單相acdc變換電路電子設計競賽a題(編輯修改稿)
2025-04-23 01:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 51單片機最小系統(tǒng)LCD顯示圖34功率因數(shù)檢測電路原理框圖功率因數(shù)是供用點網(wǎng)絡的一個重要參數(shù)，它是衡量電力系統(tǒng)是否經(jīng)濟運行的一個重要指標，所以準確測量功率因數(shù)在電力系統(tǒng)中具有重要的意義。在正弦電路中，可以通過測量電壓、電流間的相位差，計算出功率因數(shù)，并根據(jù)電流滯后或者超前電壓，判斷出負載是感性還是電容性的。對于某一正弦信號，周期性地出現(xiàn)過零點，測出過零點的時間即可以測出該信號的相角。通過電壓互感器和電流互感器得到低壓交流信號，然后通過整形電路將交流信號轉(zhuǎn)換為TTL方波脈沖。相位差的計算原理是利用輸入兩路信號過零點的時間差，以及信號的頻率來計算2路信號的相位差。兩路信號的相位差：（12）其中，N為兩路信號的上升沿分別觸發(fā)計數(shù)器的差值，F(xiàn)k為單片機時鐘頻率，T為輸入信號的周期。單片機對模擬信號的讀取時通過A/D轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)的，并有效的進行輸出，它具有全集成化、高精度化、高性能、高可靠性等優(yōu)點。 顯示電路采用的是單片機控制液晶顯示，從功率因數(shù)檢測電路輸出的電壓、電流進入單片機控制的中斷系統(tǒng)，利用單片機的計數(shù)功能測量出電壓和電流的相位差，進而計算出功率因數(shù)并顯示出來。 主電路設計 本系統(tǒng)采用LM2577作為主控器件，利用AMS1117和LM311P組成輸出電流保護電路，通過單片機采樣，按照程序中計算公式進行計算，計算結(jié)果用來判斷電路中此時的電流，并根據(jù)要求的條件來控制顯示。 主電路板電路原理圖（見附錄3）在本設計中，電網(wǎng)輸出的功率因數(shù)檢測程序是通過AT89C51的外部中斷0、外部中斷1和定時器來完成，通過設置TMOD寄存器，使定時器T0在工作方式1模式下工作?；疽笙碌某绦蛄鞒虉D如下所示。主要功能有，系統(tǒng)工作狀態(tài)的控制及顯示，在軟件上充分利用了單片機的強大功能，實現(xiàn)了信息的快速處理和控制、顯示功能、能精確檢測。圖41 總體程序流程圖 （見附錄4） 在系統(tǒng)電壓輸出端子外接并聯(lián)數(shù)字萬用表，用滑動變滑動到最佳阻值條件下，在輸入端接YB1713A直流穩(wěn)壓電源產(chǎn)生的24V交流電，接在輸出端的兩個萬用表分別檢測輸出端的電壓值和電流值。利用滑動變阻器，使負載在一定的范圍變化，輸出端并聯(lián)數(shù)字萬用表測量直流電壓相對于原來的變化率，測得負載調(diào)整率。利用自耦變壓器，使輸入交流變化，調(diào)節(jié)滑動變阻器使Io為一個固定值，輸出端并聯(lián)數(shù)字萬用表測量直流電壓的變化率，測得電壓調(diào)整率。通過觀察液晶顯示器上的數(shù)據(jù)顯示，并結(jié)合萬用表的測量結(jié)果，判斷液晶顯示能否正常工作。 測試儀器電路測試中使用的儀器設備及其用途如表所示。序號儀器名稱及型號用途1自耦變壓器用于電壓調(diào)整率測試2滑線變阻器作可變負載3YB1713A直流穩(wěn)壓電源內(nèi)部采用IGBT模塊調(diào)整模式，具體高效能、高精度、高穩(wěn)定性等特性4VC890D萬用表金屬屏蔽板，防磁，抗干擾, 自動恢復保險管保護5DS5120M 100MHz示波器測量電源電壓波形 測試結(jié)果輸出電壓Uo可調(diào)范圍：30V~36V，最大輸出電流Iomax為2A；負載調(diào)整率（Us=24V）：在規(guī)定范圍內(nèi)，~，即在規(guī)定范圍內(nèi)改變負載值，測的輸出電壓數(shù)據(jù)如下：電流（A）輸出電壓（V）根據(jù)公式,計算負載調(diào)整率為：%。電壓調(diào)整率（Io=2A）：在規(guī)定范圍內(nèi)，Us在20V~30V范圍變化，即在規(guī)定范圍內(nèi)改變電壓值，測的輸出電壓數(shù)據(jù)如下：電壓（V）20222630輸出電壓（V）根據(jù)公式，計算電壓調(diào)整率為：%。經(jīng)過四天三夜的奮斗，我們有得有失，遇到了許多沒有接觸過的困難，我們不斷的嘗試，努力，認真分析，從細節(jié)入手，從小模塊電路入手，一個一個的取得了突破。通過這次比賽我們終身難忘，同時也學到的不少。 本設計是采用一個單片機系統(tǒng)來進行對電路檢測控制系統(tǒng)的設計與制作，并有效的進行控制輸出，它具有全集成化，智能化，高精度，高性能，高可靠性和低價格等優(yōu)點。在設計本作品時，通過查閱網(wǎng)絡與圖書館搜集到的資料，再加上指導老師的指導與資料提供，與生活中對于單片機的工作原理的觀察和同單相電源的轉(zhuǎn)換研究相結(jié)合，設計出了這一套單相ACDC變換電路的主要硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)，基本上達到了題目的各項要求，特別是在效率方面表現(xiàn)突出。但是由于手工制作的原因，以及開關電源電路本身的限制，導致電路的測量不夠準確，使系統(tǒng)的一些參數(shù)不是很理想，但本設計通過穩(wěn)壓電路以及濾波整流電路，也得到了比較理想的結(jié)果。測試的時間不能太長，時間太長LM2577會發(fā)燙更有可能燒壞器件，可以通過加散熱片來稍微緩解這一問題。： [1] 高吉祥主編，劉希順 劉菊榮 編著《全國大學生電子設計競賽培訓系列教程》 北京：電子工業(yè)出版 社
[2]余永權(quán).《單片機在控制系統(tǒng)中的應用》.北京：電子工業(yè)出版社， [3]陳永真 陳之勃 《全國大學生電子設計競賽
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