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      數(shù)控開關(guān)電源設(shè)計(jì)教程

      瀏覽:次 發(fā)布日期:2019-07-12 字號(hào):  

        本文介紹了一種基于單片機(jī)操控的數(shù)控開關(guān)電源,以89C51單片機(jī)作為操控中心,對(duì)開關(guān)改換電路進(jìn)行脈寬調(diào)制,構(gòu)成一個(gè)智能閉環(huán)操控體系。單片機(jī)操控的開關(guān)電源具備更加完善的功用,更人性化、智能化,便于實(shí)時(shí)監(jiān)控。

        其功用首要包含對(duì)開關(guān)電源輸出電壓進(jìn)行檢測(cè),并顯示實(shí)時(shí)電壓值;經(jīng)過按鍵進(jìn)行編程預(yù)置希望輸出的電壓;經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器采樣輸出電壓,依據(jù)PID算法計(jì)算操控量修正占空比,以得到希望的輸出電壓,并經(jīng)過PID算法操控輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的電壓值上;擁有可靠的過流維護(hù)功用以及輔助電源可一起作為電源輸入和給單片機(jī)供給作業(yè)電壓,并能夠經(jīng)過鍵盤不斷改動(dòng)PID參數(shù),能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

        假定基準(zhǔn)電壓為5v,因?yàn)殡娋W(wǎng)動(dòng)搖導(dǎo)致輸入電壓減小,那么輸出電壓也將會(huì)削減,此時(shí),所采樣的電壓將減小,假定為4.9v,差錯(cuò)為0.1v,經(jīng)過比較放大后,脈沖調(diào)制電路依據(jù)這個(gè)差錯(cuò),進(jìn)步占空比使輸出電壓增大,同理,當(dāng)因?yàn)殡娋W(wǎng)動(dòng)搖導(dǎo)致輸出電壓增大時(shí),脈沖調(diào)制電路下降占空比使輸出電壓減小,以此來操控輸出電壓的穩(wěn)定。

       

        市電經(jīng)過整流濾波后,一路電壓經(jīng)過7805穩(wěn)壓得到一個(gè)+5v電壓,該電壓作為單片機(jī)的作業(yè)電源,另外一路電壓直接作為開關(guān)改換電路的輸入電壓。單片機(jī)依據(jù)鍵盤輸入值和取樣值之間的差值,修正脈沖占空比,并輸出操控功率開關(guān)管,以便得到希望的輸出電壓值,并依據(jù)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器所采樣的電壓和鍵盤輸入比較,依據(jù)差值調(diào)用PID算法再次修正脈寬使輸出電壓穩(wěn)定。

        開關(guān)改換器采用磁鐵心電感作為儲(chǔ)能元件,在功率開關(guān)管導(dǎo)通時(shí),電感儲(chǔ)能,在開關(guān)管截止時(shí),電感開釋能量給負(fù)載。單片機(jī)定時(shí)采樣輸出端的電壓,經(jīng)過ADC0832送進(jìn)單片機(jī)進(jìn)行處理,單片機(jī)依據(jù)處理結(jié)果輸出更新的操控信號(hào),經(jīng)過光電耦合器濾除干擾后輸出操控信號(hào)操控功率開關(guān)管作業(yè)狀況。

        在本體系中,用戶能夠依據(jù)需要從鍵盤輸入希望的電壓,單片時(shí)機(jī)依據(jù)鍵盤輸入與采樣電壓的差值,更新脈寬,使電源輸出相應(yīng)電壓,更新脈寬后,單片時(shí)機(jī)馬上調(diào)用PID操控算法,對(duì)輸出電壓進(jìn)行穩(wěn)定操控。

        閉環(huán)時(shí),電源自動(dòng)進(jìn)行脈寬調(diào)制,當(dāng)體系讀取到鍵盤預(yù)置的電壓變化時(shí),先將鍵盤輸入值和從輸出端的取樣值相比較,假定當(dāng)前鍵盤輸入為10v,從輸出端取樣的值為6v,差值為4v,則體系會(huì)依據(jù)這個(gè)差值,更新脈寬使得輸出端電壓上升為10v;同樣,當(dāng)鍵盤輸入為6v,輸出端取樣值為10v,差值為-4v,體系會(huì)依據(jù)算法,將占空比減小以使輸出電壓變小,這就是體系脈寬調(diào)制過程。

        一起,電源能夠自動(dòng)穩(wěn)壓,假定在某一正常狀況下,輸出為V0,反饋電壓?jiǎn)朧f(Vf=V0),用戶設(shè)定電壓為Vs,當(dāng)V0=Vs時(shí),誤差為0,單片機(jī)不進(jìn)行脈寬更新,當(dāng)電網(wǎng)動(dòng)搖導(dǎo)致輸出添加時(shí),即V0>Vs時(shí),單片機(jī)采樣的電壓也添加,單片機(jī)依據(jù)誤差修正占空比使導(dǎo)通時(shí)刻變小,從而使電壓下降,同樣當(dāng)電網(wǎng)動(dòng)搖使輸出電壓下降時(shí),即V0

       
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