【文章內(nèi)容簡介】 案 1，場效應(yīng)管 IRF3205 的最大工作功率可達(dá)180W，本設(shè)計中只是利用了它的飽和導(dǎo)通特性，它正常工作時的 DS間電阻基本為零，基本不承受任何負(fù)載，故出故障的可能性也很 低，本設(shè)計雖然說不能實現(xiàn)自檢功能，當(dāng)出現(xiàn)故障的幾率也很低。方案 1 可以很有效的實現(xiàn)大功率負(fù)載的選擇與檢測。精度高、性能穩(wěn)定且可以長時間工作。故選擇它。 方案 2 雖然性能穩(wěn)定控制方便，但是它并未真正實現(xiàn)大功率工作，且精度不高。本設(shè)計選擇了方案 1，當(dāng)然肯定還有更多更好的方案，只是能力有限，并未想到。 3 硬件電路 電源模塊 ATX 電源被檢測端口 分壓 CD4051 分壓 ATX 電源檢測儀 負(fù)載（糠銅絲或者鋁塊） ATX 電源智能負(fù)載設(shè)計與實現(xiàn) 18 電源模塊采用的是最常用的 781 7805 穩(wěn)壓電路。硬件電路圖如圖 。 圖 電源模塊圖 市電經(jīng)過 15V 的交流變壓器后進(jìn)行整流穩(wěn)壓可得到 +12V、 +5V 電壓。 與電腦電源的銜接模塊 從廢舊的主板上拆下與電源銜接的 20 針座子 ，因為該接口包括了電腦電源出來的所有需要檢測的電壓。具體接口如 圖 所示： 圖 電腦電源的銜接模塊 其中需注意的是 :必須將 4 腳的針同時插上，保證連接。電腦電源才會啟動。其他的端口有多輸出端子，可以只接一個。 可控負(fù)載模塊 ATX 電源智能負(fù)載設(shè)計與實現(xiàn) 19 該模塊采用的是 CD4051 與 IRF3205 結(jié)合共同實現(xiàn)的，具體電路圖如下： 圖 可控負(fù)載模塊 具體阻值 如表 。 表 負(fù)載阻值表 電阻 R0、 R R22 R R R8 R R1 R13 阻值 /歐 因為負(fù)載要大功率工作，為了讓功耗基本上都加在負(fù)載上，導(dǎo)通時場效應(yīng)管的阻值要基本為零，故因使 IRF3205 工作在放大區(qū)，通過調(diào)試，發(fā)現(xiàn)場效應(yīng)管 IRF3205 的特性與 PDF 提供的有點不同，從 PDF資料可以看出只要 Vgs 達(dá)到 5V， Id 足可以達(dá)到 18A 以上，并且阻值DS 間阻值基本為零，在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)只要 Vgs 達(dá)到 7V 左右場效應(yīng)管 IRF3205 才基本不發(fā)燙。故要保證 CD4051 的輸入的選通端電壓為 7V 左右，本設(shè)計 采用的 12V 電壓進(jìn)行分壓后得到 作為輸入ATX 電源智能負(fù)載設(shè)計與實現(xiàn) 20 電壓，既是 Vgs 電壓。當(dāng)輸入端（被選通端）電壓有 時， CD4051的 Vdd 必須在 8V 到 之間，要不然單片機(jī)不利于控制，當(dāng) Vdd大于 時，單片機(jī)提供的選通控制信號（ 5V）就變的無效 [8]。 單片機(jī)模塊 單片機(jī)模塊只要是起控制作用，具體電路如圖 。 圖 單片機(jī)模塊 為了便于畫圖，本設(shè)計主要是用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點來繪圖。單片機(jī)要工作的基本條件都必須有，它包括晶振、電源等。上圖中 CON16 是 LCD顯示模塊 [9]。 ATX 電源智能負(fù)載設(shè)計與實現(xiàn) 21 4 軟件設(shè) 計 本設(shè)計主要是負(fù)責(zé)智能負(fù)載的實現(xiàn)與設(shè)計，也參與軟件的局部設(shè)計與調(diào)試，以下是局部子程序 [10]。 