數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)
數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì),數(shù)控,直流,穩(wěn)壓電源,設(shè)計(jì)
www.sfmcu.com www.sf-edu.cn 盛方單片機(jī)整理 作者:未知1緒 論電源技術(shù)尤其是數(shù)控電源技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的工程技術(shù),服務(wù)于各行各業(yè)。電力電子技術(shù)是電能的最佳應(yīng)用技術(shù)之一。當(dāng)今電源技術(shù)融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的現(xiàn)代信息技術(shù)革命,給電力電子技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展前景,同時也給電源提出了更高的要求。隨著數(shù)控電源在電子裝置中的普遍使用,普通電源在工作時產(chǎn)生的誤差,會影響整個系統(tǒng)的精確度。電源在使用時會造成很多不良后果,世界各國紛紛對電源產(chǎn)品提出了不同要求并制定了一系列的產(chǎn)品精度標(biāo)準(zhǔn)。只有滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),才能夠進(jìn)入市場。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展,滿足國際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品才能獲得進(jìn)出的通行證。數(shù)控電源是從 80 年代才真正的發(fā)展起來的,期間系統(tǒng)的電力電子理論開始建立。這些理論為其后來的發(fā)展提供了一個良好的基礎(chǔ)。在以后的一段時間里,數(shù)控電源技術(shù)有了長足的發(fā)展。但其產(chǎn)品存在數(shù)控程度達(dá)不到要求、分辨率不高、功率密度比較低、可靠性較差的缺點(diǎn)。因此數(shù)控電源主要的發(fā)展方向,是針對上述缺點(diǎn)不斷加以改善。單片機(jī)技術(shù)及電壓轉(zhuǎn)換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了有利的條件。新的變換技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展,各種類型專用集成電路、數(shù)字信號處理器件的研制應(yīng)用,到 90 年代,己出現(xiàn)了數(shù)控精度達(dá)到 0.05V 的數(shù)控電源,功率密度達(dá)到每立方英寸 50W 的數(shù)控電源。從組成上,數(shù)控電源可分成器件、主電路與控制等三部分。目前在電力電子器件方面,幾乎都為旋紐開關(guān)調(diào)節(jié)電壓,調(diào)節(jié)精度不高,而且經(jīng)常跳變,使用麻煩數(shù)字化智能電源模塊是針對傳統(tǒng)智能電源模塊的不足提出的,數(shù)字化能夠減少生產(chǎn)過程中的不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù),有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產(chǎn)品一致性等工程問題,極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可維護(hù)性。電源采用數(shù)字控制,具有以下明顯優(yōu)點(diǎn):1)易于采用先進(jìn)的控制方法和智能控制策略,使電源模塊的智能化程度更高,性能更完美。2)控制靈活,系統(tǒng)升級方便,甚至可以在線修改控制算法,而不必改動硬件線路。3)控制系統(tǒng)的可靠性提高,易于標(biāo)準(zhǔn)化,可以針對不同的系統(tǒng)(或不同型號的產(chǎn)品),采用統(tǒng)一的控制板,而只是對控制軟件做一些調(diào)整即可。www.sfmcu.com www.sf-edu.cn 盛方單片機(jī)整理 作者:未知24)系統(tǒng)維護(hù)方便,一旦出現(xiàn)故障,可以很方便地通過RS232接口或RS485接口或USB接口進(jìn)行調(diào)試,故障查詢,歷史記錄查詢,故障診斷,軟件修復(fù),甚至控制參數(shù)的在線修改、調(diào)試;也可以通過MODEM遠(yuǎn)程操作。5)系統(tǒng)的一致性好,成本低,生產(chǎn)制造方便。