基于DS80C320的主從逆變電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：介紹了基于DS80C320的主從逆變電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，從硬件結(jié)構(gòu)，軟件編制和抗干擾措施三方面進(jìn)行了詳細(xì)討論，并對(duì)單片機(jī)鎖相技術(shù)進(jìn)行了介紹。實(shí)際運(yùn)行表明，本監(jiān)控系統(tǒng)完全滿足實(shí)際需要，性能良好。

    關(guān)鍵詞：單片機(jī)；逆變電源；鎖相；抗干擾

引言

本監(jiān)控系統(tǒng)是為鐵路用4kVA/25Hz主從熱備份逆變電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。

4kVA/25Hz主從逆變電源是電氣化鐵路區(qū)段信號(hào)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，有兩相輸出：110V/1.6kVA局部電壓（A相）；220V/2.4kVA軌道電壓（B相）；兩相均為25Hz，且要求A相恒超前B相90°。由于逆變器是給重要負(fù)載供電，且負(fù)載不允許斷電，故采用雙機(jī)熱備份系統(tǒng)，一旦主機(jī)發(fā)生故障，要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)切換，因此，備份逆變器一直處于開機(jī)狀態(tài)。由于逆變器經(jīng)過(guò)了整流，逆變兩級(jí)能量變換，功率較大，且指標(biāo)要求較高，必須要采用先進(jìn)的控制技術(shù)；同時(shí)為了安全實(shí)現(xiàn)主從切換，也必須要有完善的監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)鎖相，保證整機(jī)的安全。

1 監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求

根據(jù)實(shí)際情況，本系統(tǒng)主要完成以下功能：

1）主從切換功能主從控制之間實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確無(wú)誤的切換，具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種功能，保證切換時(shí)電壓同頻率，同相位，同幅值；

2）鎖相功能主從機(jī)組局部電壓同頻同相，同一機(jī)組內(nèi)A相恒超前B相90°；

3）完善的保護(hù)功能具有軟起動(dòng)功能，以避免啟動(dòng)瞬間電壓過(guò)沖對(duì)逆變器及負(fù)載的沖擊，以及輸出過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)，頻率、相位超差保護(hù)，橋臂直通保護(hù)，過(guò)熱保護(hù)等；

4）顯示功能實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行參數(shù)及工作狀態(tài)并具有聲光報(bào)警功能，以提示值班人員及時(shí)排除故障；

5）通信功能具有主從機(jī)組之間通信，與監(jiān)控中心（上位機(jī)）通信等功能；

6）抗干擾功能系統(tǒng)具有良好的抗干擾能力。

2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 DS80C320單片機(jī)簡(jiǎn)介

DS80C320是DALLAS公司的高速低功耗8位單片機(jī)。它與80C31/80C32兼容，使用標(biāo)準(zhǔn)8051指令集。與普通單片機(jī)相比有以下新特點(diǎn)：

1）為P1口定義了第二功能，從而共有13個(gè)中斷源（其中外部中斷6個(gè)），3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，兩個(gè)全雙工硬串行口；

2）高速性能，4個(gè)時(shí)鐘周期/機(jī)器周期，最高振蕩頻率可達(dá)33MHz，雙數(shù)據(jù)指針DPTR；

3）內(nèi)置

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