前言：中文期刊网精心挑选了电源检测范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
电源检测范文1
干扰产生的原因与分类
在星点高压电源控制系统中，既有模拟信号又有数字信号，数字信号的高电平为5V，低电平为0V，实际的高电平为3.2V以上，低电平为1.4V以下；因此，控制系统所受干扰极易引起数字电路的逻辑状态发生改变，引起系统的逻辑和时序混乱。另外，由于现场电磁干扰严重，影响采集数据的真实性，不利于反馈控制系统工作。针对控制系统的具体情况，其可能的干扰源包括射频干扰、电源干扰以及信号通道产生的干扰。（1）射频干扰[3]。射频干扰指复杂的电磁环境对计算机控制系统及接口电路造成的干扰。实验证明，现场接地开关的动作产生的干扰及负载设备打火都容易引起控制系统的误动作。（2）电源干扰[4]。工频电源电压的大幅度波动或电流冲击有可能通过变压器、整流和稳压电路进入数字电路，经过滤波，各种高频辐射干扰有较大衰减，而一些低频干扰叠加在50Hz电源波形上，难以滤除，形成差模干扰。此外，还存在着由电力电子和各种继电器切换时向电网倒灌的瞬态干扰，如浪涌、快速脉冲群等现象。（3）信号通道干扰[5]。相关信号一般需要经过信号调理转换才能接入控制系统，在信号传输过程中存在干扰因素，包括信号间的串扰、阻抗不匹配引起的反射及从信号输出线间接引入的干扰。若接地不当，地线与接地回路之间也会形成干扰。（a）为现场内的某设备在实验期间的干扰情况，比较可以发现，实验期间的电磁干扰相当严重。（b）为实验期间此套高压电源的一些控制信号和输出电压的测量信号，可以发现，在现场的高压脉冲调制器开通和关断瞬间，对设备的干扰比较严重，圈A和圈B已经表示出来；圈C则是显示当现场的接地开关动作时，对控制信号和电压输出信号造成的干扰，正常的控制信号是在5V范围以内，而当接地开关动作时，控制信号可以达到10V，这也表明接地开关的动作确实对现场设备造成非常大的电磁干扰；圈D则是显示在高压输出波形上叠加的测量干扰信号，这直接影响控制系统的精准度。由此可见，整个高压电源控制测量系统工作在一个非常恶劣的环境下，有必要研究并且解决这些问题。
抗干扰设计
提高高压电源控制测量系统的抗干扰能力可以从硬件和软件两个方面考虑。其中，硬件系统的抗干扰设计是提高系统抗干扰能力的根本，软件抗干扰设计则是主要抑制外来干扰的作用。在这套高压电源控制测量系统中，进行了大量的抗干扰方面的设计。硬件抗干扰措施（1）电源[6]。整套控制系统是由工频电源供电，电网中本身含有浪涌电压噪声，同时由于现场的大功率制冷设备运行时也产生较大的高频尖峰脉冲，为此，需要对电源进行一些处理。首先，整套控制系统采用1∶1的隔离变压器为整套控制系统提供电源，其初级绕组和次级绕组都是分开绕制，各自加以屏蔽，可以减小初次级之间的分布电容；另外，由于控制接口部分抗干能力弱些，抛开开关电源，制作了高性能直流+5V、+12V、-12V的线性电源，为控制系统的电路提供工作电压。（2）滤波和去耦[7]。在接口机箱的电源进线处增加电源滤波器，在电路板的设计上，在冲击电流较大的器件电源端加旁路电容，对信号处理电路入口处、每一个集成块电路增加滤波电容。这些措施都可以降低瞬态电流的影响，并且对高频干扰进行滤波处理。另外，对于抗干扰能力弱、开关电流比较大的器件，在芯片的电源线和地线间直接增加去耦电容。（3）屏蔽和接地。屏蔽隔离是提高控制系统抗干扰能力的有效措施，将控制系统的接口部分用机箱屏蔽、整套控制系统用机柜屏蔽都能有效减少射频干扰的影响。对于高压电缆，采用了屏蔽电缆，抑制它作为噪声源向外部信号产生干扰。而对于信号电缆，为使其在噪声环境中不受噪声的电磁耦合，也采用屏蔽电缆，并且屏蔽体两端接地，减小回路所包围的面积，尽量选择双绞线作为屏蔽信号导线，减小噪声电流。考虑系统接地时，将机箱与机柜的外壳与电缆的屏蔽层直接与大地相连，能起到防漏电及屏蔽的效果。为了减小外部环境通过电源线对控制系统形成干扰，控制电路部分采用浮地方式，即将控制电路的地线与外部地线完全隔离，彻底切断外部干扰通过电源、地线串入数字电路。另外，在接口电路中广泛采用了光电耦合器件，使控制系统与外界通道做到完全的电气隔离。（4）信号通道间的抗干扰。在A/D采集11路信号采用独立的屏蔽电缆，进入A/D采集卡时采用单端输入，可以有效地避免信号通道之间的干扰。另外，由于控制系统与外部联系较多，大多数采用光信号传输，远程的数字信号利用数字光纤，在控制机柜内，专门制作光电/电光信号转换板，将从其他系统送来的光信号转换为电信号，同时，送到其他系统的信号也都转换为光信号后进行传输。对于其他系统送来的模拟量，也都进行V/F和F/V转换后进行传输。这些措施，都可以减小信号间的相互干扰以及避免接收其他系统的干扰信号。软件抗干扰设计软件抗干扰主要是通过程序设计手段，使系统能识别错误操作、错误状态和错误信息，避免由此产生系统程序运行方面的错误。在这套控制系统中，程序主要处理数字量和模拟量，采用C++[8]编写软件，因此，软件设计时重点在这两方面进行处理。（1）数字量的处理。数字量输入接口的噪声处理主要是程序延时和对输入数字量的多次识别，在规定的时间范围内，进行数字量的多次采样，然后按位进行逻辑乘，通过比较结果的判断来鉴别数字量输入信号的真伪，软件流程如图2。（2）模拟量的处理。