由于控制軟件不像模擬器件那樣存在差異,所以,其一致性很好。由于采用軟件控制,控制板的體積將大大減小,生產(chǎn)成本下降。6)易組成高可靠性的多模塊逆變電源并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)。為了得到高性能的并聯(lián)運(yùn)行逆變電源系統(tǒng),每個并聯(lián)運(yùn)行的逆變電源單元模塊都采用全數(shù)字化控制,易于在模塊之間更好地進(jìn)行均流控制和通訊或者在模塊中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的均流控制算法(不需要通訊),從而實(shí)現(xiàn)高可靠性、高冗余度的逆變電源并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)。第一章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一臺微機(jī)控制的數(shù)控直流電壓源,為電子設(shè)備供電。在設(shè)計(jì)過程中,選擇 1~2 個單元電路使用仿真軟件(例如 Multisim2001 等)進(jìn)行仿真調(diào)試。用計(jì)算機(jī)繪制所有的電路圖和印刷電路圖1.1.2 設(shè)計(jì)要求輸出電壓范圍 0-30v,步進(jìn)值為 0.1V電壓調(diào)整率 Sv<0.05%V;電流調(diào)整率 Si<0.03%A; 紋波電壓〈峰峰值<=5mA; 具有過流保護(hù)和短路保護(hù)功能;用數(shù)字顯示輸出電壓 1.2 方案的選擇與論證1.2.1 總體設(shè)計(jì)方案根據(jù)題目要求設(shè)計(jì)的框圖,如圖 1.1 所示:方案一:此方案采用傳統(tǒng)的調(diào)整管方案,主要特點(diǎn)在于使用一套十進(jìn)制計(jì)數(shù)器完成系統(tǒng)的控制功能,一方面完成電壓的譯碼顯示,另一方面其輸出作為www.sfmcu.com www.sf-edu.cn 盛方單片機(jī)整理 作者:未知3EPROM 的地址輸入,而由 EPROM 的輸出經(jīng) D/A 變換后去控制誤差放大的基準(zhǔn)電壓,以控制輸出步進(jìn)。其框圖如圖 1.2 所示圖 2.1 原理框圖如圖 1.2 調(diào)整管控制的穩(wěn)壓電源方案二:采用 51 系列單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元,通過改變輸入數(shù)字量來改變輸出電壓值,從而使輸出功率管的基極電壓發(fā)生變化,間接地改變輸出電壓的大小。為了能夠使系統(tǒng)具備檢測實(shí)際輸出電壓值的大小,可以經(jīng)過 ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,間接用單片機(jī)實(shí)時對電壓進(jìn)行采樣,然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及顯示。采用軟件方法來解決數(shù)據(jù)的預(yù)置以及電流的步進(jìn)控制,使系統(tǒng)硬件更加簡潔,各類功能易于實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)以直流電源為核心,利用 51 系列單片機(jī)為主控制器,通過鍵盤來設(shè)置直流電源的輸出電流,設(shè)置步進(jìn)等級可達(dá) 0.1V,并可由數(shù)碼管顯示實(shí)際輸出電壓值和電壓設(shè)定值。利用單片機(jī)程控輸出數(shù)字信號,經(jīng)過 D/A轉(zhuǎn)換器(DA0832)輸出模擬量,再經(jīng)過運(yùn)算放大器隔離放大,控制輸出功率管的基極,隨著功率管基極電電流的變化而輸出不同的電壓。單片機(jī)系統(tǒng)還兼顧對恒壓源進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控,輸出電壓經(jīng)過電流/電壓轉(zhuǎn)變后,通過 A/D 轉(zhuǎn)換芯片,實(shí)時把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)量,經(jīng)單片機(jī)分析處理, 通過數(shù)據(jù)形式的反饋環(huán)節(jié),使電壓更加穩(wěn)定,構(gòu)成穩(wěn)定的壓控電壓源。www.sfmcu.com www.sf-edu.cn 盛方單片機(jī)整理 作者:未知4圖 1.3 單片機(jī)控制的穩(wěn)壓電源1.2.2 方案的比較與論證1.2.2.1 數(shù)控部分方案一采用中、小規(guī)模器件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)控部分,使用的芯片很多,造成控制電路內(nèi)部接口信號繁瑣,中間相互關(guān)聯(lián)多,抗干擾能力差。