一种基于单片机技术的开关电源短路自动保护系统的制作方法

1.本发明涉及电路保护技术领域，具体为一种基于单片机技术的开关电源短路自动保护系统。


背景技术：

2.开关模式电源又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置，是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流，开关电源的输入多半是交流电源(例如市电)或是直流电源，而输出多半是需要直流电源的设备，例如个人电脑，而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换，开关电源不同于线性电源，开关电源利用的切换晶体管多半是在全开模式(饱和区)及全闭模式(截止区)之间切换，这两个模式都有低耗散的特点，切换之间的转换会有较高的耗散，但时间很短，因此比较节省能源，产生废热较少。理想上，开关电源本身是不会消耗电能的。电压稳压是透过调整晶体管导通及断路的时间来达到。相反的，线性电源在产生输出电压的过程中，晶体管工作在放大区，本身也会消耗电能。开关电源的高转换效率是其一大优点，而且因为开关电源工作频率高，可以使用小尺寸、轻重量的变压器，因此开关电源也会比线性电源的尺寸要小，重量也会比较轻，开关电源在实际使用过程中，为了安全会进行过电保护。
3.目前对开关电源的过电保护系统只能实现当所检测电路出现短路时，会进行自动跳闸，切断电源来保护整个电路上的电器元件，然后再通过维护人员进行一一排查电路哪个位置出现短路，这样大大增加了电路维护人员的工作负担，不能实现通过对电路进行自动断电保护的同时，系统自动跟踪锁定故障位置，无法达到既快速又准确的锁定电路短路故障位置的目的，从而给人们维护开关电源电路带来极大的不便。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于单片机技术的开关电源短路自动保护系统，解决了现有对开关电源的过电保护系统只能实现当所检测电路出现短路时，会进行自动跳闸，切断电源来保护整个电路上的电器元件，然后再通过维护人员进行一一排查电路哪个位置出现短路，这样大大增加了电路维护人员的工作负担，不能实现通过对电路进行自动断电保护的同时，系统自动跟踪锁定故障位置，无法达到既快速又准确的锁定电路短路故障位置目的的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于单片机技术的开关电源短路自动保护系统，包括单片机，所述单片机的输出端与电流采集单元的输入端电性连接，且电流采集单元的输出端与数据列队单元的输入端电性连接，所述数据列队单元与单片机实现双向电性连接，且单片机分别与用户交互终端、故障识别单元和故障追踪单
元实现双向电性连接，所述单片机的输出端分别与安全报警模块和开关电源的输入端电性连接，且故障识别单元的输出端分别与故障追踪单元和开关电源的输入端电性连接，所述单片机通过远程数据传输模块与用户远程交互终端实现无线双向通信。
8.优选的，所述电流采集单元是由n个电流采集模块组成，且数据列队单元是由n个列队模块组成。
9.优选的，所述故障识别单元包括采集数据提取模块、标准数据提取模块、电流数据对比模块和对比结果发送模块，所述采集数据提取模块的输出端与标准数据提取模块的输入端电性连接。
10.优选的，所述标准数据提取模块的输出端与电流数据对比模块的输入端电性连接，且电流数据对比模块的输出端与对比结果发送模块的输入端电性连接。
11.优选的，所述故障追踪单元包括微处理模块、大电流产生时间判定模块、首发危险电流锁定模块和故障区域判定模块。
12.优选的，所述括微处理模块分别与大电流产生时间判定模块、首发危险电流锁定模块和故障区域判定模块实现双向电性连接。
13.优选的，所述用户远程交互终端包括与远程数据传输模块实现无线双向通信的无线通讯模块，还包括用户登录认证模块、系统管理模块和危险数据警示模块。
14.优选的，所述用户登录认证模块、系统管理模块和危险数据警示模块均通过无线通讯模块与远程数据传输模块实现无线双向通信。
15.(三)有益效果
16.本发明提供了一种基于单片机技术的开关电源短路自动保护系统。与现有技术相比具备以下有益效果：该基于单片机技术的开关电源短路自动保护系统，包括单片机，单片机的输出端与电流采集单元的输入端电性连接，且电流采集单元的输出端与数据列队单元的输入端电性连接，数据列队单元与单片机实现双向电性连接，且单片机分别与用户交互终端、故障识别单元和故障追踪单元实现双向电性连接，单片机的输出端分别与安全报警模块和开关电源的输入端电性连接，且故障识别单元的输出端分别与故障追踪单元和开关电源的输入端电性连接，单片机通过远程数据传输模块与用户远程交互终端实现无线双向通信，可实现通过对电路进行自动断电保护的同时，系统自动跟踪锁定故障位置，很好的达到了既快速又准确的锁定电路短路故障位置的目的，可使开关电源的过电保护系统不仅实现当所检测电路出现短路时，会进行自动跳闸，切断电源来保护整个电路上的电器元件，也能实现故障的快速跟踪锁定，无需通过维护人员进行一一排查电路哪个位置出现短路，这样大大减轻了电路维护人员的工作负担，从而大大方便了人们维护开关电源电路。
