我們所設計的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上，我們所設計的大功率電源單片機系統(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，便構成了一個集檢測、顯示、報警、存儲和通信等多種功能的單片機系統(tǒng)。由于這種大型傳輸裝置適用的110V電源為一用一備，而兩臺電源是裝在一臺設備柜里的，所以一臺設備只設計了一套單片機系統(tǒng)，兩臺電源共用。
圖1 主回路原理圖
圖2 單片機控制系統(tǒng)邏輯方框圖
在圖2所展示的這一大功率電源單片機控制系統(tǒng)中，我們所設計的該系統(tǒng)在高頻開關電源運行時，要同時對五個量進行檢測，這五個量分別是輸出電壓、輸出電流、充電電流、環(huán)境溫度和電源內部溫度。前三個量為模擬量傳感器檢測，經過信號放大器AD620送入A/D轉換器TLC2543中，TLC2543是一個多通道輸入、單通道輸出的12位模數轉換器件，轉換精度較高，與單片機的接口也很簡單。溫度檢測采用單總線數字溫度傳感器DS18B20。
在單片機系統(tǒng)對上文中所介紹的五個量進行檢測時，被檢測量主要采用數顯方式，總共18塊7段數碼管中的16塊用來組合五種顯示，顯示精確到小數點后一位，剩下的兩塊倒接用來顯示單位“℃”。兩片MAX7219剛好用來驅動16片數碼管。被檢測量中除了環(huán)境溫度，其它四個量都設計了報警功能，報警的形式為聲光報警。輸出電壓、輸出電流和充電電流本來已經具有自動調節(jié)的能力，這里加上報警功能可以再增加一道保護措施，從而提高其安全性能，同時也能讓設備的控制更加形象直觀。
為了更進一步的提升所設計的單片機系統(tǒng)報警精度，在本方案中，我們分別為51單片機系統(tǒng)設定了輸出電壓報警上、下限和輸出電流、充電電流報警上限。電源內部溫度報警也是有必要的，排風扇故障、風口堵塞或其他原因導致電源內部溫度升高對設備都是非常有害的，因此根據實際情況設定了一個報警上限，在達到45℃時將會自動報警。
在我們所設計的110V高頻大功率電源的實際運行中，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單片機來完成。因此，在圖2所展示的單片機控制系統(tǒng)中，我們?yōu)檫@一大功率電源系統(tǒng)特別設計了一個簡單的運行狀況監(jiān)控器。這一運行狀況監(jiān)控器主要利用24LC64作存儲介質，24LC64具有8K字節(jié)的存儲容量，能連續(xù)擦寫1000000次以上。設計每秒記錄1個數據，用四片24LC64作存儲，因此能記錄下近10小時的狀況信息。在單片機和微機之間的通信，選用了基于RS232通信協(xié)議的MAX202收發(fā)器作為通信接口。
以上就是本文針對一種110V高頻大功率電源的單片機系統(tǒng)設計，所進行的分享。在明天的方案分享中，我們將會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行詳細分析，歡迎大家繼續(xù)關注。
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