閆林濤

蓄電池和通信設備-48V保護器在南灣防汛通信站的應用

閆林濤

一、設計原因

南灣防汛通訊站位于南灣風景區(qū)內(nèi)，1977年初成立，是淮河上游防汛通信網(wǎng)的重要組成部分，承擔著淮河上游一大支流——氵師河及南灣水庫的防汛調(diào)度指揮、水情測報等防汛通信保障任務。

南灣水庫管理局通訊站用電來自南灣水電站近區(qū)直配線路，停電頻繁，從而導致蓄電池電壓處于供電設備保護的臨界狀態(tài)，使供電繼電器觸點來回抖動，造成微波設備多次損壞。若防汛信息傳輸受到阻礙，防汛命令不能及時傳達，會給國家和人民生命財產(chǎn)帶來不可估量的損失。因此，設計和制作了蓄電池和通信設備-48V保護器（電路圖見圖1），可使微波設備和蓄電池在低電壓時受到保護，圖像傳輸系統(tǒng)依然照常進行。

二、元件作用

1.R11KΩ/2W是降壓電阻，從而使穩(wěn)壓二極管D115V/2CW穩(wěn)壓為15V。

2.“地”接-48V電壓的正極，-48V為蓄電池負極。

3.K為保護器供電開關(guān)，C1470μF /25V為濾波電容，它儲存一定的電量，可維持保護器電壓不斷，同時使15V電壓基本恒定不變。

4.R222KΩ和W125KΩ為-48V電壓分壓電阻，同時，W125KΩ為可調(diào)電阻，四運算放大器LMT324的2腳就是從W1取樣電壓的，目的是為了識別-48V電壓的高低，以便使比較器1腳翻轉(zhuǎn)，從高電位變?yōu)榈碗娢?，或從低電位變?yōu)楦唠娢唬{(diào)節(jié)W1可控制-52V電壓的通斷。

5.R35.1KΩ 和 R45.1 KΩ 以及R95.1KΩ和R105.1KΩ為15V電壓分壓電阻，從而使比較器3、5、9、12腳電壓基本維持不變，LMT324為四運算放大器，在這里作比較器用。

6.W225KΩ和R65.1KΩ為反饋電阻，D32CZ82C為反饋二極管，當1腳為高電位時，可以把1腳電壓反饋到3腳；當1腳為低電位時，不起反饋作用，調(diào)節(jié)W2可控制-42V電壓的通斷。

7.R710KΩ、R810KΩ、R51.5KΩ、R111.5 KΩ分別為比較器10腳、13腳、發(fā)光管D2、D4的限流電阻，當比較器1腳為高電位，即保護器正常工作時，綠色發(fā)光管D2點亮，同時，紅色發(fā)光管D4熄滅，反之，當比較器1腳為低電位，即保護器保護時，紅色發(fā)光管D4點亮，同時，綠色發(fā)光管D2熄滅。

8.R125.1KΩ是比較器7腳的限流電阻，R135.1KΩ是三極管BGA1668基極的偏置電阻，當比較器7腳為高電位時，基極為高電位，三極管截止，繼電器JDC48V觸點斷開；當比較器7腳為低電位時，基極為低電位，三極管飽和導通，繼電器JDC48V

觸點吸合，若無R135.1KΩ電阻，無論比較器7腳為高電位或低電位，基極電壓始終低于集電極電壓，三極管都導通，繼電器JDC48V觸點一直吸合，達不到應有的效果。

9.D52CZ82C是三極管截止繼電器觸點斷開，其線包產(chǎn)生感應電動勢的電流泄放二極管，起到保護三極管BGA1668的作用。

10．J1是繼電器 JDC48V的觸點，C2220μF/160V是J1觸點斷開、吸合時產(chǎn)生電火花的吸收電容，有了C2產(chǎn)生的電火花就很小，起到了保護J1觸點的作用，使觸點不會被燒死。

