公共廣播系統功放電源控制器的設計與實現
圖3所示是固態繼電器的工作原理圖,其中部件①~④構成交流SSR的主體。從整體上看,SSR只有兩個輸入端(A和B)及兩個輸出端(C和D),是一種四端器件。工作時只要在A、B加上一定的控制信號,就可以控制C、D兩端之間的“通”和“斷”,從而實現“開關”的功能。其中
耦合電路的功能是為A、B端輸入的控制信號提供一個輸入、輸出端之間的通道,但又在電氣上斷開SSR中輸入端和輸出端之間的(電)聯系,以防止輸出端對輸入端的影響,耦合電路用的元件是“光耦合器”,它動作靈敏、響應速度高、輸入/輸出端之間的絕緣(耐壓)等級很高。由于輸入端的負載是發光二極管,這使SSR的輸入端很容易做到與輸入信號電平相匹配,故在使用中可直接與計算機的輸出接口相連,即受“1 ”與“0”的邏輯電平控制。觸發電路的功能是產生合乎要求的觸發信號,驅動開關電路④工作,但是,由于開關電路在不加特殊控制電路時,將產生射頻干擾并以高次諧波或尖峰等信號污染電網,為此特設了“過零控制電路”。所謂“過零”,是指在加入控制信號且交流電壓過零時,SSR即為通態;而當斷開控制信號后,SSR要等待交流電的正半周與負半周的交界點(零電位)時,SSR才為斷態。這種設計能防止高次諧波的干擾和對電網的污染。吸收電路是為防止從電源中傳來的尖峰、浪涌(電壓)對開關器件雙向可控硅管的沖擊和干擾(甚至誤動作)而設計的,一般選用“R-C”串聯吸收電路或非線性電阻(壓敏電阻器)。本文引用地址:http://www.104case.com/article/179299.htm
本系統所用功放的功率為320W,以兩臺計,負載總功率為640W,考慮到余量,可選用負載電流5A的SSR-5DA固態繼電器。SSR-5DA固態繼電器采用雙向可控硅輸出,零電壓開啟,零電流關閉;輸入回路與輸出回路用光隔離;輸入輸出端的隔離耐壓為2500V。
2.3 抗干擾電路的設計
為了防止串入干擾信號而造成固態繼電器的誤動作,本設計加入了抗干擾電路。抗干擾電路主要由電感元件組成,因為電感元件有通直流信號而阻交流信號的作用,其作用主要是濾除高頻及交流電的干擾。
2.4 過壓保護電路的設計
快速熔斷器和空氣開關是一種通用的過電流保護方法。快速熔斷器可按額定工作電流的1.2倍來選擇,一般小容量可選用保險絲。特別要注意負載短路,這是造成SSR產品損壞的主要原因。除用RC電路保護外,建議采用壓敏電阻并聯在輸出端以作為組合保護。金屬氧化鋅壓敏電阻(MOV)面積的大小可決定吸收功率,厚度則決定保護電壓值。交流220V的SSR可選用MYH12/430V的壓敏電阻。
設計時,在輸出回路中還應附加一個瞬態抑制電路,其目的是保護固態繼電器。通常的措施是在繼電器輸出端加裝RC吸收回路(例如:R=
150 Ω,C=0.5μF或R=39Ω,C=0.1μF),以有效抑制加至繼電器的瞬態電壓和電壓指數上升率dV/dt。另一個措施是在繼電器輸出端接入具有特定鉗位電壓的電壓控制器件,如雙向穩壓二極管或壓敏電阻(MOV)。壓敏電阻的電流值應按下式計算:
其中Zs為負載阻抗、電源阻抗以及線路阻抗之和,Vmax、Vmov分別為最高瞬態電壓和壓敏電阻的標稱電壓,對于常規的220V和380V的交流電源,推薦的壓敏電阻的標稱電壓值分別為440~470V和760~810V。
3 實際應用
在MTC-02廣播系統加入功放電源控制器后,通過人工編制程序,可使此系統具有自動關閉后續功放設備電源的功能。人工對MTC-02編制程序,每一打鈴前1分鐘啟動功放電源,使功放提前進入工作狀態,打鈴結束后2分鐘關閉功放電源,以使功放有時間盡可能散熱。而在其他時間,功放處于關機狀態,這樣便可達到節約用電、延長設備使用壽命,降低運行費用之目的。如系統時鐘出現偏差,只需校準MTC-02時鐘即可,因而操作非常簡單方便。
4 結束語
使用功放電源控制器可對單位公共廣播系統的音頻功放進行定時控制。經過測算,每天至少可以節約3度電。本設計的整套功放電源控制器所用的器件數量相當少,控制流程也相當簡單,關鍵是創新地利用了MTC-02廣播系統的接口,并借助SSR-10DA固態繼電器來實現功放電源控制的設計與制作。該控制器無須進行任何相關操作,只要對MTC-02編制程序即可。另外,該方案稍加補充修改,也可實現單位熱水器的電源定時控制,同樣也可達到降低故障率、節約能源之目的。
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