在整套控制系统中，采集信号的准确度直接关系到控制系统的控制精度，由于高压输出要控制在1%的范围以内，需要根据电压采集信号进行反馈；另外由于高压电源的过压、过流保护相当重要，采集数据的准确度也直接关系到过压保护和过流保护是否准确到位，当系统出现过压、过流等情况时，需要立即做出反应，切断某些控制信号，使相关的控制信号由正值变为负值。基于以上两点，需要对采集到的数据进行处理，既保证数据采集的准确性，又需要保证程序合理有效地对故障进行反应处理。软件滤波的方法比较多，有限幅滤波法、中位值滤波法、算术平均滤波法、去最高最低值滤波法、递推平均滤波法、一阶滞后滤波法、加权递推平均滤波法等。在这套高压电源控制程序中，针对采样数据种类的不同，综合采用了递推平均滤波法、限幅滤波法、去最高最低值滤波法以及一阶滞后滤波法等几种数据处理方法。在采集输出高压时，在采样时间允许范围以内，尽量多采集数据，对这些数据进行去最高最低值滤波，。在测量电机电压信号时，由于这个信号是用于在程序中前馈使用，变化不是太大，则采用递推平均滤波法；进行PID控制算法时，采用了一阶滞后滤波法。采用这些数字滤波方法以后，可以尽可能避免采集到干扰点，最大限度地使采集值接近真实值。其他抗干扰设计由于整个高压电源系统复杂，软件抗干扰和硬件抗干扰不可能解决所有问题，此时，可以尝试改变数据采集测量点等方法，在满足数据采集要求的情况下，尽量远离干扰源。例如，在这套电源控制系统中，由于负载远离电源，电源与负载之间是通过高压电缆进行连接，为了采集更为准确的高压输出信号，可以在负载侧直接进行测量，通过模拟光纤将采集值送到电源控制系统，这样也能减少电磁干扰。另外，对于接地开关干扰较大的情况，由于高压电源是脉冲工作方式，则可以采取在保证系统安全的情况下，延迟接地开关的动作时间，避免控制系统在电源工作期间受到干扰。
电源检测范文2
【关键词】电器产品 电源插头 防触电检测
随着电器产品的普及，在使用过程中经常会发生电源插头在拔下时伴有电人的情况，严重影响到用户人身安全。通过研究得知，主要在于电源内部的电容存有余电，在插头拔下的瞬间电容会释放电能，如果操作不慎，手指触碰到插头就有可能会被电击。之所以会出现电击，主要是电流流经人体而出现的，只要几毫安的电流就会给人体造成电击伤害。
1 电源插头放电线路的分析
电网能够影响电器正常工作，电器电源的开关脉冲也会影响电网，为防止电网与电器的互相干扰，很多电器产品的电源开关都实现了在交流电压中增加电源滤波器，且与滤波电容器形成并联。在电器正常工作时，能量将分别存在于电容器以及线圈中，在电源插头拔下时，这些被存储在电容器和线圈中的能量也会在一定时间内完全消失，这样就能有效确保用户人身安全。所以，应选取合适的跨线电容和电阻，切忌过大或过小，只有这样才能有效防止在拔插头时出现触电危险。
2 国家相关标准对电源插头防触电的安全设计规定
2.1 信息技术设备安全指标
对于信息技术设备电容器放电安全指标，我国已经对其作出了明确规定：信息技术设备在设计时要确保电网电源不存在超负荷电容器情况，减少电击危险的发生。只有在电网电源标准电压在59V以上时才能进行电击试验。如果在信息技术设备中存有电容器，且在与电网电源相连接的电路上，电容器放电时间并未超出相关规定，这样的设备也是合乎规定的。
2.2 电器产品安全指标
国家对电器产品的电源插头安全指标做了如下规定：那些要用于与电网电源相连的插头，在设计时应保证在插头拔下时，如果手指不慎接触到插销时，不会因电容器中还存有电荷出现电击危险。同时，在插头拔下两秒以后，要求插脚不再存有电流。
3 电源插头放电回路的设计分析
要分析电源插头的放电回路，最先进行的应是分析与计算放电时间，一般情况下，电容器的放电时间用T来表示，放电时间与放电容量形成反比例，也就是说，随着放电时间的延长，放电容量就会减少。通常情况下，在拔掉电源插头的两秒以后，电源插头上的电压将从正常的220V逐渐转变为安全电压，甚至比安全电压更低，电容器的放电方式所组成的时间常数也会小于一秒。这样的设计将完全负荷国家相关规定。
4 电源插头放电测试检测方式方法的分析
4.1 测试电器产品的剩余电压值
为完成这项实验，需要选用多种类型的探头阻抗，分别为10欧姆、66.7欧姆以及100欧姆。在实验中，不管是哪种探头阻抗，在插头拔出时样品上的峰值电压均设定为310V，当时间为一秒时，被测样品的电压值理论值均为117V，时间为两秒时，其电压理论值为44V，但在实验以后，测得10欧姆的探头阻抗在一秒时的电压值为95V，两秒以后为29V，66.7欧姆的探头阻抗在一秒时的电压值为112V，两秒时则为41V，100欧姆的探头阻抗在一秒时的电压值为117V，两秒时为44V。通过这次实验得知，10欧姆的探头阻抗示波器，理论值与实测值之间的误差较大，其安全性难以保证。而100欧姆的探头阻抗示波器，理论值与实测值相差最小，安全性较为可靠。
4.2 导致实际电压实测值与理论值出现偏差的原因
在实际实验中之所以会出现电压实测值与理论值不一致情况，主要原因在于其放电电阻并不单纯的是产品本身在放电，真正的放电回路在本身放电的同时也将与并联示波器探头阻抗。为证明该理论的正确性，将融合示波器探头阻抗因素计算放电回路，并找出偏差的因素。
在这次实验中依然选用10欧姆、66.7欧姆和100欧姆的示波器，在拔出插头时其峰值电压设定为310V，在一秒时，被测电器的电压值理论上均为117V，两秒时，被测电器的理论电压值为44V，而实际上，在插头拔下的一秒后10欧姆示波器理论值为96V，实测值为95V，66.7欧姆示波器的理论值为113V，实测值则为112V，100欧姆示波器理论值为118V，实测值为117V；两秒后的10欧姆理论值为30V，实测值为29V，66.7欧姆示波器理论值为41.1V，实测值为41.4V，而100欧姆示波器的理论值为45V，实测值为44V。