CD4051 控制子程序 void cd4051() { switch(ccd) { case(1):{A1=1。B1=0。C1=0。} break。 case(2):{A1=0。B1=1。C1=0。} break。 case(3):{A1=0。B1=0。C1=1。} break。 case(4):{A1=0。B1=1。C1=1。} break。 case(5):{A1=1。B1=1。C1=1。} break。 case(6):{A1=0。B1=0。C1=0。} break。 case(7):{A1=1。B1=1。C1=0。} break。 case(8):{A1=1。B1=0。C1=1。} break。 default:{INH=1。} } INH=0。 } AD 轉(zhuǎn)換子程序 void ad() {switch(cad) { ATX 電源智能負(fù)載設(shè)計與實現(xiàn) 22 case(1):{A=1。F=1。C=0。} break。 case(2):{A=0。F=0。C=1。} break。 case(3):{A=0。F=1。C=0。} break。 case(4):{A=1。F=0。C=0。} break。 case(5):{A=1。F=0。C=1。} break。 default:{A=0。F=0。C=1。} } OE=0。 //啟動 ST=0。 ST=1。 ST=0。 OE=1。 delay1m(200)。 delay1m(200)。 //結(jié)束 P2=0xff。p20=p37。p21=p36。p22=p35。p23=p34。 //數(shù)據(jù)高低位互換 p24=p33。p25=p32。p26=p31。p27=p30。 x1=P2。 } 顯示子程序 void setxy(char x,char y) /*X=行 (1~2)， Y=列 (1~16)*/ { //uchar c。 if(y1||y16)。 ATX 電源智能負(fù)載設(shè)計與實現(xiàn) 23 else{ switch(x){ case 1:DATA=0x80+y1。enable()。break。 case 2:DATA=0xc0+y1。enable()。break。 default:break。 } } } void enable(void) { RS=0。 RW=0。 E=0。 delay15(5)。 E=1。 } void enable1(void) { RS=1。 RW=0。 E=0。 delay15(1)。 ATX 電源智能負(fù)載設(shè)計與實現(xiàn) 24 E=1。 } 系統(tǒng) 流程圖 圖 系統(tǒng)流程圖 5 調(diào)試 調(diào)試過程中遇到的主要問題有： （ 1） 調(diào)試 AD 過程中， OE 端口直接用 P1^7 來控制，因為 OE端口會硬件拉低，使得下載線端口出現(xiàn)異常，怎么也燒不進(jìn)程序，開始以為是因為斷路、晶振等問題引起，結(jié)果費(fèi)了好大力氣都沒出結(jié)果。開始 等待啟動信號 啟動智能負(fù)載 進(jìn)行 AD 采集并時時顯示采集的電壓 等待檢測時間 是否檢測結(jié)束 退出 ATX 電源智能負(fù)載設(shè)計與實現(xiàn) 25 后來才發(fā)現(xiàn)用來是 OE端口會硬件拉低引起的。 （ 2） CD4051 控制部分調(diào)試過程中因為開始直接用 12V 接CD4051 的 VDD（ 16 腳），發(fā)現(xiàn) CD4051 根本不受單片機(jī)控制，開始以為是 CD4051 出問題了，換了幾塊，還是沒有用。認(rèn)真的看過 PDF文檔后發(fā)現(xiàn)是 VDD 過高的原因。后來用了分壓的方法給 VDD 送了 就正常了。 （ 3） 調(diào)試 CD4051 的選通功能，解決了 2 點的問題后，就要試下到底選通后場效應(yīng)管工作了沒有。 接上 ATX 電源接口，使電源開始正常供電，單片機(jī)賦 110，發(fā)現(xiàn) + 的一端開始加熱了，其他的負(fù)載都未加熱。說明控制這一負(fù)載的端口能正常工作了，然后逐一 試過，發(fā)現(xiàn)都能正常工作。 （ 4） 在實現(xiàn)負(fù)載工作的調(diào)試時發(fā)現(xiàn)就 +12V 負(fù)載并未加熱，一開始就一個的檢查是不是程序出了問題，檢查了好久，發(fā)現(xiàn) CD4051 已經(jīng)實現(xiàn)了選通功能，難道是場效應(yīng)管壞了？我們又換了塊場效應(yīng)管，結(jié)果還是一樣。弄了半天，原來是 +12V 出來的被采集信號線在上次的加熱中燒斷了，因為沒腐蝕好，那條線上的某個小部分過于的細(xì)。用了根條線還加了好多焊錫連接上后就正常了。 （ 5） 調(diào)試過程中還遇到斷路、虛焊、短路等問題。 （ 6） 測試數(shù)據(jù)：檢測負(fù)載到底受不受溫度影響，方法：用 1000圈 1500W 電爐絲進(jìn)行加熱， 加上 110V 的交流電，電爐絲速效燒紅，用高精度萬用表檢測到電阻值為 歐。未加熱時的電阻值未 歐，說明的、其電阻值基本不受溫度影響。檢測場效應(yīng)管的阻ATX 電源智能負(fù)載設(shè)計與實現(xiàn) 26 值，未工作時用萬用表檢測到電阻為無窮大，導(dǎo)通時檢測到電阻基本為零。 （ 7） 使用說明：板子上有個跟電腦電源 20 針相接的端口，對準(zhǔn)了叉上后 ATX 電源，如果電源的風(fēng)扇能轉(zhuǎn)了，說明已經(jīng) ATX 電源正常工作了，然后等待單片機(jī)的控制。板子上只有 2 個按鍵，一個是復(fù)位鍵，位與板子的下方，靠近變壓器。一個是位于板子的上方，靠近與電源相接的 20 針座子，這個鍵被設(shè)置為 啟動鍵，按下啟動鍵，就開始對 ATX 電源進(jìn)行系統(tǒng)的檢測，按下復(fù)位鍵者停止檢測，恢復(fù)到等待狀態(tài)。 6 結(jié)論 本論文通過單片機(jī)控制 AD 芯片、模擬開關(guān)的方法，對如何輪流向電腦電源提供大功率負(fù)載問題進(jìn)行了研究；介紹了硬件的原理以及連接的方法，軟件的設(shè)計流程以及部分代碼，并在附錄 1 給出了完整的電路圖，經(jīng)調(diào)試可實現(xiàn)電腦電源的負(fù)載能力檢測。 硬件部分設(shè)計保證了單片機(jī)能很好的在 ATX 電源加上大功率負(fù)載下進(jìn)行輪流的 AD 采集，其中場效應(yīng)管 IRF3205 是起到主要的開關(guān)作用的開關(guān)作用，保證大功率負(fù)載能輪流工作。而 CD4051 起到 了單片機(jī)與負(fù)載之間的控制銜接作用。 軟件部分的設(shè)計跟硬件完美配合實現(xiàn)了 ATX 的實際負(fù)載能力檢測。我們知道只要合理的控制 AD 的時序便能很好的實現(xiàn) AD 采集，合理的安排整個檢測的流程，便能實現(xiàn)完全的系統(tǒng)的檢測。軟件的設(shè)計就是通過不斷的控制 CD4051及 AD 采集并將采集結(jié)果經(jīng)過處理送ATX 電源智能負(fù)載設(shè)計與實現(xiàn) 27 到 LCD1602 進(jìn)行顯示并做報警處理。整個完整的程序在附錄 2 給出。本設(shè)計完成的實物圖 . 圖 實物圖 參考文獻(xiàn) [1] 李勇 微型計算機(jī)主機(jī)電源原理與故障檢修 北京 :電出版社， 20xx,8: 17~22. 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