Pg电子平台:双24V开关电源自动切换电路设计
当V1大于22 V,经TL431及电阻分压,MC34064检测到电压大于4.5 V,其输出端R输出5 V电压,点亮LED1(指示V1正常),并使Q3导通,12 V稳压二极管D1被击穿,两端电压稳定在12 V,Q1的G端经R5、R6分压后电压为6 V,因此,Q1的Vgs=-18 V,Q1导通,同时Q2的G端因Q3导通接地,所以Vgs=0V,Q2截止,V2无输出,V1为供电开关电源。
①将双24 V开关电源接入切换模块,上电开关电源,检测模块输出为24 V。
④恢复主电源,手动断开辅开关电源输入,继电器无断电现象,辅电源指示灯点亮。
⑤恢复辅电源,持续工作10天,检测继电器温度41.2°,检测开关电源输出24 V,检测切换模块输出24 V。
目前,车站级门禁紧急按钮是通过24 V开关电源和两个继电器组合,实现车站全部门禁紧急释放功能。设计时出于车站门禁用户使用的安全要求,为确保该紧急按钮时刻保持正常工作,避免电路中个别元器件故障,引起车站级门禁紧急按钮不能正常工作的情况,只要该电路任意元器件出现故障时,门禁系统均会断电。而此系统中的24 V开关电源尤为重要,在7*24小时的工作状态下,出现欠压或者无输出的情况在所难免,全站门禁设备就会断电释放,造成重大故障。
为提高门禁紧急按钮系统的稳定性,需要组建一套双开关电源切换系统,通过硬件判断主开关电源与辅开关电源的电压情况,实现当主开关电源供电电压大于22 V时,由主开关电压源供电继电器,当主开关电源出现低于22 V的供电电压时,自动切换至辅开关电源供电,继续为继电器供电,实现无间断供电的作用。
N管与P管选择IRF9540和IRF540,ID最大电流19 A,Vds最大电压100 V,Vgs最大电压20 V,在使用过程中有足够的电压与电流空间,因此在使用过程中几乎无发热现象;电压检测器选择MC34064,检测电压4.6 V,当I端电压大于4.59 V时,R端输出电压4.6-5.0 V,当I端电压小于4.61 V时R端电压将为0 V;采用TL431可调输出基准电压源,用一个电位器RP,可根据需要调节(2.5 V)。C1选择47uf的电容,通过示波器观察,47uf电容满足在切换过程中保持输出电压稳定的要求。
摘要文章介绍了针对门禁系统车站级紧急按钮模块供电系统存在的不足所设计的双24 V开关电源自动切换电路,该设计能实现双24 V开关电源自动切换的功能,有效避免由于门禁紧急按钮系统因开关电源故障导致全站门禁设备断电的问题,提高地铁设备运行稳定性。
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[3]唐蒙,范慧卿.王继强24 V开关电源输出电压低故障分析与处理[J].内燃机车,2009(12).
当V1小于22 V,经TL431及电阻分压,MC34064检测到电压小于4.5 V,其ຫໍສະໝຸດ Baidu出端R输出0 V电压,LED1熄灭(指示V1异常),并使Q3截止,12 V稳压二极管D1被击穿,两端电压稳定在12 V,Q2的G端电位等于V1经过D1的电压为12 V,因此,Q2的Vgs=12 V,Q2导通,导通后V2为Q2提供偏压,V1无输出,V2为供电开关电源。
⑤恢复辅电源,持续工作10天,检测继电器温度,检测开关电源输出,检测切换模块输出。
经过反复研究论证,并通过测试和使用,证明改造是成功的。切换模块可以接入双24 V开关电源,并一路输出给继电器使用,无论主辅开关电源任何一个故障无输出,都可自动切换另一个供电,继电器无断电现象,门禁设备无释放现象,并有指示灯显示开关电源故障,此方案提高系统安全性,提高了门禁系统安全性与稳定性。