110V高頻大功率電源方案分享之單片機(jī)設(shè)計(jì)

 我們所設(shè)計(jì)的110V高頻大功率電源的主回路系統(tǒng)，原理圖如下圖圖1所示。在圖1所展示的主回路基礎(chǔ)上，我們所設(shè)計(jì)的大功率電源單片機(jī)系統(tǒng)如下圖圖2所示。從圖3中可以看到，該系統(tǒng)中其核心器件為AT89C51，配以其它外圍器件，便構(gòu)成了一個(gè)集檢測、顯示、報(bào)警、存儲(chǔ)和通信等多種功能的單片機(jī)系統(tǒng)。由于這種大型傳輸裝置適用的110V電源為一用一備，而兩臺(tái)電源是裝在一臺(tái)設(shè)備柜里的，所以一臺(tái)設(shè)備只設(shè)計(jì)了一套單片機(jī)系統(tǒng)，兩臺(tái)電源共用。

圖1 主回路原理圖

圖2 單片機(jī)控制系統(tǒng)邏輯方框圖

在圖2所展示的這一大功率電源單片機(jī)控制系統(tǒng)中，我們所設(shè)計(jì)的該系統(tǒng)在高頻開關(guān)電源運(yùn)行時(shí)，要同時(shí)對(duì)五個(gè)量進(jìn)行檢測，這五個(gè)量分別是輸出電壓、輸出電流、充電電流、環(huán)境溫度和電源內(nèi)部溫度。前三個(gè)量為模擬量傳感器檢測，經(jīng)過信號(hào)放大器AD620送入A/D轉(zhuǎn)換器TLC2543中，TLC2543是一個(gè)多通道輸入、單通道輸出的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，轉(zhuǎn)換精度較高，與單片機(jī)的接口也很簡單。溫度檢測采用單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20。

在單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)上文中所介紹的五個(gè)量進(jìn)行檢測時(shí)，被檢測量主要采用數(shù)顯方式，總共18塊7段數(shù)碼管中的16塊用來組合五種顯示，顯示精確到小數(shù)點(diǎn)后一位，剩下的兩塊倒接用來顯示單位“℃”。兩片MAX7219剛好用來驅(qū)動(dòng)16片數(shù)碼管。被檢測量中除了環(huán)境溫度，其它四個(gè)量都設(shè)計(jì)了報(bào)警功能，報(bào)警的形式為聲光報(bào)警。輸出電壓、輸出電流和充電電流本來已經(jīng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)的能力，這里加上報(bào)警功能可以再增加一道保護(hù)措施，從而提高其安全性能，同時(shí)也能讓設(shè)備的控制更加形象直觀。

為了更進(jìn)一步的提升所設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)報(bào)警精度，在本方案中，我們分別為51單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)定了輸出電壓報(bào)警上、下限和輸出電流、充電電流報(bào)警上限。電源內(nèi)部溫度報(bào)警也是有必要的，排風(fēng)扇故障、風(fēng)口堵塞或其他原因?qū)е码娫磧?nèi)部溫度升高對(duì)設(shè)備都是非常有害的，因此根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定了一個(gè)報(bào)警上限，在達(dá)到45℃時(shí)將會(huì)自動(dòng)報(bào)警。

在我們所設(shè)計(jì)的110V高頻大功率電源的實(shí)際運(yùn)行中，電源工作的歷史信息記錄也是非常重要的，這一工作也需要C51單片機(jī)來完成。因此，在圖2所展示的單片機(jī)控制系統(tǒng)中，我們?yōu)檫@一大功率電源系統(tǒng)特別設(shè)計(jì)了一個(gè)簡單的運(yùn)行狀況監(jiān)控器。這一運(yùn)行狀況監(jiān)控器主要利用24LC64作存儲(chǔ)介質(zhì)，24LC64具有8K字節(jié)的存儲(chǔ)容量，能連續(xù)擦寫1000000次以上。設(shè)計(jì)每秒記錄1個(gè)數(shù)據(jù)，用四片24LC64作存儲(chǔ)，因此能記錄下近10小時(shí)的狀況信息。在單片機(jī)和微機(jī)之間的通信，選用了基于RS232通信協(xié)議的MAX202收發(fā)器作為通信接口。

以上就是本文針對(duì)一種110V高頻大功率電源的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，所進(jìn)行的分享。在明天的方案分享中，我們將會(huì)該方案中的最后一部分，即大功率電源的穩(wěn)定性和電磁兼容問題進(jìn)行詳細(xì)分析，歡迎大家繼續(xù)關(guān)注。