基于景電工程電源裝置設計與故障維護探究

武昱翰

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅 景泰 730400）

電源裝置是一種微型化的穩壓電源，其也擁有著重量輕、可靠度較高且效率較高的特點，基本上廣泛地使用于眾多領域，例如生產方面、生活方面等，電源裝置通常都適用于各種不同的水利電氣設備中。各種新型電氣電子設備伴隨著水利控制系統信息自動化程度的日益提升和完善而不斷地創新和使用，它是電氣設備的主要構成部分之一，除了安全性之外，電源的可靠性也十分關鍵，水利電氣設備的重要組成部分是電源裝置，多路輸出是它最的優勢特征之一，然而在日常的維護過程和使用過程中總是會面臨眾多難以解決的故障問題，且也不知使用何種方法加以排查和維修。

1 景電工程電源裝置結構

首先，從電流結構功能上來分析，它主要通過三個部分構成，其一是整流電路，其二是輔助電源，其三是整流穩壓，其中前兩者需要經過主變換電路，后者經過EST7502B[1]，前兩者需要通過整流穩壓力經過主板，而后者卻直接進入主板。通過對電力電子開關器件的控制，電源裝置才能快速地導通和關斷，變壓器在變壓之前需要直流電變換成為頻率略高的交流電來得到電壓，讓令一組電壓或者多組電壓于現場產生。高頻交流電這一現象產生的原因是：在變壓器變壓電路中，高頻交流電的效率超過50Hz，所以變壓器的體積相對較小，而且在實際作業的過程中不會過度放熱，且所耗費的成本水平不高，電源裝置的作業流程如下所示：首先，交流電源從整流變為直流，但是在演變的過程中無論是輸出端還是輸入端均必將歷經過濾波，能夠將電網上的干擾信號統統過濾掉，也能讓電源對電網的干擾信號大量排除。其次，在PWM的控制下，信號需要加于變壓器的一次側。此時所得到的功率幾乎是等同的，變壓器的提及伴隨著器件的導通關斷頻率的升高而縮小。另外，高頻電壓是變壓器二次側而輸出的，經過整流所提供的直流負載，為了得到更合適的電壓值，變壓器二次側能夠擁有一個或者多個帶抽頭繞組。最后，為了得到電流的穩定輸出，首先電流在輸出之后就需要進行反饋，即對PWM的占空比K加以控制，當然，增加保護電路也是必要的一個條件，目的是讓電源裝置避免燒壞。

2 景電工程電源裝置電路設計

如圖1所示，在進行電源電路設計的過程中，該電路擁有兩個方面的保護，其一是零序電流漏電保護，其二是直流漏電保護，能夠讓水利工程低壓電網漏電時橫向和縱向選擇功能的完成，最終讓電網對漏電保護動作電阻值得以穩定，同時也讓電源裝置更加安全、更加可靠。

圖1 水利電源裝置設計

通過IO板上通道模塊的處理之后，三相交流信號能夠和零序信號兩者進行交互，微處理器板即將引入DSP采集的信號[2]，之后顯示于上位機中，CPU板即將得到上位機的信號參數，最后才能通過IO板顯示出來，首先，電源板輸入直流信號，兩端的電壓是24V，在經過各個方面的處理之后必將轉換成為+5V而送往于饋電模塊而使用，其余部分的電壓都是通過+5V而轉換獲取的信號。

2.1 輸出電路

在設計輸出電路的時候，不但要對內部所包含的內部結構考慮到，而且也要考慮到交流電壓的運行方式，特備是輸入整流濾波電路、EMI濾波器等[3]。在運行的過程中，交流電在對電磁進行抗干擾處理之前必先經過EMI濾波電路，隨后才能將處理之后的電流電壓全部傳輸于整流濾波電路內，保障整體的電壓范圍于180V～260V中。

2.2 功率變換電路

在設計功率變換電路的過程中，首先要合理地選擇所需要的元件，就選擇功率管這一方面而言，半橋電路的主開關管所承受的電壓需要周全地考慮，一般地，所承受的電壓值等于輸入電壓的1/2，在經過了計算之后，得到了P0/n Vin（min）/2=1500/0.95×230/2=13.73A[4]。在經過公示的計算之后必將得到各項數據信息，且數據信息均較為精準，總之，所需要的電流容量的大小和經過的電流電壓數值比值呈正相關關系，且未有利用了功率較大的開關管才能滿足于水利自動化設備應用需求的基本條件。

除了上述的內容之外，PWM控制和功率管驅動的設計過程也非常關鍵，在結合了自動化設備的應用需求之后，自動化設備的類型和型號固然重要，為了良好地控制開關部位，首先需要采取KA3525控制芯片[5]，但這一方面卻會因為該類型芯片的影響而在自動化設備運行的過程中有效控制信號的輸出，我們需要適當地調節半橋變換電路功率開關管的占比才能確定準時地將信息傳輸于開關管的驅動電路中，進而讓輸出電壓的穩定性也得以確定，將整體的額定值加以控制，相應內容如圖2所示，與此同時，為了讓電源的可靠性加強，我們還需要采取外加驅動隔離電路。

圖2 外加驅動隔離電路

3 故障問題及排查檢修

3.1 通電直接造成熔斷器燒斷

故障現象：當電源開關剛被接通之后立刻導致熔斷器燒毀這一現象產生。

排查方法：這不表明了電流值略大，除了短路這一問題之外，變壓器一次側繞組先前也會存在很多未解決的問題。

3.2 直流輸出電壓為0

故障現象：當接通了電源開關之后卻未曾輸出±5V、±24V[6]直流電。

排查方法：四組電壓（±5V、±24V）被電源裝置輸出之后，如果+5V輸出電路存在故障，那么整個電源電路必將會自動保護，這一點導致沒有任何電流產生，所以輸出電路和+5V電壓的產生是本環節需要重點考慮和檢測的對象。

3.3 直流輸出電壓偏差相對較大

故障現象：當開啟電源之后[7]，每一組直流高壓均會輸出，但四組電壓（±5V、±24V）相比下電壓值偏離比較大。

排查方法：直流輸出電壓的偏差相對較大，之前需要對基準電壓電位器進行調節，由此才能讓各檔不同的電壓達至標準值。

3.4 帶負載能力較弱

故障現象：輕負載的電壓是電源所供給的，但是當電源裝置和更多的負載相互連接之后電源裝置即處于不作業的狀態。

排查方法：輕負載之下是能夠正常作業的，這表明了電源根本沒有本質上的故障，也許是沒有選擇出良好的工作點，只有讓振蕩電路晶體管的增益適當性提升，才能讓晶體管的工作點位于線性區加以放大，最終讓電源的負載能力加強。

4 結語

電氣設備的組成部分較多，其中最關鍵的是電源裝置，除了安全性之外，可靠性也十分重要。水利在使用電源裝置的過程中也將容易產生各個方面的故障問題，由此對所存在的問題加以確定，卻找準解決策略。依據工作過程中所累積的豐富經驗，工作人員也需要對水利電源裝置所面臨的集中具有著代表性的問題進行精準且簡明扼要的分析，由此才能為電源裝置故障問題找出解決途徑，有助于水利電源裝置維護和保養工作水平提高[8]。