小功率发射机电源应急切换控制方案探讨

2018-05-09董春光林力韦伟军

视听 2018年4期

董春光林力韦伟军

(1.广西广播电视技术中心；2.广西广播电视技术中心南宁分中心；3.广西广播电视无线传播枢纽台）

1 引言

发射机供配电系统是发射台站的重要组成部分之一，是保障广播电视安全播出必备条件。本地管理的小功率发射机均有主备机，但单路供电方式居多，且均为通过采集控制器控制外围继电器通断发射机电源以达到自动开关机的目的。为增强本地台站发射机供电的可靠性和可持续性、加强台站安全播出保障能力，本文设计一套发射机电源应急切换控制系统，仅作探讨。

2 硬件设计原理图

采用可靠性强、稳定性好的AT89C51芯片作为核心控制芯片，选用LCD1602显示芯片、继电器，译码器、编码器等来组成外围控制及显示电路。其原理图1和图2所示：

图1 系统原理图1

图2 系统原理图2

3 系统构成

第一部分：供电单元由12V5A电源模块和7805稳压集成块组成。

第二部分:控制及显示单元由主控芯片AT89C51 、时钟芯片DS1302 、LCD1602液晶屏、74HCT238译码芯片、ULN2804开关芯片组成。

第三部分：检测单元由RL1～LR6固态继电器、电阻R1、R2等元件组成。

4 系统工作原理

外围电源模块输出12V稳压电源经三端稳压块7805变成5V稳压输出，此5V电压作为主电源供给控制芯片AT89C51、液晶显示屏LCD1602、时钟芯片DS1302和译码器74HCT238。当AT89C51上电后，进行初始化，进行检测AT89C51芯片各IO端口工作状态。液晶显示屏LCD1602也进行初始化，初始化后显示日期（即年月日及时间，时间显示格式为24小时制。）。通过功能组合按键 N1（选项）、N2（确认）、N3（增 +）、N4（增一）对该系统进行校正时间以及设定工作时间（最多可以设置5组定时），系统首先检测主发射机是否有220V输入，当主机有220V输入时，继电器RL3吸合，12V电源与R7、D1形成回路和R5，R6形成回路，D1电源指示灯亮，同时AT89C51芯片的P2.5口检测有高电平约2.5V电压输入。当AT89C51芯片的P2.5口没有检测到有高电平输入时，说明主机没有电源输入。接着检测天线所在位置（P2.3口检测主机天线，P2.4口检测备机天线），当外围12V电源供电天线到位开关和检测固态继电器RL1形成回路时，固态继电器RL1吸合，R1和R2对12V电压进行压，此时AT89C51芯片的P2.3口检测有高电平约2.5V电压输入时，说明发射机的天线在主机位置。

图3 系统流程图

假设主机没有220V输入，AT89C51芯片系统会等待（设定定时时间范围1～15分钟）。设定工作时间到时，AT89C51芯片的P2.5口还没有检测有高电平输入，系统就根据发射机天线位置在AT89C51端口P2.0、P2.1和P2.2相应组成一组编码发到译码器74HCT238进行解码，解码后得到的电平再去送到继电器驱动芯片ULN2804去控制RL5继电器吸合(即主机启用旁路应急电源)。同理，AT89C51芯片首先检测备机是总有电源输入，当有220v电压输入时，D2电源指示灯亮，同时AT89C51芯片的P2.6口检测有高电平约2.5V电压输入，说明备机已上电。当AT89C51芯片的P2.4口检测有高电平约2.5V电压输入时，说明天线在备机位置。如果AT89C51芯片的P2.6口没有检测到有高电平输入时，说明备机没有电源输入。此时，系统按照程序等待（设定定时时间范围1～15分钟），设定工作时间到时，AT89C51芯片的P2.6口还没有检测有高电平输入时，系统根据发射机天线位置在AT89C51端口P2.0、P2.1和P2.2也相应组成一组编码发到译码器74HCT238进行解码，解码后得到的电平再去送到继电器驱动芯片ULN2804去控制RL6继电器吸合(即备机启用旁路应急电源)。

4 程序流程图

系统初始化，LCD屏显示当前日期和时间，确保LCD屏显示时间和北京时间一致。设置该系统工作时间与远程监控系统发射机工作时间相同。在开机时间内，系统首先检测主机或备发射机是否有上电，若其中有一部发射机已上电，说明原系统工作正常，本系统停止工作。若发射机到在播出时间时，采集控制器或电源控制继电器突发故障，导致发射机无电而停止工作，同时该系统检测不到主机或备机上电状态，系统等待8分钟（可以设置等待时间5~15分钟，这段时间由原控制系统处理）；8分钟后若没有检测到主机或备机上电，系统根据天线位置，发出相应的编码去开启相应的应急电源，使用发射机恢复工作状态。应急电源必须跟发射机使用电源同相，且其启用时间与发射机播出时间相同。系统中设计有自动复位和工人复位功能。程序流程如图3所示。