蓄电池和通信设备-48V保护器在南湾防汛通信站的应用

闫林涛

蓄电池和通信设备-48V保护器在南湾防汛通信站的应用

闫林涛

一、设计原因

南湾防汛通讯站位于南湾风景区内，1977年初成立，是淮河上游防汛通信网的重要组成部分，承担着淮河上游一大支流——氵师河及南湾水库的防汛调度指挥、水情测报等防汛通信保障任务。

南湾水库管理局通讯站用电来自南湾水电站近区直配线路，停电频繁，从而导致蓄电池电压处于供电设备保护的临界状态，使供电继电器触点来回抖动，造成微波设备多次损坏。若防汛信息传输受到阻碍，防汛命令不能及时传达，会给国家和人民生命财产带来不可估量的损失。因此，设计和制作了蓄电池和通信设备-48V保护器（电路图见图1），可使微波设备和蓄电池在低电压时受到保护，图像传输系统依然照常进行。

二、元件作用

1.R11KΩ/2W是降压电阻，从而使稳压二极管D115V/2CW稳压为15V。

2.“地”接-48V电压的正极，-48V为蓄电池负极。

3.K为保护器供电开关，C1470μF /25V为滤波电容，它储存一定的电量，可维持保护器电压不断，同时使15V电压基本恒定不变。

4.R222KΩ和W125KΩ为-48V电压分压电阻，同时，W125KΩ为可调电阻，四运算放大器LMT324的2脚就是从W1取样电压的，目的是为了识别-48V电压的高低，以便使比较器1脚翻转，从高电位变为低电位，或从低电位变为高电位，调节W1可控制-52V电压的通断。

5.R35.1KΩ 和 R45.1 KΩ 以及R95.1KΩ和R105.1KΩ为15V电压分压电阻，从而使比较器3、5、9、12脚电压基本维持不变，LMT324为四运算放大器，在这里作比较器用。

6.W225KΩ和R65.1KΩ为反馈电阻，D32CZ82C为反馈二极管，当1脚为高电位时，可以把1脚电压反馈到3脚；当1脚为低电位时，不起反馈作用，调节W2可控制-42V电压的通断。

7.R710KΩ、R810KΩ、R51.5KΩ、R111.5 KΩ分别为比较器10脚、13脚、发光管D2、D4的限流电阻，当比较器1脚为高电位，即保护器正常工作时，绿色发光管D2点亮，同时，红色发光管D4熄灭，反之，当比较器1脚为低电位，即保护器保护时，红色发光管D4点亮，同时，绿色发光管D2熄灭。

8.R125.1KΩ是比较器7脚的限流电阻，R135.1KΩ是三极管BGA1668基极的偏置电阻，当比较器7脚为高电位时，基极为高电位，三极管截止，继电器JDC48V触点断开；当比较器7脚为低电位时，基极为低电位，三极管饱和导通，继电器JDC48V

触点吸合，若无R135.1KΩ电阻，无论比较器7脚为高电位或低电位，基极电压始终低于集电极电压，三极管都导通，继电器JDC48V触点一直吸合，达不到应有的效果。

9.D52CZ82C是三极管截止继电器触点断开，其线包产生感应电动势的电流泄放二极管，起到保护三极管BGA1668的作用。

10．J1是继电器 JDC48V的触点，C2220μF/160V是J1触点断开、吸合时产生电火花的吸收电容，有了C2产生的电火花就很小，起到了保护J1触点的作用，使触点不会被烧死。

图1 蓄电池和通信设备-48V保护电路图

三、工作原理

1.停电后，当电压低于42V时，比较器3脚电压7.6V低于2脚电压9.1V，输出1脚为低电位，6脚也同样，这时，比较器5脚电压高于6脚电压，输出7脚为高电位，三极管截止，继电器触点断开，此时，比较器10脚电压低于9脚电压，输出8脚为低电位，绿色发光管D2熄灭，同时，比较器13脚电压低于12脚电压，输出14脚为高电位，红色发光管D4点亮，表示蓄电池电压低于42V，设备不工作，起到了低电压时保护蓄电池和通信设备的作用。

2.来电时，电压由低于42V慢慢上升，比较器2脚电压由9.1V慢慢下降，由于比较器1脚为低电位，二极管D3截止，D3、R6、W2组成不了正反馈，所以电压由低于42V上升到52V之前，比较器3脚电压7.6V低于2脚电压9.1V到7.6V之上，输出1脚为低电位。当电压上升到52V时，比较器2脚电压低于3脚电压7.6V，输出1脚为高电位，6脚也一样，二极管D3导通，D3、R6、W2组成了正反馈，把比较器3脚电压抬高到9.1V，这时，比较器5脚电压低于6脚电压，输出7脚为低电位，三极管饱和导通，继电器触点吸合，此时，比较器13脚电压大于12脚电压，输出14脚为低电位，红色发光管D4熄灭，同时，比较器10脚电压大于9脚电压，输出8脚为高电位，绿色发光管D2点亮，表示蓄电池电压高于42V，设备正常工作。

3.当电压由大于52V慢慢下降到42V之前，由于比较器输出1脚为高电位的同时，二级管D3导通，D3、R6、W2组成了正反馈，抬高了比较器3脚的电压，使3脚电压在1脚为高低电位时形成了一个回差电压9.1V-7.6V=1.5V，所以比较器3脚电压9.1V始终大于2脚电压7.6V到9.1V之下，输出1脚为高电位，设备处于工作状态，只有当电压低于42V时，比较器2脚电压才高于3脚电压9.1V，输出1脚为低电位，设备才不工作（52V和42V这两个电压由W1和W2调节可得到）。

4.因为R1、R2、W1对15V来说，组成了闭合回路，当48V电压下降时，在R1上压降降低，在W1上压降增大，所以比较器2脚电压上升，反之下降。

四、制作调试

首先把附铜板及电子元器件购置齐全，然后把附铜板用钢锯分成6块，贴上不干胶，把设计好的底板图用复写纸复印到不干胶上，再用刀片把不需要的部分刻掉，最后把这些板子放到三氯化铁溶液中腐蚀，腐蚀好后再用电钻打上眼，随后就可以插上电子元器件进行焊接，即可进行调试。

调试时，把-48V电源接好，开关K闭合，看继电器触点是吸合还是断开。

1.若吸合，就把电源电压调到-42V，调节W125KΩ微调，直到触点断开为止，断开后，再把电压调到-52V，看触点是否吸合，若不吸合，再微调W125KΩ，使其吸合，随后再把电压调到-42V，看触点是否断开，若不断开，再调节W225KΩ微调，使其断开。

2.若断开，就把电源电压调到-52V，调节W125KΩ微调，直到触点吸合为止，随后再把电压调到-42V，调节W225KΩ微调直到触点断开为止。

3.在调试过程中，还有一些特殊情况：（1）上限电压调好后，下限电压不到-42V断开，这时，可调节W225KΩ微调，使其在-42V断开；（2）下限电压调好后，上限电压不到-52V吸合，这时，可调节W125KΩ微调，使其在-52V吸合，调试完成。

五、效益评估

南湾通讯站保护器自安装至今，运行效果良好，达到设计目的，节省投资十多万元■

（作者单位：河南省信阳市南湾水库管理局 464031）