在方案二中采用單片機(jī)完成整個數(shù)控部分的功能,同時,8031 作為一個智能化的可編程器件,便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。1.2.2.1 輸出部分方案一采用線性調(diào)壓電源,以改變其基準(zhǔn)電壓的方式使輸出不僅增加/減少,這樣不能不考慮整流濾波后的紋波對輸出的影響,而方案二中使用運(yùn)算放大器作前級的運(yùn)算放大器,由于運(yùn)算放大器具有很大的電源電壓抑制比,可以大大減小輸出端的紋波電壓。在方案一中。為抑制紋波而在線性調(diào)壓電源輸出端并聯(lián)的大電容降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度,這樣輸出的電壓難以跟蹤快變的輸入,方案二中的輸出電壓波形與 D/A 變換輸出波形相同,不盡可以輸出直流電平,而且只要預(yù)先生成波形的量化數(shù)據(jù),就可以產(chǎn)生多種波形輸出,使系統(tǒng)陳給有一定驅(qū)動能力的信號源。1.2.2.3 顯示部分方案一中的顯示輸出是對電壓的量化值直接進(jìn)行譯碼顯示輸出,顯示值為D/A 轉(zhuǎn)換的輸入量,由于 D/A 轉(zhuǎn)換與功率驅(qū)動電路引入的誤差,顯示值與電源www.sfmcu.com www.sf-edu.cn 盛方單片機(jī)整理 作者:未知5實(shí)際輸出值之間可能出現(xiàn)較大偏差。方案二中采用三位半的數(shù)字電壓表直接對輸出電壓采樣并顯示輸出實(shí)際電壓值,一旦系統(tǒng)工作異常,出現(xiàn)預(yù)制值與輸出值偏差過大,用戶可以根據(jù)該信息予以處理。方案二中還采用了鍵盤/顯示器接口控制器 8279。不僅簡化接口引線,而且減小了軟件對鍵盤/顯示器的查詢時間,提高了 CPU 的利用率。綜上所述,選擇方案二,使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。1.2.3 系統(tǒng)的原理框圖和電路圖圖 1.4 總體原理框圖第二章 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)2.1 電源部分2.1.1 穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)組成穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成,如圖 2.1 所示www.sfmcu.com www.sf-edu.cn 盛方單片機(jī)整理 作者:未知62.1 電源方框及波形圖a.整流和濾波電路:整流作用是將交流電壓 U2變換成脈動電壓 U3。濾波電路一般由電容組成,其作用是脈動電壓 U3中的大部分紋波加以濾除,以得到較平滑的直流電壓 U4。b.穩(wěn)壓電路:由于得到的輸出電壓 U4受負(fù)載、輸入電 壓 和 溫度的影響不穩(wěn)定,為了得到更為穩(wěn)定電壓添加了穩(wěn)壓電路,從而得到穩(wěn)定的電壓 U0。2.1.2 電源設(shè)計(jì)電源部分包括:+5V、 15V 兩大部分:?+5V 電源只要供單片機(jī)部分使用,原理圖如圖 2.2 所示對于濾波電容的選擇,需要注意整流管的壓降;7805 的最小允許壓降波動 10%,所以允許的最大紋波的峰峰值 U=9 (1-10%)-1.4-5=2.76V??2C= = =3600UfITU??1/02.76選取的濾波電容所以選取的濾波電容 C=4700Uf/16V15V 電源,其電源電路如圖 2.3 所示?允許的紋波峰峰值 U=18 (1-10%)-0.7-12-U=4.9V/1.???2按近似電流放電計(jì)算,則C= = =1430UfITU??0.7/49選取濾波電容選取濾波電容 C=2200uF/30Vwww.sfmcu.com www.sf-edu.cn 盛方單片機(jī)整理 作者:未知7圖 2.2 和圖 2.3www.sfmcu.com www.sf-edu.cn 盛方單片機(jī)整理 作者:未知82.2 數(shù)控部分2.2.1AT89C51 單片機(jī)AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓,高性能 CMOS8 位單片機(jī),片內(nèi)含 4K bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器(EPROM)和 128 bytes 的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲器(RAM) ,器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn),兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS-51 指令系統(tǒng),片內(nèi)置通用 8 位中央處理器(CPU)和 Flash 存儲單元,功能強(qiáng)大 AT89C51 單片機(jī)可提供高性價比的應(yīng)用場合,可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。