附图说明
17.图1为本发明系统的结构原理框图；
18.图2为本发明故障识别单元的结构原理框图；
19.图3为本发明故障追踪单元的结构原理框图；
20.图中，1单片机、2电流采集单元、3数据列队单元、4用户交互终端、5故障识别单元、51采集数据提取模块、52标准数据提取模块、53电流数据对比模块、54对比结果发送模块、6故障追踪单元、61微处理模块、62大电流产生时间判定模块、63首发危险电流锁定模块、64
故障区域判定模块、7安全报警模块、8开关电源、9远程数据传输模块、10用户远程交互终端、101无线通讯模块、102用户登录认证模块、103系统管理模块、104危险数据警示模块、11电流采集模块、12列队模块。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.请参阅图1-3，本发明实施例提供一种技术方案：一种基于单片机技术的开关电源短路自动保护系统，包括单片机1，单片机1的输出端与电流采集单元2的输入端电性连接，且电流采集单元2的输出端与数据列队单元3的输入端电性连接，数据列队单元3与单片机1实现双向电性连接，且单片机1分别与用户交互终端4、故障识别单元5和故障追踪单元6实现双向电性连接，单片机1的输出端分别与安全报警模块7和开关电源8的输入端电性连接，且故障识别单元5的输出端分别与故障追踪单元6和开关电源8的输入端电性连接，单片机1通过远程数据传输模块9与用户远程交互终端10实现无线双向通信。
23.本发明实施例中，电流采集单元2是由n个电流采集模块11组成，且数据列队单元3是由n个列队模块12组成。
24.本发明实施例中，故障识别单元5包括采集数据提取模块51、标准数据提取模块52、电流数据对比模块53和对比结果发送模块54，采集数据提取模块51的输出端与标准数据提取模块52的输入端电性连接，标准数据提取模块52的输出端与电流数据对比模块53的输入端电性连接，且电流数据对比模块53的输出端与对比结果发送模块54的输入端电性连接。
25.本发明实施例中，故障追踪单元6包括微处理模块61、大电流产生时间判定模块62、首发危险电流锁定模块63和故障区域判定模块64，括微处理模块61分别与大电流产生时间判定模块62、首发危险电流锁定模块63和故障区域判定模块64实现双向电性连接。
26.本发明实施例中，用户远程交互终端10包括与远程数据传输模块9实现无线双向通信的无线通讯模块101，还包括用户登录认证模块102、系统管理模块103和危险数据警示模块104，用户登录认证模块102、系统管理模块103和危险数据警示模块104均通过无线通讯模块101与远程数据传输模块9实现无线双向通信。
27.使用时，首先电流采集单元2内的若干个电流采集模块11会将电路各位置的电流值传送至数据列队单元3内的若干个列队模块12内进行存储，单片机1会将存储的各电流数据传送至故障识别单元5内进行分析，故障识别单元5内的采集数据提取模块51将列队模块12内采集的数据提取出来，标准数据提取模块52将用户预先通过用户交互终端4编辑的标准数据提取出来，然后通过电流数据对比模块53将提取的标准电流数据和采集的电流数据进行对比分析，然后通过对比结果发送模块54将对比分析的结果发送至单片机1，当对比分析结果为电路中电流超出标准电流值值时，单片机1会控制开关电源8断电、控制安全报警模块7发出报警信号进行警示，同时单片机1控制故障追踪单元6开始工作，故障追踪单元6内的微处理模块61控制大电流产生时间判定模块62对电路中产生大电流的时间进行判断
识别，再通过收发危险电流锁定模块63将第一次产生危险电流时的电流采集模块筛选出来，然后通过故障区域判定模块64快速判定故障发生区域，同时可通过远程数据传输模块9和无线通讯模块101向用户远程交互终端10进行远程数据传输，用户远程交互终端10内的用户登录认证模块102登录系统，然后通过系统管理模块103进行系统的远程监控，同时可通过危险数据警示模块104来警示危险电流。
28.综上，本发明可实现通过对电路进行自动断电保护的同时，系统自动跟踪锁定故障位置，很好的达到了既快速又准确的锁定电路短路故障位置的目的，可使开关电源的过电保护系统不仅实现当所检测电路出现短路时，会进行自动跳闸，切断电源来保护整个电路上的电器元件，也能实现故障的快速跟踪锁定，无需通过维护人员进行一一排查电路哪个位置出现短路，这样大大减轻了电路维护人员的工作负担，从而大大方便了人们维护开关电源电路。
29.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
30.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
31.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。