一种多用途的电力电子远程控制器设计
在无人值班变电站、办公场所、家用电器中,有许多需要进行远程操作控制的设施,以实现通电和停电功能,从而提高效率、节约能源、增强安全性能。本文根据需要,进行了相关电路的设计制作,能够接收和判别手机与座机发布的操作指令,完成控制功能,到达设计目的。
1.远控实例
在工农业、机关厂矿和家用电器中,有若干需要进行远程操作控制的仪器设施,如下实例:
(1)电力系统常用的五防电脑钥匙,内含蓄电池,现状是不操作时长期带电浮充,由此容易老化损坏。对该状况我们做了技术改进,将其设计为每当操作使用后立即一次性充电,电能充满后,自动断开电源,转为冷机等待,去除热浮充。当调度中心下达操作命令,执行人员则在远方通过座机或手机向相关变电站五防钥匙发出信号,启动断开的充电电源,补充待机期间泄露的电能。而当操作人员到达变电站时,已有完整足够的电量供其验码、开锁使用。
(2)现机关、厂房、商务等,都普遍装配使用了照明、电脑、空调等设施。若同样采用远程控制器,利用座机或手机向办公地点发出指令,则仪器启动,断开电源,实现远程随机控制,达到安全节能目的。
(3)家用电器,犹如司机、供应、业务推销等流动人员,不能确定回家时间,饭菜很难准备。如使用远程控制设施,则可在任何工作结束时,采用座机或手机发出指令,使家里电源接通,开始蒸煮煲汤。
这些实例都集中了一点,采用座机或手机在远方随机对电力设施进行通、断电控制,使之开展工作或节约能源等。那么该仪器的结构如何?功能又是怎样实现的呢?对此我们将进行相关设计介绍。
2.电路设计
分析诸多远控实例的共同点,是采用手机或座机向办公室或家庭的电话机,发出操作指令。电话机接到指令会产生振铃脉冲,经接收处理,确认达到阀值电压时,送出两类控制信号,一类启动用电器工作,另一类则跳闸节能。据此,我们实施了相关电路的设计制作。
2.1采样判断电路
经测量,电话机在无振铃信号时,分接线端头电压为43V,有呼叫信号到来时,电压上升至50V,高达7V的差距,为信号采集奠定了良好基础。
![](../img/eep/emb/emb-46536rkvuja0tef0.jpg)
图1中端头①、②从电话接线盒中引接而来,信号经电阻R1降压,叠加在电阻R2与R3的分压值上,传送给运算放大器IC1的同相输入端3脚。IC1的反相输入端2脚接有4.5V稳压二极管D1,起基准判断作用。无铃声时,盒中43V电压经R1降压,V3低于V2,IC1保持截止状态。有呼叫信号到来时,①、②端头引入50V电压,经R1降压,仍保持有≥5V的电压值,使V3大于V2,IC1启动翻转,6脚输出高电平。
2.2积分充电电路
集成运放翻转后,6脚输出较为稳定的5伏电压值,传送给电阻R7,并对电容C1充电,电位器W1做充电速率调整。
复合管BG1、BG2和R9完成功放和比较判断双功能,门槛电压设计为4V,即UR61-2=Uc1﹤4V复合管截止,UR61-2≥4V复合管导通。
UR61-2=Uc1的变化情况有两种:
第一,电话拨通,坚持响完,一般铃声在10余次,时间在15秒以上,此时电容C1充电,数值如积分式,电压Uc1从0~5V积累变化:
![](../img/eep/emb/emb-46538zxklrelzufc.jpg)
电压积分曲线如图2所示。
![](../img/eep/emb/emb-46540oqhe24sp50m.jpg)
图2中曲线1是在第一次拨通电话,IC1输出高电平,电容电压Uc1作充电积累,从a点的0值开始,经过15秒左右,Uc1达到全电压5V的60%,如图中b点。此时铃声结束,因无人接听,其他人在短时间内不太会重拨,IC1返回截止。IC1截止后,6脚输出低电平,Uc1转为经电阻R7、R6放电,图示曲线1中从b点向d点下降,至回到0值电压。整个过程控制电路不启动。
第二,使用者则知道,在第一次响铃结束后,立即重拨(为避免拨号撞车和他人重拨,经电位器W1调整,重拨次数可增加,但原理相同)。如图3中曲线2,在几秒钟重拨的间隔时间内,电容电压Uc1亦会短时放电,降低约10%的幅值,即回到c点约2.5V处。因重拨,IC1又重新输出高电平,电容器将会在余留的c点基础上向5V满电压继续积分充电。在此过程中,电压值会达到:
UR61-2=Uc1≥4V
超过门槛电压,复合管BG1、BG2导通,使后续电路启动工作。
2.3自保持电路
在图2中,如上所述,当复合管BG1、BG2导通,启动1A和30A小、中型继电器J1与J2.
J1常开接点J1-1闭合,与串联电阻R8一起引入直流工作电压。作用是在使用人挂机后,IC1截止,UBG1-2=Uc1会在放电至失去复合管启动能力的情况下,实现自保持功能,使BG1、BG2继续导通,J1与J2保持启动。
2.4交流工作电路
在图2右侧可见,220V交流电从③、④端头引入,经开关K1控制,分为三路工作。
2.4.1直流工作电源
当开关K1合上,引入的220V交流电源,一端经变压器B降压,D2、D3全波整流,电容C2滤波,WY1三端稳压
- 基于PIC单片机在电话远程控制器中的低功耗设计(12-28)
- MAX5121及其在DSP系统中的应用(06-05)
- 基准恒压水源系统(12-14)
- 基准源的选择(11-25)
- ATmega8的模拟比较器的总结(08-02)
- 计算电压基准的温度系数(tempco)和初始精度(07-23)