因此,在這里我選用 AT89C51 單片機(jī)來完成。主要性能參數(shù):?與 MCS-51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容?4K 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃存存儲器?1000 次擦寫周期?全靜態(tài)操作:0hz-24hz?三級加密程序存儲器?128x8 字節(jié)內(nèi)部 RAM?32 個可編程 I/O 口線?2 個 16 位定時/計(jì)數(shù)器?6 個中斷源?可編程串行 UART 通道?低功耗空閑和掉電模式AT89C51 內(nèi)存空間1、內(nèi)部程序存儲器(FLASH)4K 字節(jié)。2、外部程序存儲器(ROM)64K 字節(jié)。3、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器(RAM)256 字節(jié)。4、外部數(shù)據(jù)存儲器(RAM)64K 字節(jié)。2.3 信號處理電路2.3.1D/A 轉(zhuǎn)換電源輸出電壓范圍是 0-30V,步長 0.1V,共有 300 個狀態(tài),而 8 位的 D/A 轉(zhuǎn)換只有 256 個狀態(tài),不能滿足要求,因此我需要選用 10 字長的 D/A 轉(zhuǎn)換器來達(dá)到設(shè)計(jì)要求。www.sfmcu.com www.sf-edu.cn 盛方單片機(jī)整理 作者:未知9MAX504 是由美信(Maxim)公司生產(chǎn)的一種低功耗、電壓輸出型 10 位串行數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。MAX504 既可用+5V 單電源工作,也可用±5V 雙電源工作。該電路采用 14 引腳 DIP 型或 SO 型封裝,圖 2 示出它的引腳排列,表 1 介紹它的引腳功能。 圖 2.5 MAX504 封裝圖表 1 MAX504 的引腳功能引腳序號 引腳名稱 引腳功能1 BIPOFF 雙極性偏置/增益電阻端2 DIN 串行數(shù)據(jù)輸入端3 CLR/ 清除端,異步置位 DAC 寄存器所有位4 SCLK 串行時鐘輸入端5 CS/ 片選端,低電壓有效6 DOUT 串行數(shù)據(jù)輸出端7 DGND 數(shù)字地8 AGND 模擬地9 REFIN 參考電壓輸入端10 REFOUT 參考電壓輸出端,若不用應(yīng)接至 VDD11 VSS 電源負(fù)端12 VOUT DAC 模擬輸出地www.sfmcu.com www.sf-edu.cn 盛方單片機(jī)整理 作者:未知1013 VDD 電壓負(fù)端14 RFB 反饋電阻端2.4 鍵盤與顯示部分2.4.1 顯示部分顯示數(shù)據(jù)以串行方式從 89C51 的 P12 口輸出送往移位寄存器 74LS164 的A、B 端,然后將變成的并行數(shù)據(jù)從輸出端 Q0~Q7 輸出,以控制開關(guān)管WT1~WT3 的集電極,然后再將輸出的 LED 段選碼同時送往數(shù)碼管 LED1~LED2。位選碼由 89C51 的 P14~P16 口輸出并經(jīng)譯碼器 74LS138 送往開關(guān)管 Y1~Y8 的基極,以對數(shù)碼管 LED1~LED8 進(jìn)行位選控制,這樣,4 個數(shù)碼管便以 100ms 的時間間隔輪流顯示。由于人眼的殘留效應(yīng),這 4 個數(shù)碼管看上去幾乎是同時顯示。2.4.2 鍵盤部分鍵盤是有無數(shù)個按鍵組成的開關(guān)矩陣,它是一種廉價的輸入設(shè)備。一個鍵盤通常包括數(shù)據(jù)鍵,字母鍵以及一些功能鍵。操作人員可以通過鍵盤向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)、地址、指令或其他的控制命令,實(shí)現(xiàn)簡單的人機(jī)對話。用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的鍵盤通常有兩種:一類是編碼鍵盤,即鍵盤上閉合鍵的識別有專用硬件識別。