通过以上数据证明在将示波器探头阻抗融入到其中以后，电器产品的理论值与实测值所存在的误差就明显缩小，这项实验也就证明了参与实验的电器在实际放电时，不仅有产品本身的放电，还有示波器探头阻抗的放电，示波器阻抗也会影响检测结果。
4.3 转变测试方式，注重高精度测量
为有效解决上述问题中因示波器探头阻抗的不同而出现的测量偏差，保证测试结果，应当转变测试方式，将带有定时切换作用的定时器应用其中，在标准式示波器探头在使用一定时间后，再连接到相应的设备中进行回路测试。在这项实验中所使用示波器探头阻抗、峰值电压、理论值与之前实验中所使用的均不发生变化，只是在定时器被应用以后，其实测值发生的一些变化。这些变化主要是定时器的应用使得检测结果不再受示波器探头的影响，缩小了实测值与理论值之间的差距，即便使用了不同阻抗的示波器探头，定时器被应用以后也不会影响检测结果，这样一来就有利于电器生产商和实验研究者做出正确的评价，保证用户安全用电。
5 结论
综上所述，由于电器产品电源插头安全事故频发，使得插头电源检测成为现阶段重点研究问题，基于此，本文从分析电源插头放电线路入手，结合国家相关指标，提出了一系列检测影响电源插座安全性的方式方法，并通过实验的方式对所提出的办法进行了研究，极大的提升了电器产品在设计、生产中的可靠性，更有效减少了触电事故的发生，将由此带来的经济损失降到最低，提高了用户用电安全性。
参考文献
[1]何伟洪.家用电热水器安全使用风险评估及快速检测技术研究[D].华南理工大学，2012.
[2]罗静，曹卫东，刘峰.部分电子电器产品国家质量监督抽查不合格原因分析[J].家电科技，2012，07：58-60.
电源检测范文3
关键词： 孤岛检测； 奇次谐波； 模糊准PR控制； 卡尔曼滤波
中图分类号： TN86?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）06?0175?04
Abstract： For the island phenomenon existing in the distributed power generation system， an island detection method of the distributed power grid connection based on odd harmonic estimation is proposed. The quasi proportion resonance control is introduced， which is combined with the fuzzy control to reduce the harmonics generated in the inverter. The island judgment method and harmonic estimation method based on Kalman filtering are elaborated. The simulation experiments were performed with the Matlab/Simulink platform. The simulation results show that the method has fast detection speed and small detection dead zone. Both the feasibility and availability of the experiment were verified.
Keywords： island detection； odd harmonic； fuzzy quasi?PR control； Kalman filtering
分布式发电系统中的孤岛现象是指，当主电网因电气故障、检修或误操作等原因与分布式发电系统失联后，发电系统作为独立电源将继续对本地负载供电[1]，形成一个自持的供电系统。传统观点认为，孤岛效应的发生会威胁电力检修人员正常的安全，影响用电质量，从而影响电力设备的运行。
逆变器端检测法是国内外主要研究的检测方法，主要分为主动法和被动法两类。被动法是通过检测电网断电时逆变器与电网公共端（PCC点）输出的端电压幅值、频率、相位、谐波是否出现异常来判断是否产生孤岛[2]。但是此方法会存在检测盲区，运行成本低。主动法是通过对逆变器输出的信号产生小幅扰动，当孤岛发生时，这些扰动会发生明显变化，来判断是否有孤岛发生[2]。相对被动法，主动法的盲区较小，检测精度相对较高，但是由于注入扰动，会对电能质量产生影响。通过电压谐波检测孤岛是其中一种检测方法，大部分都是主动法，主要通过注入谐波来实现，文献[3?6]分别通过逆变器端注入偶次谐波和奇次谐波来检测孤岛。但是注入谐波后通常会影响电能质量。
本文检测方法属于被动法，将模糊准比例谐振控制与谐波估计结合，通过测量PCC端电压，运用卡尔曼滤波对谐波估计，周期性的计算谐波电压累计值，从而检测孤岛故障。最后由仿真及实验表明，该方法能够有效检测到孤岛，速度较快。
1 孤岛检测方法
本文所述的分布式电源孤岛检测的结构框图如图1所示。
