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2018年03月16日 | 基于ATMAGE16的直流电源屏硅链自动调压系统
2018-03-16 来源：eefocus
目前，电力系统大量的综合自动化变电站的新建和改造，使得大量的直流电源屏在电力系统得以应用，为使系统配置合理，能更可靠、稳定的为变电站提高直流电源，确保变电设备的正常、可靠运行，其中为控制母线提供稳定直流电压的调压单元工作地位也极其重要。
调压单元：采用硅链降压的调压方式，合闸母线的调压容量按照合闸负荷的最大放电容量进行配置，控制母线的调压容量按照控制负荷的最大冲击电流进行配置。为了使系统简单、便于维护，通常采用合闸母线不使用调压单元而直接是蓄电池的端电压，同时要求硅链具有手动/自动调压转换功能，使硅链在自动调压功能出错时，转换到手动调压，也可保证硅链的正常工作，确保控制母线的可靠供电。
基于ATMAGE16单片机的直流电源屏硅链自动调压装置将硅链、直流接触器、电压自动检测装置等组合而成。该装置根据控母电压，自动驱动接触器，通过接触器的“分”/“合”，调节硅链的“ 投入”与“退出”，改变控制母线电压，使其保持在额定值范围内。该装置也可运行在手动调压状态，强制吸合或断开执行接触器，调节输出电压。
ATMAGE16是高性能，低功耗的8位AVR微处理器，采用RISC精简指令结构，大多数指令执行时间为单机器周期，在运用在硅链自动调压这种慢速设备上它工作非常从容，它具有8路10位的模数转换器，这是我们所关心的，因为自动调压涉及到两路直流电压的采样，8路10位的AD已经足够了，勿需外扩AD芯片，它具有32个可编程的I./O口，足够用来动态显示两路三位数字的直流电压以及人机接口，它的功耗非常低，在1MHz工作模式下，工作电流仅为1.1mA,芯片内部自带看门狗电路，保证程序在跑飞情况下自动回到正常程序轨道上来，下面是由ATMAGE16单片机构成的控制系统原理图：
从原理图上我们看出，用ATMAGE16单片机构筑的直流硅链调压系统结构是非常简揵的，没有很多的附属芯片，具有非常高的可靠性。
硅链调压系统主要由工作电源、显示系统、AVR单片机、直流电压检测、执行系统等几大单元组成。显示系统由两路三位共阴数码管及ULN2003作为位驱动，数码管的段选通取至AVR的PB口，两路数码管上分别显示的是电池电压和控制母线上的电压，AVR单片机是整个系统的核心，电池及控制母线上的电压经过电阻分压分别送到单片机的PA0和PA1口进行AD变换，获得实际电压值，获取的两路电压经过运算比较，取得应该驱动的继电器的I/O口的电平，执行系统根据计算得的I/O电平驱动继电器从而控制硅链上的多组二极管组合的导通与载止，从而在硅链上实现电压变动来确保在控制母线上电压的基本恒定。
以上是程序主流程图。系统编程的关键技术是要充分考虑到调压系统是个慢速系统，调压单元不宜动作过于频繁，所以采样时要求平均，避免干扰，取样以后还需延时10秒后再采样，两次值的变化在极小的一个值以内才能认为有效，否则再次采样，直到采样到正确值，这是为了避免电池在合闸母线上使用短时间亏电造成电池电压波动影响到控制母线。计算出的S值是直流硅链调压的依据，S值必需采用施密特回滞曲线来判断，即高位变动阀值和低位变动阀值，这样做的好处是避免在某一固定点上继电器频繁动作影响使用寿命。直流电源屏是变电站里的重要供电设备，因此降压硅链程序的运行一定要稳定可靠，程序大循环中要加入看门狗电路，程序的编制要严格按照结构化程序来编制，以免程序跑飞。在自动调节系统失效的情况下，系统还有手动调节部份。
结述语
基于ATMAGE16单片机的直流电源屏硅链自动调压系统采用先进的单片机技术自动调节控制母线上的电压，具有调整电压精确，反应迅速，可靠性高，线路简单，维护方便，造价低廉等一系列优点，值得推广应用
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