一种智能化开关电源的设计

随着电子技术和电源技术的发展，开关电源[1]以体积小、重量轻、功率大、集成度高、输出组合便利等优势而成为电子电源的首选。在实际的工作环境中，特别是在一些工业场所，电磁环境十分恶劣，经常有异常情况出现，例如过电压、瞬态脉冲冲击波、强电磁辐射等，这些都有可能击毁电源，影响整个系统的工作[2]。随着电子设备对电源系统要求的日益提高，研究廉价的具有监视、管理供电电源功能的开关电源愈来愈显得必要。

本文在综合考虑电源各种技术性能和对自身的安全要求以及开关电源性能的基础上，设计出了一种新型实用的以微解决机为核心的带有过电压测试和保护装置[3]的智能化电源。

2系统总体设计

系统的组成原理框图如图1所示。在正常的情况下，220V的交流输入电压经过整流、滤波、DC/DC变换、稳压后可得到一个稳定的输出电压，基本上是一个开关电源[4]。当有过电压时，过电压信号经过过电压测试电路测试和峰值电压保持电路保持，控制电源回路，断开正常工作的交流电路，同时通过计算机启动备用电源工作，以及完成对过电压的瞬时值和峰值的测量。

[page]3硬件设计

3.1过电压测试电路

过电压关于电源来说是一个非常有害的信号，雷电等引起的瞬时高电压倘若不加遏制，笔直由电源引入RTU（远程终端设备）则会影响其电源模块的正常工作，使各功能模块的工作电压升高而工作不正常，严重时会损坏模块，烧坏元器件。

过电压保护的基本原理是在瞬态过电压发生的时侯(μs或ns级)，通过过电压测试电路对这个信号进行测试。过电压测试电路中紧要的元件是压敏电阻。压敏电阻相当于很多串并联在一起的双向抑制二极管。电压超过箝位电压时，压敏电阻导通；电压低于箝位电压时，压敏电阻截止。这就是压敏电阻的电压箝位用途。压敏电阻工作极为迅速，应和时间在ns级。

过电压测试电路原理图如图2所示。当有过电压信号出现时，压敏电阻被击穿，呈现低阻值甚至接近短路状态，这样在电流互感器的原级出现一个大电流，通过线圈互感用途在副边出现一个小电流，再通过精密电阻把电流信号转变为电压信号。这个信号输入到电压比较器LM393后，电压比较器LM393输出高电平，经过输出的控制脉冲1控制电源回路，断开开关电源电路，启动备用电源。控制脉冲2送到单片机的中断口，单片机控制回路启动A/D转换，采样过电压的瞬时值。

3.2峰值电压采样保持电路

峰值电压采样保持电路[5]如图3所示。峰值电压采样保持电路由一片采样保持芯片LF398和一块电压比较器LM311构成。LF398的输出电压和输入电压通过LM311进行比较，当Vi>V0时，LM311输出高电平，送到LF398的逻辑控制端8脚，使LF398处于采样状态；当Vi达到峰值而下降时，Vi

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