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目前数控高压电源的设计

发布时间:2021-07-21 13:40:23 阅读: 来源:剪切机厂家
目前数控高压电源的设计

数控高压电源的设计

摘 要:介绍了一种将单片机数字控制技术与高压电源技术有机地结合在一起的数控高压电源设计方案。该高压电源系统输入为市电,输出为0~4kv连续可调的直流,最大输出电流10mA,最大电压波动为5%,具有输出稳定、调节方便、体积小和通用性强等优点。

关键词:高压电源 计算机控制 单片机

中图分类号:TM835 文献标识码:A 文章编号:(2006)

一、引言

近年来,随着电源技术的发展,低压电源在多功能和数字化方面的技术已趋于成熟,但较通用的高压电源并不多见。针对工程技术领域如电流变技术,器件的耐压测试等对高压控制电源装置的需求,以单片机为核心,选用电视机的行输出变压器作为高频升压变压器,设计制作了一台数控高压电源装置。

二、系统工作原理

数控高压电源系统框图如图1所示。由键盘输入需要的电压值给单片机,单片机将该值与电压反馈值进行比较,得到偏差量,按一定的控制算法运算后,输出一数字控制量,经D/A转换器给高频控制电路提供一个控制信号,高频控制电路再进行升压、整流和滤波处理,输出所需要的高压信号到高压组件。

还是挺新鲜的

图1 数控高压电源系统框图

三、单片机控制系统的设计

数控高压电源的设计是以单片机为核心的。单片机进行电压设定,对电压进行闭环控制,实时显示输出电压、输出电流等参数。本系统采用了具有片内存储器的AT89C51单片机。单片机控制系统结构框图如图2所示。

美国铝业公司有很强的研发能力

图2 单片机控制系统结构框图

1.单片机单元

系统选用AT89C51单片机为控制核心,它完全兼容了8031未来单片机的指令和功能,同时还增加了内置的4KB的闪速存储器,具有128B内部RAM,3个I/O口。它具备功耗低,体积小巧,不需要扩展存储器就能满足系统需求,可以使电路得到简化的优点。

2.D/A转换器

单片机在完成电压控制处理后输出的是数字控制信号,而其控制的PWM(脉宽调制)变换器需要的是模拟信号。因此必须首先进行D/A转换。系统选用的是使用广泛、价格低廉的10位串行接口D/A转换器TLC5615。TLC5615是美国德州仪器公司于1999年推出的具有串行接口的数模转换器。它具有10位CMOS电压输出,最大输出电压是基准电压值的2倍,输出电压具有与基准电压相同的极性,采用+5V单电源供电。然落后行相干检查TLC5615与CPU的三线串行接口符合工业微处理器的接口标准,建立时间为12.5μs,它带有内部上电复位功能,功耗低,最大仅为1.75mW。

3.A/D转换器

A/D转换电路将采样电路采集的电压和电流信号转换成数字信号输入单片机处理。系统选用低功耗8通道串行10位多路A/D转换器MAX192。MAX192具有较高的转换速度,适合于宽带系统。它也是由+5V电源供电,可以使用外部或内部时钟来进行A/D转换。由于本系统对输出电压和电流进行实时采样及显示,故有两路采样输入值。

4.键盘显示电路

键盘显示电路选用性价比高,内置大电流驱动的数码管驱动及键盘控制芯片CH451。CH451内置RC振荡电路,可以动态驱动8位数码管,具有BCD译码、闪烁和移位等功能,可以同时进行64键的键盘扫描。通过级联的串行接口与单片机交换信息,具有上电复位和看门狗等监控功能。CH451能替代软件方法对显示器进行扫描和识别键盘按键,从而减轻了CPU的负担,简化了程序的设计。

四、高压发生电路的设计

单片机输出的低压控制信号通过开关电源变换电路以高频开关升压的方式产生高压输出,然后再经整流和滤波得到所需的高压直流输出。<每个材质的使用及检测也是生产轨道交通装配企业的重中之重/p>

1.高频升压器

本系统采用电视机的行输出变压器作升压变压器,选择引脚为输入边,引脚4-HV为输出边。升压比N由初、次级绕组匝数及晶体管的导通时间决定,。N1为初次级绕组匝数比N1=2300/21, 为开关管的占空比。

有的采取普通皮带来传动

2.振荡发生及推动电路

高频振荡电路是由一片555定时器外加电阻电容组成的多谐振荡电路,输出为高频矩形脉冲信号,高频矩形脉冲信

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