圖4 DUT/FTU配電終端電源框圖
金升陽配網(wǎng)自動化電源解決方案選型推薦:
通常MCU電路及其外圍電路需要與充電電源進行隔離,減少高頻干擾對MCU電路造成影響。此處推薦3000V隔離的超寬電壓輸入穩(wěn)壓電源URF2405LP-20WR3,從充電電源的輸出端取電,為MCU及其外圍電路提供穩(wěn)定的5V電壓,并且能夠解決共模浪涌對MCU的干擾。
遙信單元的供電電源推薦URF2424P-6WR3寬壓輸入DC-DC電源進行隔離,避免共模浪涌從遙信端口對系統(tǒng)造成沖擊。該沖擊輕則引起系統(tǒng)死機重啟,嚴重時還會引起系統(tǒng)損壞。
當給運放供電需要正負電源時,可以選擇A0512D-2WR2定壓輸入 DC-DC電源,提供±12V電壓輸出。485通信可選擇TD501D485H進行隔離,避免通信端口的干擾影響系統(tǒng)可靠性。
配網(wǎng)自動化系統(tǒng)設計要點解析:選用高隔離電源模塊、進行旁路處理。
由于終端面臨著嚴酷的EMC環(huán)境,系統(tǒng)存在多個地方接地,共模干擾對系統(tǒng)影響很大。對于電源的應用,首先,應盡量采用高隔離的電源模塊(如金升陽提供的3000V隔離URF系列的模塊)或者在敏感端口進行旁路處理(如在單片機復位端口上加1nF電容旁路),以解決共模浪涌/脈沖群等共模類干擾對系統(tǒng)的影響,造成系統(tǒng)死機或者重啟。其次,應在敏感的信號輸入輸出端口進行旁路處理。
那么,通常如何進行敏感端口的旁路處理呢?以下舉一個簡單但非常經(jīng)典的案例。如圖5所示:正常工作時,按照左圖進行設計,電路可以按照預定程序運行。當測試4KV脈沖群性能時,則容易出現(xiàn)三極管不受控、誤動作的情況。在系統(tǒng)中表現(xiàn)出來的現(xiàn)象就是繼電器誤跳動,一些指示燈或者一些裝置閃爍跳動等。這實際上是I/O口的走線較長或者控制回路較大時,容易耦合高頻信號,從而產(chǎn)生誤動作。添加旁路電容,可以減少高頻信號的耦合,減小對端口的干擾,提高產(chǎn)品的一致性和可靠性。當然,這只是提供一種解決方法,實際上可以用優(yōu)化布局等方法去解決。
圖5 典型端口處理案例原理圖
EMC的測試大部分屬于高頻干擾,容易通過地線和器件的寄生參數(shù)直接干擾后端的用電電路,因此,脈沖群影響繼電器誤動作,共模浪涌引起系統(tǒng)重啟等現(xiàn)象多有發(fā)生,只有恰當?shù)碾娫催x型加上優(yōu)質的系統(tǒng)設計,才能實質性的提高配電終端的可靠性。
總結
在嚴酷的EMC和用電環(huán)境中,要保證配網(wǎng)自動化的可靠性和改善用戶的用電質量,對配電終端的電源可靠性要求是極高的,如EMC要求、輸出瞬態(tài)功率要求等。當然,這與系統(tǒng)的設計也是密不可分的,如果單純依靠電源來提高可靠性,是遠遠不夠的。金升陽不僅是在為配網(wǎng)自動化提供高可靠的電源解決方案,更是在不斷探索,把提高電源可靠性的技術推而廣之,為配網(wǎng)自動化的發(fā)展鼎力相助。