数字化控制在直流稳压电源中的应用设计
摘要:引言直流稳压电源是电子技术领域不可缺少的设备。常见的直流稳压电源,大都采用串联反馈式稳压原理,通过调整输出端取样电阻支路中的电位器来调整输出电压。由于电位器阻值变化的非线性和调整范围窄,使普通直流稳压电源难以实现输出电压的精确调整。目前,直流稳压电源已朝着多功能和数字化的方向发展,本文以单...
引言
直流稳压电源是电子技术领域不可缺少的设备。常见的直流稳压电源,大都采用串联反馈式稳压原理,通过调整输出端取样电阻支路中的电位器来调整输出电压。由于电位器阻值变化的非线性和调整范围窄,使普通直流稳压电源难以实现输出电压的精确调整。目前,直流稳压电源已朝着多功能和数字化的方向发展,本文以单片机为核心,结合数字反馈控制技术。该电路具有电压调整简便,读数直观,电压输出稳定,便于智能化管理的特点,有效地克服了传统电源的不足。
1 系统功能系统
电压调节范围为0一12V,最大输出电流2A,具有过载和短路保护功能。数字显示有4位,其中1位功能显示,另3位显示输出电压以及电路参数设定值。键盘设有4个键,功能选择键,步进增减键以及确认键。功能选择键用于启动参数设定状态,步进增减键用于设定参数数值,确认键用于输入设定值电源开机设定值为前次使用值。此时按键,则电压显示值出现闪烁现象,表示进人参数设定状态。通过按键功能选择可在不同的设定参数之间切换,再按确认键进人设定状态,通过增减键改变设定值,按确认键输入设定值。系统设有自动识别功能,将不接受超出使用范围的设定值。
2 系统硬件设计
2.1 电路原理
电路系统结构如图1所示,系统选用AT89C51单片机为控制核心,外部扩展一片电擦除2864存储器用以实现断电参数存储功能。单片机计算设定值与AID转换采样反馈值的偏差以及偏差的变化率,得出相应的输出值,由D/A转换电路变换为模拟量去驱动电压输出控制电路,从而使电压稳定在设定值。
2.2 显示输出及按键输入电路
LED显示器和74LS247,74LS138构成信息显示系统,显示数据由单片机P0口输出。显示内容主要有电源实际输出电压、电流,限定的电压、电流,PID参数。输入操作由四个轻触按键完成,采用独立式按键中断接口方式,单片机响应中断后,读取P1口数据并进行相应的按键处理程序。由于采用中断方式,占用系统时间较少。功能选择键,其功能循环的路径为:输出电压显示~输出电压设定一比例参数~积分参数~微分参数一输出电压显示,参数设定通过按“+ 、一”键改变,按确认键输入存储器,保存在2864存储单元中。
2.3 稳压输出
电路单片机根据按键设定值和A/D转换的采样值计算出输出值,通过数据总线把数据传送到DAC0832,进行D/A转换,由IOUT1 ,IO UT2输出相应的模拟电流信号,经运算放大器转换为0-5V的模拟电压信号,再经一级比例放大电路放大后驱动电压调整管Q1,电路原理见图3,Q1接成射极跟随器的形式,一方面可以保证输出电压与输入电压一致,另一方面减小输出电阻,提高电源的带负载能力。输出电压经R3,R4分压后,送到A/D转换电路,采样处理后,反馈到单片机。当采样值高于设定值,单片机计算出输出量减小,相应Ql基极电位下降,输出电压下降。当输出电压过低时,电压反馈稳定过程与此相反。由此,实现了输出电压的稳定。
2.4 AID转换电路
AID转换电路主要由ADC0809及500KHZ方波发生器组成。其中500KHZ信号是由555定时器组成的多谐振荡器,为ADC0809提供时钟源。模数转换完成以后,ADC0809向单片机申请中断。
3 软件设计软件
采用汇编语言编写,全部模块化编程。系统主要由显示模块、按键输入中断模块、电压调整量计算模块等组成。
主程序进行系统初始化设定,包括I/O口、定时器、中断、各数据缓冲区初始化,输出显示信息并对系统进行监控等待中断。按键输入及数模转换都将激发中断。其中数模转换中断优先级高于按键输入中断。数模转换中断子程序及按键中断处理子程序流程框图见图4和图5,按键 中断 由INT1引人,进人按键中断后,单片机首先扫描P1口,若某位为低电平,先延时loms,然后再读人该位,如果读得值仍为低电平,可确认此键已按下。然后调用该键的键处理子程序。在按键中断中,功能键的中断优先级最高。