众所周知，电网的电压不是一个纯净的50 Hz正弦波，其中必然含有一定量的谐波。在孤岛故障没有发生时，大电网具有钳位作用，会迫使PCC处的电压保持正常的电网电压，此时PCC点的谐波状况也与电网侧基本相同。而在孤岛故障发生后，由于分布式电源与电网断开，分布式电源和负载单独运行，PCC端检测不到电网端的谐波。
由于采用模糊准比例谐振控制，大大降低了逆变器侧的电压谐波含量，更加突显出电网端的谐波在孤岛现象前后的变化，并以卡尔曼滤波进行谐波的估计。孤岛发生后PCC点有明显的电网谐波信号变化差异，本文以此为依据作为检测孤岛的信号。
2 模糊准比例谐振控制
准比例谐振控制（准PR控制）是在比例谐振控制的基础上改进而成。准PR控制器的传递函数如下：
[G（s）=KP+KRss2+2ωcs+ω02] （1）
准PR控制器相对于传统的PR控制器多了一个ωC参数。相对传统的比例谐振控制更大的增益和带宽，从而解决了传统PR控制中，因频率突然变化导致的增益迅速下降的问题，在大电网出现频率的偏移时，能更好适应偏移变化，从而较好地抑制谐波产生。在准PR的基础上根据内模原理，添加谐波补偿，从而尽可能地抵消因为电流谐波而导致的电压奇数次谐波。谐波补偿的传递函数如下：
[G2（s）=nKRss2+（nω0）2] （2）
式中，n为需要补偿的奇次谐波次数。
对于准PR控制模型中，KP ，KR两个比例系数取值的不同直接关系到控制的响应速度和谐波含量，通常系数的确定是通过大量的实验进行设定一组固定的系数。但是由于在控制过程中，固定的系数直接导致的影响便是谐波含量的提高。
模糊控制最重要的是反应人们的经验以及人们的常识推理规则，该算法不需要知道被控对象的精确数学模型便可根据模糊推理对被控参数系统进行调节，达到人们想要的效果。本文采用模糊准PR控制器，利用模糊控制方式调节准PR控制器的参数KP，KR。
如图2所示，该控制器以电流的误差信号e和其导数ec为输入量，经过模糊算法并根据模糊控制规则表得到参数变化量作为输出，通过实时监测信号e，ec来改变输出增量，并传至控制器与初始值相加作为控制参数，以满足不同时刻谐波补偿对控制器参数的不同要求。
跟经验，对于e，ec，ΔKP，ΔKR的语言变量取7个模糊值（NB（负大），NM（负中），NS（负小），ZO（零），PS（正小），PM（正中），PB（正大）），由于ωc决定带宽的大小，而本文中基波频率的变化很小，因此设为定值。本模型中的隶属函数都选用高斯函数，论域和隶属度函数曲线如图3所示。为使e，ec处于所示的论域中，ΔKP，ΔKR的量化因子取0.1，比例因子取10。模糊判决使用重心法[7?8]。如表1、表2所示。
3 卡尔曼滤波的谐波估计
在保证整个电网电压谐波电压可观的情况下，还需要应用状态方程、测量方程和状态估计算法来实现检测点谐波状态估计，并以此为基础，计算电压累计值作为孤岛检测的标准。对采集的电压信号进行建模，定义状态方程和测量方程为：
Xk为k时刻PCC端的电压状态向量，即为本文最终需要求得的谐波状态估计；n为谐波次数；Zk为k时刻的电压测量值；wk和vk分别为状态噪声和测量噪声，Q，R分别为状态噪声和测量噪声的协方差矩阵；Δt为采样时间。
卡尔曼滤波是常用的状态估计方法，具有响应速度快，计算量小的特点[9]。下面给出卡尔曼滤波谐波估计的递推过程。
（1） 确定初始值X0，P0，初始过程噪声方差矩阵Q、测量噪声方差矩阵R。
（2） 在每一个采样周期内，进行以下迭代状态预测：
式中：n为周期内的采样点数，m为比例系数，用于调节变化范围，以方便设定孤岛检测阈值。
4 仿真分析
为了验证本文孤岛检测方法的有效性，通过Matlab/Simulink 搭建单相光伏并网发电系统孤岛检测模型[10]，如图4所示。并以通常被动法检测盲区的情况，即负载恰好以工频产生谐振，并且光伏发电的功率恰好等于负载消耗的功率来设置参数。取本地负载的谐振频率为50 Hz，在功率为2 kW的情况下计算得负载的R=24.2 Ω，L=77 mH，C=132 μF，取m=10。设定仿真时间为0.4 s，在0.2 s时刻发生孤岛。此外，由于刚开始一段时间因为系统输出还未达到稳态，会导致误检，所以设定初始化时间为0.05 s。用于判断孤岛的谐波选择电网电压谐波中含量较高的3次谐波。
如图5所示，孤岛发生前后，从基波电压波形来看，幅值、相位、频率基本没有发生变化。而3次谐波波形变化明显。在加入反孤岛动作时，如图6所示，在考虑到一定的容错范围，本文把动作阈值下限设定为10，上限设定为40，在0.2 s之前，由于周期性的计算谐波电压累计值，累计值也基本保持在很小的波动范围中，在0.2 s时电网断开发生孤岛现象，3次谐波幅值迅速减小，电压累计值随谐波电压的减小也迅速降低，在大约半个基波周期的时间内，到达设定的最低阈值时，孤岛现象被检测出，同时使逆变器停止运行，而在逆变器停止运行后谐波的微小波动为噪声干扰造成的。
通过仿真实验可以看出，在孤岛发生0.03 s内孤岛检测方法能够快速有效地检测到孤岛并执行反孤岛动作。
5 结 论
本文提出了一种基于模糊控制和谐波估计的方法来检测孤岛的发生，通过搭建的Matlab/Simulink仿真结果可以看出孤岛检测方法运算速度快、跟踪性能较好、检测盲区较小，且能在较短的时间内检测到孤岛现象的存在，并执行反孤岛动作。
参考文献
[1] IEEE. IEEE Standard for interconnecting distributed resources with electric power systems： IEEE 1547?2003 [S]. US： IEEE， 2003.
