一种智能高频开关电源监控模块的设计

2.1 监控模块的工作原理及组成

图2为主监控模块的组成框图[4]。系统主监控模块作为一个独立的模块，可监控整个电源系统的工作状态，控制各模块的投入和退出，完成人机对话。模块由AT89C52单片机、交直流配电参数采集单元、显示与操作单元及串行口通信单元组成。监控模块与整流模块通过RS-485串行通信交换信息，这样可使监控模块的硬件设计不受所监控的整流模块数限制，使得系统内电源模块数目可任意扩充。与上位计算机也采用串行通信方式，串行口通过8250芯片扩展而成，对于本地集中监控，可使用RS-485串行口，对于远地监控，可使用RS-232串行口，并通过调制解调器（MODEM）及电话线路进行通信。系统采用大屏幕LCD和键盘实现本地的人机交互操作。主监控模块检测直流母线电压、电流，当电压或电流大于上限设定值时，便命令整流模块降压限流，并根据各整流模块的工作情况，决定每个模块的退出和投入，从而使整个电源系统工作在稳定的状态下。此外，主监控系统还对电网电压的波动进行检测，同时发出报警信号，并记录故障信息。

图2 监控系统组成框图

交流检测单元主要由三相交流电压检测板、三相显示板等组成。三相交流电压检测板安装在机柜内上部交流配电部位。其功能是将隔离后的市电信号送控制器，由控制器对市电参数进行检测，判断输入的交流电是否“超限”或“缺相”，当“超限”或“缺相”时，由控制器发出告警。转接单元将控制器发出的控制整流器输出电压高低的频率信号送各整流器，将检测到的各整流器的信号送控制器。这些信号包括：控制整流器输出电压高低的频率信号、均流总线的电压信号、各整流器的电流信号、整流器的告警信号。直流检测单元主要包括电池电流检测板和电池保护板。检测负载分路直流断路器是否断开，检测电池分路熔断器是否断开，检测电池分路电流并送控制器。控制器将交流检测单元、转接单元、直流检测单元送来的信号进行检测、显示、告警；控制整流器的工作状态。通过键盘实施状态查询、系统操作、参数设置。