图4 DUT/FTU配电终端电源框图
金升阳配网自动化电源解决方案选型推荐:
通常MCU电路及其外围电路需要与充电电源进行隔离,减少高频干扰对MCU电路造成影响。此处推荐3000V隔离的超宽电压输入稳压电源URF2405LP-20WR3,从充电电源的输出端取电,为MCU及其外围电路提供稳定的5V电压,并且能够解决共模浪涌对MCU的干扰。
遥信单元的供电电源推荐URF2424P-6WR3宽压输入DC-DC电源进行隔离,避免共模浪涌从遥信端口对系统造成冲击。该冲击轻则引起系统死机重启,严重时还会引起系统损坏。
当给运放供电需要正负电源时,可以选择A0512D-2WR2定压输入 DC-DC电源,提供±12V电压输出。485通信可选择TD501D485H进行隔离,避免通信端口的干扰影响系统可靠性。
配网自动化系统设计要点解析:选用高隔离电源模块、进行旁路处理。
由于终端面临着严酷的EMC环境,系统存在多个地方接地,共模干扰对系统影响很大。对于电源的应用,首先,应尽量采用高隔离的电源模块(如金升阳提供的3000V隔离URF系列的模块)或者在敏感端口进行旁路处理(如在单片机复位端口上加1nF电容旁路),以解决共模浪涌/脉冲群等共模类干扰对系统的影响,造成系统死机或者重启。其次,应在敏感的信号输入输出端口进行旁路处理。
那么,通常如何进行敏感端口的旁路处理呢?以下举一个简单但非常经典的案例。如图5所示:正常工作时,按照左图进行设计,电路可以按照预定程序运行。当测试4KV脉冲群性能时,则容易出现三极管不受控、误动作的情况。在系统中表现出来的现象就是继电器误跳动,一些指示灯或者一些装置闪烁跳动等。这实际上是I/O口的走线较长或者控制回路较大时,容易耦合高频信号,从而产生误动作。添加旁路电容,可以减少高频信号的耦合,减小对端口的干扰,提高产品的一致性和可靠性。当然,这只是提供一种解决方法,实际上可以用优化布局等方法去解决。
图5 典型端口处理案例原理图
EMC的测试大部分属于高频干扰,容易通过地线和器件的寄生参数直接干扰后端的用电电路,因此,脉冲群影响继电器误动作,共模浪涌引起系统重启等现象多有发生,只有恰当的电源选型加上优质的系统设计,才能实质性的提高配电终端的可靠性。
总结
在严酷的EMC和用电环境中,要保证配网自动化的可靠性和改善用户的用电质量,对配电终端的电源可靠性要求是极高的,如EMC要求、输出瞬态功率要求等。当然,这与系统的设计也是密不可分的,如果单纯依靠电源来提高可靠性,是远远不够的。金升阳不仅是在为配网自动化提供高可靠的电源解决方案,更是在不断探索,把提高电源可靠性的技术推而广之,为配网自动化的发展鼎力相助。