[2] 程启明，王映斐，程尹曼，等.分布式发电并网系统中孤岛检测方法的综述研究[J].电力系统保护与控制，2011，39（6）：147?154.
[3] 罗振环，杨富文.一种新型偶次谐波注入的主动式孤岛检测方法[J].电源学报，2014（1）：15?22.
[4] 张琦，孙向东，钟彦儒，等.用于分布式发电系统孤岛检测的偶次谐波电流扰动法[J].电工技术学报，2011，26（7）：112?119.
[5] 贝太周，王萍，蔡蒙蒙.注入三次谐波扰动的分布式光伏并网逆变器孤岛检测技术[J].电工技术学报，2015，30（7）：44?51.
[6] 赵耀，赵庚申，陈曦，等.分布式电源中三次谐波扰动孤岛检测方法的研究[J].电力系统保护与控制，2013，41（8）：54?60.
[7] 鲁雄文.模糊PID控制系统的设计与研究[J].现代电子技术，2014，37（24）：146?149.
[8] 姚鑫，罗晓曙，廖志贤，等.光伏并网逆变器模糊准PR控制仿真研究[J].电测与仪表，2014（19）：86?91.
[9] 王康宁，王金浩，徐龙，等.基于卡尔曼滤波的谐波检测分析[J].计算机系统应用，2015，24（3）：188?192.
电源检测范文4
关键词：雷击故障 电池监测系统 检测准确度 自学习
中图分类号：TM855 TP277 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（b）-0102-02
随着电力系统的不断发展，供电可靠性和安全性的要求也越来越高，运行经验表明，输电线路的故障80%是由于雷击引起，因此，加强雷击的监测和防护就成为电力工作的重点。雷击监测系统就是一种可以较为准确的对雷击进行定位和识别的监测装置，为保证雷击监测数据的准确性，需要提高雷击监测装置工作的可靠性，故而需要提高监测终端备用电池的供电可靠性，从而避免由于监测装置工作电压不稳定而导致的数据丢失现象的发生。为此，监测终端的备用电池的实时监测具有很大的研究价值。
1 基本原理
电池最大可用电量可以通过电池监测装置内部数据处理单元“自学习”过程计算得到，具体可通过以下方式实现该功能。
电池电量监测单元内部结构如图1所示。
其中，RBI：备用寄存器信号输入。VCC：电源输入。VSS：地。HDQ：单线HDQ 串行接口。BAT：电池电压检测信号输入。SRN：电池充电、放电电流检测输入（负）。SRP：电池充电、放电电流检测输入（正）。GPIO：通用输入/ 输出。
电池电量监测单元可以对由单个锂离子电池等构成的电源系统进行高精度的监测和报警。其通过检测串联在电池负极的小阻值电阻RS上的压降，判断当前电池为充放状态还是放电状态。通过内部“自学习”过程实现检测电池电量，电量的自动测量通过进行计算。电池每经过一次完整的充放电过程，就会进入一轮新的“自学习”，经过本次“自学习”可以更新电池从满到空的总电量，并写入LMD寄存器当中。通过检测NAC寄存器中当前可用电量的数值来计算出电池可用电量相对状态并写入LMD寄存器当中。通过检测NAC寄存器中当前可用电量的数值来计算出电池可用电量相对状态并写入寄存器RSOC，即
电池电量监测单元通过一个5kbits/s的双向串行接口HDQ总线与数据处理单元进行数据传输如图2所示。
其中，HDQ为一个漏极开路输出引脚，使用时需在HDQ上外接一只上拉电阻R。
双向串行接口HDQ总线与数据处理单元进行数据传输主要采用异步传输方式，每8位一组，低位在前高位在后，由下降沿触发。通过设置不同的低电平保持时间，来分别区分“0”和“1”，如图3所示。
电池充电单元通过BAT引脚与雷击故障监测终端电源备用电池连接相连接如图2所示，当电池电量监测单元监测得到电池进入低压工作状态时，即驱动电池充电单元工作给电池供电。此时电池电量监测单元开始计算电池相关信息并存入内部寄存器如图4所示。
由于电池最终可用电量，电压，温度等基本信息并不只是受单一因素影响，所以电池电量监测单元必须综合所有主要影响因素进行分析计算才能得出最终电池正确信息，其内部工作流程如图5所示。
电池标称可用电量（NAC）=电池充电电流-电池放电电流-温度补偿。最新测得电池放电量（LMD）=电池放电电流+温度补偿-电池充电电流。上述计算由电池电量监测单元内部“自学习”过程自动完成，不需要进一步计算，非常方便。
2 实测案例
某地区雷击故障监测装置长时间工作，电池老化程度不一，可以等效成工作电量不同，造成相同信号不同雷击故障监测装置监测结果存在差异，给数据分析造成隐性不准确因素，所以可以安装雷击故障监测终端电源备用电池的监测系统，以便合理分析不同终端监测得到的数据。
如图6，7两组电池测试结果显示，LMD明显不一，电池放电持续时间以及电池掉电速率也存在很大差异，因此可以判断图6测试组电池较图7测试组电池老化程度更加严重，应当及时更换电池。图8显示电池监测系统准确捕捉电池低压工作状态同时进行充电工作。
实测结果表明，引用本监测原理的系统将对监测终端电池电压、电池温度、电池可用电量等全面信息进行监测，为排除因电池因素造成的终端损坏或者数据丢失发挥巨大的作用。
3 结语
通过实测监测终端的备用电池的电量状态，结果表明本文所述方法能很清晰的记录备用电池的充放电的电量波形，从而避免了因电池因素造成的终端损坏或者数据丢失，为雷击故障监测终端正常使用，雷击故障监测数据准确可靠提供保障。具有全面监测电池当前工作信息，准确反映电池工作状态；自动识别电池低压状态并进行充电，不需要对户外雷击故障监测终端定期更换备用电池；动态设置不同生理电信号；实现雷击故障监测终端电源备用电池监测的自动化、智能化和信息化的优点。
参考文献
[1] 王欣欣.BES Ⅲ超导磁体电源的控制和监测[J].核电子学与探测技术，2006（2）.