数模转换中断子程序由INTO引人,中断后首先读取模数转换值进人显示缓冲区,再调用PID调节子程序计算调节量,并将输出量送D/A转换完成一次电压调节。开启模数转换后返回主程序。
4 结语
利用单片机对直流稳压电源进行控制,改善了电源的性能,使用方便灵活,且成本较低。另一方面,根据对电源的新要求,控制系统在软件上还可进一步改进,以扩展其功能,而并不需要增加硬件开销,从而提高了电源的性能价格比。
- 安森美汽车&能源基础设施白皮书下载活动时间:2024年04月01日 - 2024年10月31日[立即参与]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年09月01日 - 2023年09月30日[查看回顾]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年08月01日 - 2023年08月31日[查看回顾]
- 【在线答题活动】PI 智能家居热门产品,带您领略科技智慧家庭时间:2023年06月15日 - 2023年07月15日[查看回顾]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年06月01日 - 2023年06月30日[查看回顾]
- 汽车电子电源行业可靠性要求,你了解多少?
- 内置可编程模拟功能的新型 Renesas Synergy™ 低功耗 S1JA 微控制器
- Vishay 推出高集成度且符合 IrDA® 标准的红外收发器模块
- ROHM 发布全新车载升降压电源芯片组
- 艾迈斯半导体推出行业超薄的接近/颜色传感器模块,助力实现无边框智能手机设计
- 艾迈斯半导体与 Qualcomm Technologies 集中工程优势开发适用于手机 3D 应用的主动式立体视觉解决方案
- 维谛技术(Vertiv)同时亮相南北两大高端峰会,精彩亮点不容错过
- 缤特力推出全新商务系列耳机 助力解决开放式办公的噪音难题
- CISSOID 和泰科天润(GPT)达成战略合作协议,携手推动碳化硅功率器件的广泛应用
- 瑞萨电子推出 R-Car E3 SoC,为汽车大显示屏仪表盘带来高端3D 图形处理性能
众所周知,LED的驱动IC担负着在输入电压不稳定的情况下,为LED提供恒定的电流,并控制恒定(可调)亮度的作用。无论是室内照明,还是车载应用,都肩负着极为重要的使命。
- 关于反激电源效率的一个疑问
时间:2022-07-12 浏览量:10242
- 面对热拔插阐述的瞬间大电流怎么解决
时间:2022-07-11 浏览量:9001
- PFC电路对N线进行电压采样的目的是什么
时间:2022-07-08 浏览量:9648
- RCD中的C对反激稳定性有何影响
时间:2022-07-07 浏览量:7245
- 36W单反激 传导7~10M 热机5分钟后超标 不知道哪里出了问题
时间:2022-07-07 浏览量:6015
- PFC电感计算
时间:2022-07-06 浏览量:4222
- 多相同步BUCK
时间:2010-10-03 浏览量:37888
- 大家来讨论 系列之二:开机浪涌电流究竟多大?
时间:2016-01-12 浏览量:43186
- 目前世界超NB的65W适配器
时间:2016-09-28 浏览量:60046
- 精讲双管正激电源
时间:2016-11-25 浏览量:128200
- 利用ANSYS Maxwell深入探究软磁体之----电感变压器
时间:2016-09-20 浏览量:107592
- 【文原创】认真的写了一篇基于SG3525的推挽,附有详细..
时间:2015-08-27 浏览量:100349