专利名称：一种直流高频开关电源故障检测保护装置的制作方法
技术领域：
一种直流高频开关电源故障检测保护装置技术领域[0001]本实用新型设计的是一种广泛用于电力系统、通信系统中的直流高频开关电源故障检测保护装置。
背景技术：
[0002]随着电力电子技术的发展，各类设备控制系统对电源的要求亦是越来越高。在电力电子设备长期运行时，提高控制设备电源质量和可靠性，改善设备运行条件是必不可少的。因此，研发设计一种体积小、成本低、易于维修和更换的高频开关电源故障监测保护装置十分必要。在直流高频开关电源中，由于电网以及现场工况的影响，直流电源的故障检测保护起到了非常关键的作用。一旦直流电源出现故障，如果不能及时检测和保护或者做出相应的处理，整个直流高频开关整流模块装置很可能损坏。设计一种用于高频开关电源故障检测保护的装置，用来实时检测电源的热点温度过温、过压、过流、风机故障，使系统设备能正常工作和运行。发明内容[0003]本实用新型公开一种用于高频开关电源的故障检测保护系统。此装置采用数字信号处理器DSP控制，它能够实时采集电源的热点温度，检测电源是否过压、是否过流，检测风机故障，一旦产生上述故障情况能够将故障信号上传给DSP控制器进行保护，并将故障信号传送到故障信号发送处理单元。[0004]本实用新型的目的是这样实现的:一种直流高频开关电源故障检测保护装置是由过温检测单元、过压检测单元、过流检测单元、风机故障检测单元、DSP控制器、故障信号发送处理单元组成，其特征在于过温检测单元、过压检测单元、过流检测单元、风机故障检测单元分别与DSP控制器电信号连接，DSP控制器与故障信号发送处理单元电信号连接。[0005]本实用新型的过温检测单元、过压检测单元、过流检测单元、风机故障检测单元将检测到的故障信号分别传送给DSP控制器，DSP控制器各引脚之间进行实时的信号捕捉，并做出相应封锁脉冲信号的动作进行保护，同时将接收到的故障信号经过识别后传送到故障信号发送处理单元进行显示和报警。[0006]所述的DSP控制器使用的芯片是TMS320F28035PAGT型。[0007]所述的温度控制单元使用的温度控制传感器是TMP75型。
[0008]图1为电源过温检测单元电路图；[0009]图2为电源过压检测单元电路图；[0010]图3为电源过流检测单元电路图；[0011]图4为风机故障信号检测单元电路图；[0012]图5为DSP控制器的系统电路图；[0013]图6为系统原理框图。
具体实施方式
[0014]下面根据附图对本实用新型进一步详细的说明:[0015]一种直流高频开关电源故障检测保护装置是由过温检测单元、过压检测单元、过流检测单元、风机故障检测单元、DSP控制器、故障信号发送处理单元组成，过温检测单元、过压检测单元、过流检测单元、风机故障检测单元分别与DSP控制器电信号连接，DSP控制器与故障信号发送处理单元电信号连接。过温检测单元、过压检测单元、过流检测单元、风机故障检测单元将检测到的故障信号分别传送给DSP控制器，DSP控制器各引脚之间进行实时的信号捕捉，并做出相应封锁脉冲等动作进行保护，同时将接收到的故障信号经过识别后传送到故障信号发送处理单元进行显示和报警。此装置中的DSP控制器芯片，是采用数字信号处理器TMS320F28035PAGT进行处理和控制，它能够实时采集电源的热点温度，电源是否过压、是否过流，风机是否发生故障，一旦产生上述故障情况，此装置能够通过产生的故障电信号将故障信号上传给DSP控制器进行识别和处理，并进行保护显示和报警。[0016]具体的工作情况如下:[0017]1、过温检测:附图1为过温检测单元电路图，此电路使用TMP75温度传感器通过其自身I2C引脚SCL、SDA与DSP控制器的I2C引脚SCL、SDA进行总线通信，把TMP75采集的实时温度数字量传给DSP控制器，如果过温DSP控制器即会做出过温保护。U402为数字温度传感器，R413 R416为上拉电阻，C405 C408为电容。SDA数据传输引脚接DSP控制器的SDA引脚，实现数据的传输；SCL时钟引脚接DSP控制器的SDA引脚，3.3VP网络标号表示3.3V电压，U402的A0、A1、A2引脚的高低电平组成它的逻辑地址。