[2] 吴承琴.TS-03C全固态PDM发射机电源监控原理及故障剖析[J].东南传播，2012（5）.
[3] 许世博.基于嵌入式系统的铁路智能电源监测系统[D].北京交通大学，2007.
电源检测范文5
【关键词】高压绝缘子；电晕；紫外线；检测系统
基于检测的思想，利用日盲型光电倍增管为核心元件，研制了绝缘子紫外光脉冲检测装置；从电源的驱动到整套装置的外形设计都以实用化为目标，使用虚拟仪器来编写软件系统，具有在线数据实时采集，同时后台数据处理相应数据功能，此套装置具有能够实现非接触式测量，不影响被测系统的正常运行和灵敏度高等特点，通过分析采集的紫外光脉冲信号来研究绝缘子表面放电的特性和规律。
1.系统构成
整个检测系统可分为硬件和软件两个功能系统，系统的硬件由以下六个子功能模块构成：光-电转换模块、高压及驱动电源模块、放电定位模块、滤光系统、I/U转换及脉冲信号放大及数据采集模块。
当紫外光经过滤光系统被光电倍增管检测到，将紫外光信号转换成电流脉冲信经过I/U转换和脉冲放电，信号进入数据采集系统，系统使用基于虚拟仪器的软件对采集的数据进行分析和处理。
2.光-电转换模块
光电转换模块是检测系统的核心，主要包括光电倍增管、分压电路、高压电源模块以及电源驱动。
2.1 R2078日盲型光电倍增管
电晕放电辐射出的日盲波段紫外光信号非常微弱，必须选择高灵敏度的紫外传感器才能探测到该信号。综合考虑探测器的灵敏度和探测的光谱响应范围，本系统选择HAMAMATMU公司的R2078日盲型光电倍增管，该光电倍增管为端窗型结构，R2078外形结构图如图3.2，最大阴极有效面积直径为21ram，其光电阴极采用了极度改进型Cs.Tc阴极材料，可见光谱响应范围为160.320nm，有着更好的日盲区响应特性，该管的典型增益高达，但其阳极暗电流却低至15pA，阳极脉冲上升时间为1.5ns，因此它具有灵敏度高、低噪声、响应速度快、具有极高信噪比和阴极面积大的特点，适合于放电这类脉冲信号的检测。
R2078日盲型光电倍增管的增益和外加电压具有密切的关系，外加电压的大小不仅决定了光电倍增管的增益，也决定了探测的距离和紫外光脉冲的幅值。
2.2高压模块和驱动电源
光电倍增管需要在阴极、各个打拿极和阳极上施加直流的高压，光阴极在光子作用下发射电子，这些电子被外电场（或磁场）加速，聚焦于第一次极，这些冲击次极的电子能使次极释放更多的电子，它们再被聚焦在第二次极，这样，一般经十次以上倍增，放大倍数可达到108～1010。最后，在高电位的阳极收集到放大了的光电流。本系统采用日本滨松公司生产的小型高压电源C9619提供加速电场， C9619高压电源其特点是集成化高，体积小，结构紧凑，输入电源适应范围宽，输出电压连续可调，便携式，驱动电源可采用多种形式等，一般用于小型仪器。光电倍增管对高压供电电源的稳定性要求很高，一般要达到0.01%～0.05%，高压电源的稳定性通常要比光电倍增管所要求的稳定性高大约10倍。
2.3分压电路
光电倍增管的供电电路种类很多，可以根据应用的情况设计出各具特色的供电电路。本系统使用了最经典的电阻分压式供电电路。如图1所示为典型光电倍增管的电阻分压式供电电路。电路由11个电阻构成电阻链分压器，分别向l0级倍增极提供电压。
图1 典型光电倍增管的电阻分压式供电电路
3.滤光系统
紫外线的波长范围是40nm-400nm，高压电气设备放电产生的紫外线大部分波长在280nm-400nm的区域内，也有小部分波长小于280nm，太阳光中也含紫外线，由于波长小于300nm的紫外线被大气中的臭氧所吸收，所以可以通过大气传输的只有300nm-400nm的紫外线，而我们采用的紫外光电倍增管R2078探测波段为160nm-320nm，有超过300nm的部分，会受到日光中.-部分紫外光的干扰，由于这部分光线在日光中的辐射强度相对放电辐射光大很多，所以必须在前端加日盲紫外滤光片以去除这部分紫外辐射的干扰。这样就避开了最强大的自然光源一太阳造成的复杂背景，保证了在日盲紫外波段对绝缘子放电进行探测时接收到的紫外线信号免受日光和其他因素的干扰。基于本系统的探测要求，本系统选择了沈阳汇博公司的“太阳盲打滤光片，它是一种宽带干涉滤光片，在整个光通范围内的透光百分比T%为10%-20%，中心波长为252.8nm，正好位于日盲区域，半波宽度16.9nm，峰值投射率28.4%，具有良好的波长定位精度、半波带宽精度，波形系数（矩形化程度）、峰值透射率等均达到指标。使用滤光片虽然避开了最强大的自然光源一太阳造成的复杂背景，保证了在日盲紫外波段对绝缘子放电进行探测时接收到的紫外线信号免受日光和其他因素的干扰，但也对探测系统造成一定的影响，一是紫外光透过滤光片好，信号减弱。
4.实验结论
（1）利用日盲型光电倍增管可有效探测到棒一板间隙的电晕放电，紫外光脉冲与电晕脉冲有着良好的对应关系，可将紫外光脉冲作为研究电晕现象的重要表征参数，是一种有效的探测放电的新方法。
