而實現整個電源電路的穩(wěn)壓電壓功能。
[0021] 盡管結合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術人員應 該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內，在形式上和細節(jié) 上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種數字式配網電源，其特征在于：包括蓄電池、蓄電池充電電流采集模塊、蓄電池 充電電壓采集模塊、輸出負載電流采集模塊、輸入電壓采集模塊、A/D轉化模塊和PWM控制 模塊，蓄電池充電電流采集模塊的輸入端和蓄電池充電電壓采集模塊的輸入端接于蓄電池 的電源端，蓄電池充電電流采集模塊的輸出端、蓄電池充電電壓采集模塊的輸出端、輸出負 載電流采集模塊的輸出端和輸入電壓采集模塊的輸出端接于A/D轉化模塊的輸入端，A/D 轉化模塊的輸出端接于PWM控制模塊的輸入端，PWM控制模塊的輸出端接于蓄電池充放電 管理模塊。
2. 根據權利要求1所述的數字式配網電源，其特征在于：所述PWM控制模塊采型號為 TMS320F28033的控制芯片。
3. 根據權利要求1或2所述的數字式配網電源，其特征在于：所述蓄電池充電電流采 集模塊包括電容C12、電容C15、電容C18、電阻R29、電阻R31、電阻R37、電阻R38和運算放 大器U5A ;電阻R29的一端和電阻R37的一端分別連接運算放大器U5A的同相輸入端和反 相輸入端，電阻R29的另一端連接蓄電池，電阻R37的另一端接蓄電池充放電管理模塊；運 算放大器U5A的正電源端一路接5V電源，另一路串聯電容C12后接地；運算放大器U5A的 負電源端接地；運算放大器U5A的輸出端串聯電阻R31后，一路串聯電容C15后接地，一路 連接至A/D轉化模塊；運算放大器U5A的反相輸入端和輸出端之間分別并聯電阻R38和電 容 C18。
4. 根據權利要求1或2所述的數字式配網電源，其特征在于：所述輸出負載電流采集 模塊包括電容C13、電容C16、電容C19、電阻R28、電阻R33、電阻R36、電阻R39和運算放大 器U3A ;電阻R28的一端和電阻R36的一端分別連接運算放大器U3A的同相輸入端和反相 輸入端，電阻R28的另一端連接蓄電池，電阻R36的另一端接蓄電池充放電管理模塊；運算 放大器U3A的正電源端一路接5V電源，另一路串聯電容C13后接地；運算放大器U3A的負 電源端接地；運算放大器U3A的輸出端串聯電阻R33后，一路串聯電容C16后接地，一路連 接至A/D轉化模塊；運算放大器U3A的反相輸入端和輸出端之間分別并聯電阻R39和電容 C19。
【文檔編號】H02J7/00GK203883499SQ201420094559
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權日:2014年3月4日
【發(fā)明者】陳茂芳, 蘇錦潮, 蘇子洪 申請人:廈門高瑞特電氣自動化有限公司