[0018]2、过压检测:附图2为电源过压检测单元电路图，在图中UllA为运算放大器，R64 R67为电阻，C68、C69、C73、C74、C81为电容，2.5VS是2.5V电压。当电源输出电压超过300V时，运算放大器的输出端会产生高低电平变化，并上传DSP控制器输出过压故障信号。[0019]3、过流检测:附图3为电源过流检测单元电路图，在图中R68 R71为电阻，C7(TC72、C75为电容，UllB为运算放大器，此集成运算放大器属于单电源供电的双运放，当电源输出电流超过26A时，运算放大器输出端会产生高低电平变化，并上传DSP控制器输出过流故障信号。[0020]4、风机故障信号检测:附图4为风机故障信号处理发送单元电路图，在图中R417 R419为电阻，C410为电容，Q401为三极管，D401为肖特基二极管。三极管Q401的集电极3脚接上拉电阻，默认高电平，当三极管的I端基极被触发导通时，FAN_FAIL信号由默认的高电平被拉低，置为低电平。风机故障信号线正常工作时为低电平，并不能触发三极管Q401，FAN_FAIL信号一直置高，但当风机发生故障时，风机故障信号RD变为最大电压13.8V的高电平，触发Q401导通FAN_FAIL信号置低，传给DSP高低电平变化的信息，从而判断出风机故障。[0021]5、DSP控制单元:附图5是DSP控制器的系统电路图，它是高频开关电源系统的核心控制单元，对于过压、过流、风机故障，DSP检测的是其每个保护信号对应的引脚上电平的突变，一旦故障发生，故障检测板都会产生一个突变的信号，传送给DSP相应的引脚，DSP对应的检测故障的引脚收到这个电平变化的信号，从而判断出发生了哪种故障，过压和过流属于不可恢复故障，封锁脉冲、关风机、切断继电器；而风机故障属于可恢复故障，当故障信号消除后，系统重新从软启动环节启机，恢复正常工作状态；对于温度检测故障，DSP通过12C总线收到TMP75温度传感器的数字量，当模块中的热点温度大于70摄氏度时，确认该情况后先断开继电器，关机锁死，确认温度降到恢复点65摄氏度后重新开机，恢复工作。[0022]6、故障信号发送处理单元:此部分属于故障检测板的监控部分，DSP和监控单元ARM7处理器通过CAN总线的通讯方式，DSP将故障的相应状态位传送给上位，上位监控单元做出了人机交互界面，将有故障的检测单元的指示灯置红，无故障的指示灯仍为绿色。此监控部分也有对模块开关机的功能，同时也能看到模块的ID号以及输入电压、电流，输出电压、电流，风机占空比，环境温度和热点温度等信息；同时也具有调节模块的输出电压，对输出电压、电流、限流点校准等功能。
权利要求1.一种直流高频开关电源故障检测保护装置是由过温检测单元、过压检测单元、过流检测单元、风机故障检测单元、DSP控制器、故障信号发送处理单元组成，其特征在于过温检测单元、过压检测单元、过流检测单元、风机故障检测单元分别与DSP控制器电信号连接，DSP控制器与故障信号发送处理单元电信号连接。
2.根据权利要求1所述的所述的一种直流高频开关电源故障检测保护装置，其特征在于:所述的DSP控制器使用的芯片型号是TMS320F28035PAGT型。
3.根据权利要求1所述的一种直流高频开关电源故障检测保护装置，其特征在于:所述的过温检测单元使用的温度传感器型号是TMP75型。
专利摘要本实用新型设计的是一种广泛用于电力系统、通信系统中的一种直流高频开关电源故障检测保护装置。此装置是由过温检测单元、过压检测单元、过流检测单元、风机故障检测单元、DSP控制器、故障信号发送处理单元组成的，它采用数字信号处理器DSP控制，能够实时采集电源的热点温度，检测电源是否过压、是否过流，检测风机故障，一旦产生上述故障情况能够将故障信号上传给DSP控制器进行保护，并将故障信号传送到故障信号发送处理单元。本实用新型具有工作性能稳定、运行可靠等特点。
文档编号H02H7/10GK202978234SQ20122066699
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者吴天柱, 刘富利, 朱岩, 迟爽 申请人:哈尔滨九洲电气股份有限公司