（2）探测距离对系统的输出影响较大，因此在检测放电时需要对探测距离进行标定，以便对在不同的探测距离的所得的数据进行比对。
（3）驱动电压对光电倍增管的灵敏度起着决定性的作用，选择合适的驱动电压对系统的在检测弱信号时尤为重要。
（4）放电间隙固定时，紫外光脉冲数随这电压的增大而增大，脉冲数变化较大，紫外脉冲的最大幅值也随电压的增大而增大，但其幅值变化缓慢，并且当电压上升到接近间隙击穿电压（U50%）时，紫外脉冲幅值基本上不再随电压的改变而增大，而是保持在一定的幅值。
（5）对于不同的放电间隙，相同电压下，间隙越小，脉冲数越多，紫外光脉冲幅值越大。
【参考文献】
电源检测范文6
【关键词】 光幕 技术标准 检测方法
电梯作为现代建筑中不可缺少的交通运输工具，已与人们的日常生活息息相关。随着电梯的大量使用，电梯安全事故越来越受到公众的关注，其中电梯关门过程中夹人或撞击货物的事故发生较多，日益引起关注。早期的电梯门安全保护装置普遍采用安全触板开关，这种保护装置灵敏度低、反应迟钝，使用过程中需要撞击到乘客才起作用，更无法识别乘客的衣裙、提兜等轻柔之物。现在较为普遍使用的是专用的电梯光幕。
1 电梯光幕结构和工作原理
电梯光幕是一种利用光电感应原理而制成的电梯门安全保护装置，由安装在电梯轿门两侧的红外发射器和接收器和电源与输出控制器三大部分组成。光幕发射端内有若干个红外发射管，在MCU的控制下，发射接收管依次打开，一个发射头发射出的光线被多个接受头接收，形成多路扫描。通过这种自上而下连续扫描轿门区域，形成一个密集的红外线保护光幕。当其中任何一束光线被阻挡时，由于无法实现光电转化，光幕判断有遮挡，因此输出一个中断信号。这个中断信号可以是开关量的信号，也可以是高低电平的信号。控制系统接到光幕给的信号后，立即输出开门信号，轿门即停止关闭并反转开启，直至乘客或阻挡物离开警戒区域后电梯门方可正常关闭，从而达到安全保护目的，这样可避免电梯夹人事故的发生。
光幕的一边等间距安装有多个红外发射管，另一边排列着红外接收管，每一个红外发射管都对应着若干个红外接收管。当红外发射管发出的调制信号（光信号）能顺利到达红外接收管。红外接收管接收到调制信号后，进行光电转换，而在有障碍物的情况下，红外发射管发出的调制信号（光信号）不能顺利到达红外接收管，这时该红外接收管接收不到调制信号，从而无法进行光电转换。这样，通过对内部电路状态进行分析就可以检测到物体存在与否的信息。
电梯光幕分直线扫描方式和交叉扫描方式，在直线扫描模式下，单片机每次向发送端和接收端发送相同的通路选择信号，即第一路发第一路收、第二路发第二路收、…第十五路发第十五路收、第十六路发第十六路收。而在交叉扫描模式下，单片机每次向发送端和接收端发送不同的通路选择信号。即第一路发第二路收、第二路发第一路收、……第十五路发第十六路收、第十六路发第十五路收。相比之下，交叉扫描模式对物体的高度测量更为精确，且在检测区域中心1/3处的检测精度最高。最小检测高度可缩至直线扫描模式下的2/3。但是考虑到实际需要，现在普遍使用的都是直线扫描方式的安全光幕。
2 电梯光幕的技术标准
目前我国电梯光幕的生产企业较多，产量也很大，但直到现在还没有专门的国家标准或行业标准，与之较为接近的标准有GB/T 19436.1-2004《机械电气安全电敏防护装置 第1部分：一般要求和试验》（idt IEC61496-1-2004）和GB/T 19436.2-2004《机械电气安全电敏防护装置 第2部分：使用有源光电防护器件（AOPDs）设备的特殊要求》（idt IEC61496-2-2004），下面对这两个标准的对光幕的主要要求做简单的介绍。
GB/T 19436.1-2004《机械电气安全电敏防护装置 第1部分：一般要求和试验》主要规定了用于机械防护的电敏防护装置的设计、制造和试验的一般要求，主要包括：
（1）电源：规定了不同供电的光幕的电源的适用范围，如采用换能装置供电的光幕其电源电压范围为0.9～1.1倍额定电压。（2）使用环境温度和湿度。（3）电骚扰，包括电源电压变动、电压中断、电快速瞬变脉冲群、浪涌冲击、电磁场干扰、传导骚扰、静电放电等。（4）机械环境，包括振动、碰撞、外壳防护等要求。
GB/T 19436.2-2004《机械电气安全电敏防护装置 第2部分：使用有源光电防护器件（AOPDs）设备的特殊要求》规定了使用有源光电防护器件（AOPDs）设备的机械电气安全电敏防护装置的要求，而电梯光幕属于这一类型的设备。该标准的主要要求包括：（1）发射/接收装置允许的偏离角。（2）光电元件工作波长。（3）光干扰，包括不同的干扰光类型及强度。
3 电梯光幕的产品性能要求