圖1 蓄電池和通信設備-48V保護電路圖

三、工作原理

1.停電后，當電壓低于42V時，比較器3腳電壓7.6V低于2腳電壓9.1V，輸出1腳為低電位，6腳也同樣，這時，比較器5腳電壓高于6腳電壓，輸出7腳為高電位，三極管截止，繼電器觸點斷開，此時，比較器10腳電壓低于9腳電壓，輸出8腳為低電位，綠色發(fā)光管D2熄滅，同時，比較器13腳電壓低于12腳電壓，輸出14腳為高電位，紅色發(fā)光管D4點亮，表示蓄電池電壓低于42V，設備不工作，起到了低電壓時保護蓄電池和通信設備的作用。

2.來電時，電壓由低于42V慢慢上升，比較器2腳電壓由9.1V慢慢下降，由于比較器1腳為低電位，二極管D3截止，D3、R6、W2組成不了正反饋，所以電壓由低于42V上升到52V之前，比較器3腳電壓7.6V低于2腳電壓9.1V到7.6V之上，輸出1腳為低電位。當電壓上升到52V時，比較器2腳電壓低于3腳電壓7.6V，輸出1腳為高電位，6腳也一樣，二極管D3導通，D3、R6、W2組成了正反饋，把比較器3腳電壓抬高到9.1V，這時，比較器5腳電壓低于6腳電壓，輸出7腳為低電位，三極管飽和導通，繼電器觸點吸合，此時，比較器13腳電壓大于12腳電壓，輸出14腳為低電位，紅色發(fā)光管D4熄滅，同時，比較器10腳電壓大于9腳電壓，輸出8腳為高電位，綠色發(fā)光管D2點亮，表示蓄電池電壓高于42V，設備正常工作。

3.當電壓由大于52V慢慢下降到42V之前，由于比較器輸出1腳為高電位的同時，二級管D3導通，D3、R6、W2組成了正反饋，抬高了比較器3腳的電壓，使3腳電壓在1腳為高低電位時形成了一個回差電壓9.1V-7.6V=1.5V，所以比較器3腳電壓9.1V始終大于2腳電壓7.6V到9.1V之下，輸出1腳為高電位，設備處于工作狀態(tài)，只有當電壓低于42V時，比較器2腳電壓才高于3腳電壓9.1V，輸出1腳為低電位，設備才不工作（52V和42V這兩個電壓由W1和W2調(diào)節(jié)可得到）。

4.因為R1、R2、W1對15V來說，組成了閉合回路，當48V電壓下降時，在R1上壓降降低，在W1上壓降增大，所以比較器2腳電壓上升，反之下降。

四、制作調(diào)試

首先把附銅板及電子元器件購置齊全，然后把附銅板用鋼鋸分成6塊，貼上不干膠，把設計好的底板圖用復寫紙復印到不干膠上，再用刀片把不需要的部分刻掉，最后把這些板子放到三氯化鐵溶液中腐蝕，腐蝕好后再用電鉆打上眼，隨后就可以插上電子元器件進行焊接，即可進行調(diào)試。

調(diào)試時，把-48V電源接好，開關(guān)K閉合，看繼電器觸點是吸合還是斷開。

1.若吸合，就把電源電壓調(diào)到-42V，調(diào)節(jié)W125KΩ微調(diào)，直到觸點斷開為止，斷開后，再把電壓調(diào)到-52V，看觸點是否吸合，若不吸合，再微調(diào)W125KΩ，使其吸合，隨后再把電壓調(diào)到-42V，看觸點是否斷開，若不斷開，再調(diào)節(jié)W225KΩ微調(diào)，使其斷開。

2.若斷開，就把電源電壓調(diào)到-52V，調(diào)節(jié)W125KΩ微調(diào)，直到觸點吸合為止，隨后再把電壓調(diào)到-42V，調(diào)節(jié)W225KΩ微調(diào)直到觸點斷開為止。

3.在調(diào)試過程中，還有一些特殊情況：（1）上限電壓調(diào)好后，下限電壓不到-42V斷開，這時，可調(diào)節(jié)W225KΩ微調(diào)，使其在-42V斷開；（2）下限電壓調(diào)好后，上限電壓不到-52V吸合，這時，可調(diào)節(jié)W125KΩ微調(diào)，使其在-52V吸合，調(diào)試完成。

五、效益評估

南灣通訊站保護器自安裝至今，運行效果良好，達到設計目的，節(jié)省投資十多萬元■

（作者單位：河南省信陽市南灣水庫管理局 464031）