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[摘要]快测系列GPS接收机(星站)是目前海上测量施工中应用最广泛的主力机型,这种接收机不需要的基准站,实现单机定位,可以在全球范围内使用户完成分米级别的水平定位精度,使用灵活方便。但这种接收机在使用过程中经常出现电路板电源部分烧坏和仪器内部电源线烧断的现象。本文着重介绍了对仪器电源部分进行的研究分析及采取的措施。
[关键词]星站 电源 二极管 改进
[中图分类号] TU851 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-10-292-1
1前言
快测2050、3050 GPS双频RTG接收机(简称星站)可以在全球范围提供分米级的单机定位结果,是一种使用方便灵活、低成本、高性能的GPS接收机。它使用 StarFire全球双频GPS差分系统来工作,适用不同的环境要求进行GIS采集、放样测量、精确定位、机械控制等工作。星站接收机接收GPS与StarFireTM改正服务的功能集合在一起,不需要的基准站,一套改正数可以在全球范围内使用户完成分米级别的水平定位精度。
星站接收机在使用过程中不需架设基站,既节省时间,又节省开销,因此得到广泛应用,尤其是在海上及不方便架设基站区域作业时,更能突显其优势。但星站在使用过程中也遇到一些问题,最突出的问题就是仪器的电源板及内部电源线路烧坏的问题。有一台仪器出现过主板电源部分烧坏的现象,另有几台仪器出现了内部电源线烧断的现象。对于频繁出现的电源部分问题,进行了大量的研究分析,以确定合适的解决方案。
2源系统分析
主要的外接电源输入包含一个4针LEMO母连接器,在快测2050控制面板的前面,4针中1、2为负极,3、4为正极,10—30伏直流电源输入。在快测2050接收机内,管脚1、2连接在一起,管脚3、4连接在一起。
星站2050采用直流电源供电,不会出现电压大幅波动,因此可排除由于电压不稳引起的仪器烧坏问题。经过对仪器电源板及电源连线进行研究后,发现接收机内部及连线上都没有保险装置,因此认为这一现象主要是由于加在仪器上的电源极性不正确引起的,也就是电源反接的问题。在操作过程,电源一旦接错便会烧坏仪器,这样仪器烧坏的可能就非常大。
单纯的保险管对电源反接,起不到保护作用。设想在电源部分加装一个单向导通装置,使得电源反接时不通,从而不能给设备供电,降低使用风险。
3改进措施
方案一:在电源线上加装一个二极管,电源线单项导通。
星站输入电压为10—30VDC,功耗<8W,因此选择耐压35V,电流2A的二极管。
这在一定程度上解决了电源线反接的问题。但随着仪器的应用越来越多,仍然有烧坏仪器的现象。
我们发现电源线插头拔插多次后,插头后部螺丝松动时,插头芯有转动现象。这是由于插头内部定位金属片的定位销偏短,螺丝松动时,定位销卡不到位,插头芯就会转动。这样就不能完全杜绝因电源反接而烧坏仪器的现象。
方案二:由于电源线插头芯有可能转动,因此在电源线上做文章不能完全解决这个问题。经过对仪器电源部分研究后决定,在仪器内部加装一个装置,使得输入电源无论是正向还是反向,反向電流都不会传输到仪器内部。
经过反复思考,多次试验,依然选择耐压35V,电流2A的二极管来实现这一目标。仪器内部电源接口座与电路板连接的四根电源线,两正两负。经过反复测量分清正负,在两正线上各正向加一二极管,在两负线上分别反向加一二极管,选用IN5460的型号二极管。
将改正后的线路装入仪器,下面介绍一下在各种可能的情况下,接收机的输入电压情况。
1)情况下,电源正确接入,设备正常供电。
2)反接或插头芯转动180°的情况下,正负均不通,不能给设备供电,也不会烧坏设备。如图:
3)芯转动90°或270°的情况下,电源正负极各有一根导通,一根不通,设备能正常供电,正常工作。如图所示:
这样就综合考虑了各种可能出现的情况,无论什么情况出现都不会损坏接收机的电源部分。