另一類是非編碼鍵盤,即鍵盤上鍵入及閉合鍵的識別由軟件實(shí)現(xiàn)。鍵盤接口應(yīng)具有的功能:鍵掃描功能,即檢測是否有鍵按下鍵識別功能,確定被按下建所在的行列的位置產(chǎn)生相應(yīng)的鍵的代碼消除按鍵彈跳及對付多鍵串鍵這里我要選用的是非編碼 3x3 鍵盤結(jié)構(gòu),能自動消除鍵抖動影響,具有對按鍵同時按下的保護(hù),能把鍵盤信息存入堆棧,也可向 CPU 發(fā)中斷請求,得到響應(yīng)后,使 CPU 獲取按鍵信息,還可接受 CPU 隊(duì)間信息的查詢。www.sfmcu.com www.sf-edu.cn 盛方單片機(jī)整理 作者:未知11對每個鍵我們都賦予了特定的功能:0------每按鍵一次增加 10V1------每按鍵一次減少 10V2------每按鍵一次增加 1V 0 1 2 3------每按鍵一次減少 1V 3 4 54------每按鍵一次增加 0.1V 6 7 85------每按鍵一次減少 0.1V 7-----清除顯示8-----開始顯示AT89C51 和 8279 鍵盤、顯示器接口下圖 2.11 是 AT89C51、8279 與鍵盤和顯示器的接口電路,當(dāng)有鍵按下時,8279 可用中斷方式通知 C51。編程實(shí)現(xiàn)的功能是:當(dāng)有鍵 0-8 按下時,完成健值獲取,并用 LED 輸出顯示鍵值。2.5 輸出電路2.5.1 穩(wěn)壓輸出部分這部分將數(shù)控部分送來的電壓控制字轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定電壓輸出,電路主要由D/A 轉(zhuǎn)換、穩(wěn)壓輸出、過流保護(hù)指示和延時啟動等幾部分組成,電路圖如圖 所示電壓輸出范圍為 0-29.9V,步長 0.1V,共有 300 種狀態(tài),所以上面提到選用 10 位 D/A 轉(zhuǎn)換器 MAX504。設(shè)計(jì)中用兩個電壓控制字代表 0.1V,當(dāng)電壓控制自從 0,2,4???到 598 時,電源輸出電壓為 0.0,0.1,0.2???到 29.9V。當(dāng)MAX504 基準(zhǔn)電壓采用+15V 時,D/A 轉(zhuǎn)換電路滿幅,輸出為 15.0V(電壓控制字為 1023 時) 。由于世紀(jì)最大用到電壓控制字 598 ,因此 D/A 轉(zhuǎn)換部分最大輸出電壓V1=(598/1023)*15=8.77D/A 轉(zhuǎn)換部分輸出的電壓作為穩(wěn)壓輸出電路的參考電壓。穩(wěn)壓輸出電路的輸出與參考電壓成比例,范圍是 0-29.9V,穩(wěn)壓輸出部分采用典型的串聯(lián)反饋穩(wěn)壓電路,也可以認(rèn)為是以參考電壓作為輸入的直流功率放大器。這部分電路主要有運(yùn)放 U3A 和三極管 T1、T2 構(gòu)成,T2 時大功率三極管。D/A 轉(zhuǎn)換電路輸出www.sfmcu.com www.sf-edu.cn 盛方單片機(jī)整理 作者:未知12的電壓 V1 接到運(yùn)放 U3A 的同相端,穩(wěn)壓電源的輸出經(jīng) R5、RW3 和 R6 組成的取樣電路分壓后送到運(yùn)放 U3A 的反相端,經(jīng)運(yùn)放比較放大后,驅(qū)動由 T1 和 T2 組成的復(fù)合調(diào)整管。當(dāng)電路平衡時,D/A 輸出電壓 V1 與取樣電壓 V2 相等,R5=500Ω,R6=340Ω,51Ω 電位器 RW3 調(diào)在中間位置,設(shè)穩(wěn)壓電源輸出電壓為VOUT,則V2=[(R6+51/2)/(R5+R6+51)]* VOUT=[(340+25.5)/(500+340+51)]* VOUT=0.294VOUT因?yàn)? V1=V2VOUT=V1/0.294=3.4V1所以 V OUT=3.4V1=3.4*8.79V=29.9V2.5.2 輸出電壓顯示電路為了實(shí)現(xiàn)輸出電壓的實(shí)時監(jiān)控,使用 ICL7107 搭接的數(shù)字電壓表對其輸出電壓采樣測量,并輸出顯示,用戶可以從顯示器上看見兩個電壓值:其一為單片機(jī)設(shè)置的電壓值,即期望值,其二為輸出電壓的實(shí)測值。正常工作時兩者相差很小。一旦出現(xiàn)異常情況,用戶可以看到期望值不符,從而采取相應(yīng)的措施。輸出電壓測量/顯示電路如圖第三章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)軟件要實(shí)現(xiàn)的功能是:鍵盤對單片機(jī)輸入數(shù)據(jù),單片機(jī)對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,送到10位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(MAX504),再送到數(shù)字電壓表,實(shí)現(xiàn)數(shù)字量對電壓的控制。