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110V高频大功率电源方案分享之单片机设计

作者:时间:2018-08-15来源:网络收藏

我们所设计的110V的主回路系统,原理图如下图图1所示。在图1所展示的主回路基础上,我们所设计的系统如下图图2所示。从图3中可以看到,该系统中其核心器件为AT89C51,配以其它外围器件,便构成了一个集检测、显示、报警、存储和通信等多种功能的系统。由于这种大型传输装置适用的110V电源为一用一备,而两台电源是装在一台设备柜里的,所以一台设备只设计了一套系统,两台电源共用。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201808/386854.htm

图1 主回路原理图

图2 单片机控制系统逻辑方框图

在图2所展示的这一单片机控制系统中,我们所设计的该系统在开关电源运行时,要同时对五个量进行检测,这五个量分别是输出电压、输出电流、充电电流、环境温度和电源内部温度。前三个量为模拟量传感器检测,经过信号放大器AD620送入A/D转换器TLC2543中,TLC2543是一个多通道输入、单通道输出的12位模数转换器件,转换精度较高,与单片机的接口也很简单。温度检测采用单总线数字温度传感器DS18B20。

在单片机系统对上文中所介绍的五个量进行检测时,被检测量主要采用数显方式,总共18块7段数码管中的16块用来组合五种显示,显示精确到小数点后一位,剩下的两块倒接用来显示单位“℃”。两片MAX7219刚好用来驱动16片数码管。被检测量中除了环境温度,其它四个量都设计了报警功能,报警的形式为声光报警。输出电压、输出电流和充电电流本来已经具有自动调节的能力,这里加上报警功能可以再增加一道保护措施,从而提高其安全性能,同时也能让设备的控制更加形象直观。

为了更进一步的提升所设计的单片机系统报警精度,在本方案中,我们分别为51单片机系统设定了输出电压报警上、下限和输出电流、充电电流报警上限。电源内部温度报警也是有必要的,排风扇故障、风口堵塞或其他原因导致电源内部温度升高对设备都是非常有害的,因此根据实际情况设定了一个报警上限,在达到45℃时将会自动报警。

在我们所设计的110V大功率电源的实际运行中,电源工作的历史信息记录也是非常重要的,这一工作也需要C51单片机来完成。因此,在图2所展示的单片机控制系统中,我们为这一大功率电源系统特别设计了一个简单的运行状况监控器。这一运行状况监控器主要利用24LC64作存储介质,24LC64具有8K字节的存储容量,能连续擦写1000000次以上。设计每秒记录1个数据,用四片24LC64作存储,因此能记录下近10小时的状况信息。在单片机和微机之间的通信,选用了基于RS232通信协议的MAX202收发器作为通信接口。

以上就是本文针对一种110V高频大功率电源的单片机系统设计,所进行的分享。在明天的方案分享中,我们将会该方案中的最后一部分,即大功率电源的稳定性和电磁兼容问题进行详细分析,欢迎大家继续关注。



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