4应用效果
对6台星战接收机做了这样的改进,收到了良好的效果。经过11、12年几个工区的使用,仪器性能稳定,未出现仪器电源板及内部线路烧坏的现象。节约了维修费用,保证了生产的正常运行。
[关键词]星站 电源 二极管 改进
[中图分类号] TU851 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-10-292-1
1前言
快测2050、3050 GPS双频RTG接收机(简称星站)可以在全球范围提供分米级的单机定位结果,是一种使用方便灵活、低成本、高性能的GPS接收机。它使用 StarFire全球双频GPS差分系统来工作,适用不同的环境要求进行GIS采集、放样测量、精确定位、机械控制等工作。星站接收机接收GPS与StarFireTM改正服务的功能集合在一起,不需要的基准站,一套改正数可以在全球范围内使用户完成分米级别的水平定位精度。
星站接收机在使用过程中不需架设基站,既节省时间,又节省开销,因此得到广泛应用,尤其是在海上及不方便架设基站区域作业时,更能突显其优势。但星站在使用过程中也遇到一些问题,最突出的问题就是仪器的电源板及内部电源线路烧坏的问题。有一台仪器出现过主板电源部分烧坏的现象,另有几台仪器出现了内部电源线烧断的现象。对于频繁出现的电源部分问题,进行了大量的研究分析,以确定合适的解决方案。
2源系统分析
主要的外接电源输入包含一个4针LEMO母连接器,在快测2050控制面板的前面,4针中1、2为负极,3、4为正极,10—30伏直流电源输入。在快测2050接收机内,管脚1、2连接在一起,管脚3、4连接在一起。
星站2050采用直流电源供电,不会出现电压大幅波动,因此可排除由于电压不稳引起的仪器烧坏问题。经过对仪器电源板及电源连线进行研究后,发现接收机内部及连线上都没有保险装置,因此认为这一现象主要是由于加在仪器上的电源极性不正确引起的,也就是电源反接的问题。在操作过程,电源一旦接错便会烧坏仪器,这样仪器烧坏的可能就非常大。
单纯的保险管对电源反接,起不到保护作用。设想在电源部分加装一个单向导通装置,使得电源反接时不通,从而不能给设备供电,降低使用风险。
3改进措施
方案一:在电源线上加装一个二极管,电源线单项导通。
星站输入电压为10—30VDC,功耗<8W,因此选择耐压35V,电流2A的二极管。
这在一定程度上解决了电源线反接的问题。但随着仪器的应用越来越多,仍然有烧坏仪器的现象。
我们发现电源线插头拔插多次后,插头后部螺丝松动时,插头芯有转动现象。这是由于插头内部定位金属片的定位销偏短,螺丝松动时,定位销卡不到位,插头芯就会转动。这样就不能完全杜绝因电源反接而烧坏仪器的现象。
方案二:由于电源线插头芯有可能转动,因此在电源线上做文章不能完全解决这个问题。经过对仪器电源部分研究后决定,在仪器内部加装一个装置,使得输入电源无论是正向还是反向,反向電流都不会传输到仪器内部。
经过反复思考,多次试验,依然选择耐压35V,电流2A的二极管来实现这一目标。仪器内部电源接口座与电路板连接的四根电源线,两正两负。经过反复测量分清正负,在两正线上各正向加一二极管,在两负线上分别反向加一二极管,选用IN5460的型号二极管。
将改正后的线路装入仪器,下面介绍一下在各种可能的情况下,接收机的输入电压情况。
1)情况下,电源正确接入,设备正常供电。
2)反接或插头芯转动180°的情况下,正负均不通,不能给设备供电,也不会烧坏设备。如图:
3)芯转动90°或270°的情况下,电源正负极各有一根导通,一根不通,设备能正常供电,正常工作。如图所示:
这样就综合考虑了各种可能出现的情况,无论什么情况出现都不会损坏接收机的电源部分。
4应用效果
对6台星战接收机做了这样的改进,收到了良好的效果。经过11、12年几个工区的使用,仪器性能稳定,未出现仪器电源板及内部线路烧坏的现象。节约了维修费用,保证了生产的正常运行。