圖3.1單片機(jī)模塊方框圖3.1 主控程序主控程序首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化,然后讀入預(yù)置電壓值,輸出相應(yīng)的電壓控制字,等待鍵盤輸入。根據(jù)鍵盤的不同輸入,用散轉(zhuǎn)方式轉(zhuǎn)入相應(yīng)的應(yīng)用程序,執(zhí)行后,若用戶又輸入“清除顯示” ,則輸出電壓控制字 0,返回初始狀態(tài),等待下一次按鍵??驁D如圖 3.2 所示。圖 3.2 主程序流程圖 圖 3.3 中斷服務(wù)程序流程圖3.2 中斷程序過流保護(hù)由中斷實(shí)現(xiàn),在中斷服務(wù)程序中進(jìn)行各項(xiàng)報(bào)警和保護(hù)操作,中斷服務(wù)程序框圖如圖 3.3 所示。鍵盤中斷程序中將一標(biāo)志置“1” ,表示有鍵鍵入,并將鍵盤碼讀入賦給一個變量。在主程序和哥哥應(yīng)用程序中讀取此標(biāo)志和變量值,作為進(jìn)行各項(xiàng)操作的依據(jù),讀后將標(biāo)志清零。進(jìn)中斷輸入電壓設(shè)定值負(fù)載電壓測量www.sfmcu.com www.sf-edu.cn 盛方單片機(jī)整理 作者:未知133.3 鍵盤顯示程序圖 3.4 鍵中斷流程圖 圖 3.5 顯示流程圖第四章電路擴(kuò)展4.1 抑制紋波本題對紋波要求非常高,對于本系統(tǒng),造成紋波的主要因素是工頻干擾、負(fù)載波動和數(shù)字調(diào)節(jié)的過沖噪聲。其中第三項(xiàng)是數(shù)字控制系統(tǒng)必然存在的,不可避免;因此,主要從抑制工頻干擾和提高負(fù)載容量上來抑制紋波。◆在電源端即進(jìn)行濾波。系統(tǒng)的工頻干擾主要由電源變壓器引入,因此在電源端進(jìn)行濾波對抑制工頻干擾是十分必要和十分有效的。本系統(tǒng)的兩個電源都在輸出端進(jìn)行了三極管有源濾波。4.2 保護(hù)電路 保護(hù)電路由 T3 和 R8 構(gòu)成,設(shè) Lm 為保護(hù)動作電流,則當(dāng)電源輸出電流 I 增加到 Im 時,R8 上的壓降 Im*R8 使得 T3 管導(dǎo)通,分掉了復(fù)合管的基極電流,使輸出 I 不再增加。電路中 Im 定為 2A,T3 的導(dǎo)通電壓為 0.6V,則R8=0.6V/2A=0.3Ω。過流時的中斷申請由運(yùn)放 U3B 產(chǎn)生。當(dāng)過流發(fā)生時,穩(wěn)壓源輸出經(jīng)取樣后得到的電壓 V2 低于 D/A 轉(zhuǎn)換輸出電壓 v1,U3A 輸出正向飽和,使得 U3B 的反向端電位升高,U3B 輸出低電平,產(chǎn)生中斷申請信號。4.3 延時啟動5.3 系統(tǒng)誤差分析從電路的原理框圖可以看出,系統(tǒng)的主要誤差來源于三個方面:(1)MAX504 的量化誤差 MAX504 為 10 位 D/A 轉(zhuǎn)換器,滿量程為 30V 的量化誤差為 1/2LMBS=(1/2)*(1/210)*30V=14.65Mv。按滿度歸一化的相對誤差為(1/2)*(1/2 10)=0.05%(2)基準(zhǔn)電壓溫漂引入的誤差 LM336 在 0—40OC 范圍內(nèi)漂移不大于 4Mv,故相對誤差=2mV/5V=0.04%。結(jié)束語附錄程序清單www.sfmcu.com www.sf-edu.cn 盛方單片機(jī)整理 作者:未知14
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類型:共享資源
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格式:RAR
上傳時間:2017-10-26
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- 關(guān) 鍵 詞:
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數(shù)控
直流
穩(wěn)壓電源
設(shè)計(jì)
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數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì),數(shù)控,直流,穩(wěn)壓電源,設(shè)計(jì)
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