专利名称：具有新型检测装置的高可靠性25Hz电子电源的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量控制类技术。它具体涉及用单片机检测25Hz电 子电源某些物理量设备的结构。
背景技术：
目前铁路25Hz电源主要采用高频逆变方式，由于采用大量的电子元 器件和复杂的加工过程，每个单体电源的可靠性较低，为了提高系统的可靠性，采用两 台电源互为主备的工作制式，当其中一台电源故障后能自动切换到备用电源继续供电。 但目前使用的电源设备仍存在以下四个方面的不足，制约了其可靠性的进一步提高① 没有检测输出相位角的功能25Hz电源是给相敏轨道电路供电的，25Hz电源有两路 输出电压，即轨道输出电压和局部输出电压，相互电隔离，轨道电压为AC220V、频率 25Hz,局部电压为AC110V、频率25Hz，为提高抗干扰能力，要求局部电压的相位角超 前轨道电压90度，现有技术中，对输出电压的相位没有检测，只是在信号基准上保证该 相位角为90度的超前关系，但实际在信号基准上有多个环节会造成相位错误；②保护电 路和逆变工作电路存在公共部分，当公共部分的取样、基准出故障时保护电路无法检测 输出的过压、欠压异常，失去保护作用；③已有技术的检测信号取自切换元件的前端， 切换元件后的节点成为检测盲区，即对于整个电路中的某些点出现故障时检测不到，在 这些点出现问题后也就无法切换到备用电源，造成输出中断；④对输出波形的失真度没 有检测，高失真度会影响轨道电路的正常工作，影响行车安全，铁标要求小于5%，现有 电源中有多个环节故障会造成此项指标超标，但现有电源未对此项指标进行检测，主用 电源损坏不能切换到备用，多次造成停车事故。铁路专用的信号设备要求的是准确、稳 定和高可靠性，对已有电源系统存在的不足是亟待解决的问题。发明内容本实用新型的目的是为解决前述的25Hz逆变电源存在的不足特提出
本方案-具有新型检测装置的高可靠性25Hz电子电源。它采用了新型的检测装置，
解决了电源输出的相位角、幅度、频率及波形失真度等参数的检测，参数达临界值时报 警并做出主、备切换，促使及时修理或更换模块，以可靠地保证电源安全正常运行。按如上构思，本方案提出的具有新型检测装置的高可靠性25Hz电子电源，其 特征是它的电源部分设有轨道电路需要的220V、25Hz的电源及局部电路需要的110V、 25Hz的电源两部分，并在两部分电路的主、备切换控制的前后取样，送至检测的单片 机，轨道电路切换控制前、后的电路取样信号经隔离变压器和运算放大器将信号放大并 提高电位送入单片机的15 18脚，单片机输出的11、12脚控制着执行机构和报警机 构。在本方案中，它的报警机构是由开关管Q201及其负载继电器K201构成。它的 执行机构是由开关管Q202控制的光控开关4U4构成。采用本方案能体现如下的优越性①鉴于已有技术存在着取样点靠前存在有检 测的盲区，本设计中将取样点后移，使检测的效果提高；②本方案增加了相位角、波形 失真度及幅度的有效值的检测，各种测量所得的参数均由单片机按预定输入的程序运算 比较及处理；③各输入的取样信号用隔离的方式进行，采用单独的隔离变压器，隔离的 目的是防止轨道和局部电源混电，避免相互干扰；④信号处理部分是将输入的电信号幅值变大且电位提高，作用是将送入的电信号变换成适合单片机AD转换，能顺利地进行 电压幅值、频率、相位失真度检测，根据设定的门限值给出报警信号，并控制电源的主 备切换；⑤本方案是在单片机及其预定的程序下自动进行，具有速度快、精度高、提供 出准确地预修信号，以保证信号设备正常运行，为整个铁路系统的正常运行创造良好条 件。
图1是本方案的电原理图。图2是本方案的设计逻辑图。图3是本方案发出报警及切换的有效值的真值表。
具体实施方式
本方案具有新型检测装置的高可靠性25Hz电子电源是在已有技 术的25Hz电子电源存在缺陷的基础上革新设计而成的，它采用了单片机技术对逆变电源 输出电压的波形、相位角、幅值及频率进行测量比较，当被测参数变坏达到预定的临界 值时发出报警，实现故障前的预修，当某些元件损坏出现故障时，它能及时切换到备用 电路，保证整个系统正常工作。在本方案中取样点放在输出节点上，避免检测的盲区， 取样信号经过变压器隔离，并经运算放大器整形处理，使幅度加大并电位提高，送入单 片机C8051F330D进行运算处理，输入1 4为轨道电源切换前、后两个取样信号和局部 电源切换前、后的两个取样信号共四个数值输入，经单片机的处理在某个指定参数达到 边缘的临界值时发出报警信号及主备切换信号报警，何时发出报警、何时执行主备切换 按图2中的真值表的规定，由单片机执行。报警信号发出时，单片机的12脚发出高电 位，使开关管控制报警的继电器跳转，发出报警信号。当切换信号发出时，单片机的11 脚变成高电位，使控制光控开关动作，执行切换操作。使用本方案的逆变电源能自动的 平稳运行，出现报警信号时，报警信号连续不仃，促使工作人员及时处理故障，或更换 模块。全部的工作在单片机预先输入的程序下运行，使复杂的工作做到准确、严格，保 证电源部分稳定运行，以保证铁路系统的安全运行。
权利要求1.一种具有新型检测装置的高可靠性25HZ电子电源，其特征是它的电源部分设有轨 道电路需要的220V、25Hz的电源及局部电路需要的110V、25Hz的电源两部分，并在两 部分电路的主、备切换控制的前后取样，送至检测的单片机，轨道电路切换控制前、后 的电路取样信号经隔离变压器和运算放大器将信号放大并提高电位送入单片机的15 18 脚，单片机输出的11、12脚连接执行机构和报警机构。
2.按照权利要求1所述的具有新型检测装置的高可靠性25Hz电子电源，其特征是它 的报警机构是由开关管Q201及继电器K201构成，继电器是开关管的负载。
3.按照权利要求1所述的具有新型检测装置的高可靠性25Hz电子电源，其特征是它 的执行机构是由开关管Q202及光控开关4U4构成，光控开关是开关管的负载。
专利摘要本实用新型属于测量控制类技术。为克服已有技术中存在的不足特提出本方案-具有新型检测装置的高可靠性25Hz电子电源。它是由轨道电源的主、备电路、局部电源的主备电路、切换控制部分、取样信号的隔离及整形处理部分、单片机、报警机构和切换执机构组成。本方案采用检测点后移，克服漏检的盲区，对采样信号的运算、检测结果的判定及动作的执行均使用单片机控制，对25Hz逆变电源的输出做波形、频率、相位角及幅度值进行检测比较，当前述的参数变化达到规定的临界值时发出报警或进行主、备切换，以保证电源部分准确地工作。所发出的切换和报警按真值表的规定进行。本方案的检测部分具有结构简单、成本不高、工作准确稳定、可靠性高的优点。
文档编号H02J9/06GK201805270SQ20102013075
公开日2011年4月20日 申请日期2010年3月15日 优先权日2010年3月15日
发明者刘兴, 吕东军, 张洁墦, 曹杰, 陈宇 申请人:北京国铁路阳技术有限公司