由于以上两个标准均为推荐性标准，且部分条款也不是专门针对电梯光幕，电梯光幕因其使用环境的特殊性，其性能参数还有其它一些具体的要求，但目前没有专门的国家标准或行业标准，我们经过对国内外主要电梯光幕的性能参数的研究，归纳其出其主要性能参数。
3.1 光点数、光点间距、光束数和盲区
光点数指光幕的发射和接收光电器件对数，常用的有16点、32点。光点间距指发射装置或接收装置中光电器件的光点中心距离之最大值。光束数是指一个完整的工作周期中，光幕以几种不同方式所形成的光束线的数量总和（如图1所示）。光束数和光点数是两个不同的概念，电梯光幕在设计时利用光的散射性原理，一个发射头发射出来的光在远距离能覆盖到多个个接收头，逐个扫描，这就是所谓的多路扫描。当然最上端和最下端的发射头，都会有几束光由于光线散射的物理原因接收不到。例如，一款光幕的光点数是32，即有32组发射和接收光电器件，每个接收管能收到7个发射管的信号，这样的光束数即为32*7-12=212。
盲区指光幕发射端和接收端之间光束没有经过的区域，在该区域内光幕无法检测到阻挡物。同样光点数的情况下增加光束数可以减小盲区，但要注意光幕的有效光束数是随着发射端和接收端的距离变化而变化的，如下图，TX是发散端，RX是接受端。发射端的红外光是散射出来的。一般来说透镜的设计是角度恒定的，所以当RX处于B处的时候，实现3路扫描；当RX处于C处时实现5路扫描。当RX处于A处时候，只能实现1路扫描，就是所谓的平行光。实际上电梯要夹人，都是在最后的 15～20CM行程中，而这时光幕的有效光束数已经减少，甚至与光点数一致了（如图2所示）。
因此，决定光幕探测性能和成本的主要参数是光点数而不是光束数，一般普通安全等级的光幕只有16个发射、接收头，这样在轿门夹人的最后一段行程，将会有十几厘米的盲区，如果手臂在该区域内不动，还是由可能被夹的，但主要乘客挥一下手臂，肯定能越过盲区，轿门会重开。安全等级高的光幕，有32个发射、接收器件，这样在轿门夹人的最后一段行程，盲区只有不到6厘米，成年人即使手臂不动也不会夹到了。
3.2 最大有效探测距离
最大有效探测距离发射装置与接收装置被置于一个无外界红外光源和反射红外光线的空间平面内时，光幕能持续稳定地有效探测物体的情况下，发射装置的透镜表面与接收装置的透镜表面之间的最大距离。一般电梯开门宽度在2.5m之内，所以大部分电梯光幕的最大有效探测距离为3m。
3.3 安装允差
安装允差指光幕能确保正常工作的情况下，发射装置和接收装置在安装时在垂直、水平、倾斜方向的最大允许偏差，其中垂直、水平方向允差以mm为单位，倾斜允差以角度为单位。
3.4 响应时间
从光束线被确定阻断的那一刻到光幕对外输出（继电器触点或逻辑电平等）信号时所经历的时间为遮光响应时间。响应时间是考核电梯光幕响应速度的参数，通常为毫秒等级。
3.5 抗光干扰
光幕经受太阳光、白炽光、高频电源激发的荧光、频闪光以及来自相同设计的发射元件的辐射时应能正常工作。在电梯实际使用环境中，这种光干扰最大的可能是太阳光，特别是轿门有阳光直射到的电梯。
3.6 工作可靠性
带额定负载进行探测工作100万次，系统探测失效次数N应不大于4 。
4 电梯光幕的检测方法
GB/T 19436.1-2004《机械电气安全电敏防护装置 第1部分：一般要求和试验》中对电梯光幕的一般项目，如电源、电骚扰、振动、碰撞、等给出了具体要求，但对光幕的一些具体的产品性能参数，需要专用的检测设备在专门环境下进行检测。
4.1 检测设备
可采用专用的试验装置或其它等效的试验台架，如我们研制的电梯光幕综合性能测试装置机械部分由铝合金支架，水平错位步进电机，垂直错位步进电机，角度错位步进电机，光栅尺，各种限位开关，伺服电机，导轨和滑轮等组成，如（图3）所示。
该装置能适应各种型号和尺寸的电梯光幕，测试的最大有效探测距离可达5.5m，并可实现垂直方向和水平方向错位距离、角度错位等多个变量的自动调节，再配与干扰光源、响应时间测量的双通示波器等，可以测量电梯光幕的光点数、盲区、有效距离、允许错位、响应时间、光干扰、动作可靠性等全部的项目。
4.2 测试环境
试验场所应为顶高大于3m的室内，四周墙面应无红外光源，无反光镜面，无电磁辐射源和热辐射源。室内照明光源距接收装置的最小距离应始终大于2m。试验环境的温度、湿度、气压等应符合被测试样品的使用环境。
4.3 检测方法
电梯光幕的检测项目较多，各项目可按照试验装置的使用说明书逐一完成，现以光幕响应时间测试为例，简单介绍试验方法：将光幕输出信号接到双通示波器的输入1通道，将遮光物的位置开关信号接到示波器的输入2通道，调节遮光物位置开关，使遮光物能在光幕工作区刚起作用的位置时该开关同时动作。遮光物先退出光幕工作区，再以最高速度运动进入光幕工作区并停留不少于50ms，从示波器读取两个阶跃信号的时间差，就是遮光物进入检测区开始，到电梯光幕输出的时间，也就是光幕的响应时间，该时间一般为几十毫秒，而示波器的精度为1ms，可以满足测试的精度要求。
