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DSP双电源自动转换控制器的设计方案解析
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2017-10-30
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随着国民经济的迅速发展，人们对供电连续性、可靠性的要求越来越高，按国家标准GB50052《供配电系统设计规范》规定，一级负荷与二级负荷要求由两路电源供电，且对于一级负荷中特别重要的负荷，除要求两路电源外，还必须增设应急电源，严禁将其他负荷接入应急供电系统，双电源供电系统已经成为重要场合必须配备的装置。
通过对双电源供电系统的市场调研发现，70％的故障出在控制器，控制器质量的好坏直接影响到系统的性能。目前市场上的双电源供电系统主要由单片机控制，处理速度慢、精度低、实时性差；高性能控制器主要依赖进口，但国外供电标准、供电环境与国内有差异，国外的双电源系统不能最大程度地体现其优越性能，价格昂贵，性价比低。
目前市场上的双电源供电系统基本为两进线系统，结构图如图1所示，通过控制器实现对常用电源和备用电路的控制。
1 控制器系统总体结构
本设计方案采用TI公司的TMS320F2812芯片作为控制核心，通过信号采集和处理电路对常用和备用两路电源的电压及频率状态进行检测，通过继电器回路进行两路电源的切换，并将实时信息通过人机交互单元进行显示，该控制器还通过CAN总线、RS485总线实现与远程机的通讯，从而实现远程监控，控制器系统的总体结构如图2所示。
2 信号调理电路的设计与仿真
信号调理电路主要完成信号采集和信号处理，包含信号采集电路、全波整流电路、二阶有源低通滤波电路三个部分。其中信号采集电路将常用电源和备用电源的220V交流电压转换为0～3V的交流信号；全波整流电路对弱交流信号进行全波整流，得到全波整流信号；二阶有源低通滤波电路实现信号的滤波，将基波在内的高次谐波进行滤除，得到全波信号的直流分量，通过直流分量与有效值的关系实现对电源电压的测量。
随着国民经济的迅速发展，人们对供电连续性、可靠性的要求越来越高，按国家标准GB50052《供配电系统设计规范》规定，一级负荷与二级负荷要求由两路电源供电，且对于一级负荷中特别重要的负荷，除要求两路电源外，还必须增设应急电源，严禁将其他负荷接入应急供电系统，双电源供电系统已经成为重要场合必须配备的装置。
通过对双电源供电系统的市场调研发现，70％的故障出在控制器，控制器质量的好坏直接影响到系统的性能。目前市场上的双电源供电系统主要由单片机控制，处理速度慢、精度低、实时性差；高性能控制器主要依赖进口，但国外供电标准、供电环境与国内有差异，国外的双电源系统不能最大程度地体现其优越性能，价格昂贵，性价比低。
目前市场上的双电源供电系统基本为两进线系统，结构图如图1所示，通过控制器实现对常用电源和备用电路的控制。
1 控制器系统总体结构
本设计方案采用TI公司的TMS320F2812芯片作为控制核心，通过信号采集和处理电路对常用和备用两路电源的电压及频率状态进行检测，通过继电器回路进行两路电源的切换，并将实时信息通过人机交互单元进行显示，该控制器还通过CAN总线、RS485总线实现与远程机的通讯，从而实现远程监控，控制器系统的总体结构如图2所示。
2 信号调理电路的设计与仿真
信号调理电路主要完成信号采集和信号处理，包含信号采集电路、全波整流电路、二阶有源低通滤波电路三个部分。其中信号采集电路将常用电源和备用电源的220V交流电压转换为0～3V的交流信号；全波整流电路对弱交流信号进行全波整流，得到全波整流信号；二阶有源低通滤波电路实现信号的滤波，将基波在内的高次谐波进行滤除，得到全波信号的直流分量，通过直流分量与有效值的关系实现对电源电压的测量。
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