【正文】
s rated current value. SCR as a result of the electromagnetic devices than the average small household electrical appliances in general and therefore choose the current value of thyristor current actual value of 2 ~ 3 times. At the same time, under SCR repeat peak offstate voltage VDRM and peak reverse voltage VRRM repeat of the peak current when the device should be less than the provisions of IDRM and IRRM. State (peak) voltage VTM option: it is to provide a multiple pass thyristor rated current at the time of the peak transient voltage drop. SCR to reduce heat loss, as far as possible to choose smaller SCR VTM. To maintain the current: IH is to maintain the SCR necessary to maintain the state of the minimum principal current, it is related to junction temperature, the higher the junction temperature, the smaller the IH. The rate of increase in resistance to voltage: dv/dt refers to the state in the turnoff voltage rise slope, which is triggered to prevent the misuse of a key parameter. Exceeded this value may lead to misleading SCR39。要加快我國開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度就必須走技術(shù)創(chuàng)新之路,走出有中國特色的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展之路,為我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。針對(duì)開關(guān)電源運(yùn)行噪聲大這一缺點(diǎn),若單獨(dú)追求高頻化,其噪聲也必將隨著增大,而用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù),在理論上即可實(shí)現(xiàn)高頻化又可降低噪聲,但部分諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)際應(yīng)用仍存在著技術(shù)問題,故仍需在這一領(lǐng)域開展大量的工作,使得多項(xiàng)技術(shù)得以實(shí)用化。系統(tǒng)工作時(shí),兩位數(shù)碼管循環(huán)顯示輸出電流,電壓;,有聲光報(bào)警(指示燈和蜂鳴器); 有設(shè)定電流值狀態(tài)與正常輸出狀態(tài)指示。第5章 結(jié)論與展望 結(jié)論以12V直流電源輸入供電,經(jīng)過升壓電路升壓后最大以30V電壓輸出供給單片機(jī)控制來調(diào)節(jié)功率輸出,限流1A,從而達(dá)到對(duì)能源的合理利用。初始化進(jìn)行一次對(duì)電流的AD轉(zhuǎn)換Y按鍵設(shè)定流程調(diào)整鍵是否按下?NY進(jìn)行一次對(duì)電壓的AD轉(zhuǎn)換更新數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)按鍵1第3次按 下?N圖42 主程序流程圖 修改設(shè)定值模塊介紹程序流程如圖所示切換恒壓限流值設(shè)定第三次按下返回N數(shù)碼管顯示鍵5按下按鍵掃描鍵2按下鍵3按下鍵4按下鍵1按下設(shè)定加設(shè)定減 設(shè)定加設(shè)定減按鍵設(shè)定流程N(yùn)NNNYYYY 圖43 修改按鍵程序流程圖該程序放在程序循環(huán)體中,通過不斷的掃描按鍵,查詢按鍵?!≈鞒绦蚰K介紹主程序的主要功能是不間斷地檢測當(dāng)前的輸出電壓以及輸出電流,并將檢測回來的值在數(shù)碼管上循環(huán)顯示,從而更直觀地觀察輸出端負(fù)載上的電壓和電流的變化情況。通過按鍵調(diào)節(jié)輸出電壓值,一旦設(shè)定,輸出電壓就會(huì)一直保持恒定,不會(huì)因負(fù)載變化而發(fā)生改變。)8.熔絲作用。Pin間。(與外部電路特性有關(guān))電感用,主要是解決EMC問題。4.想測某部分電路的耗電流的時(shí)候,可以去掉0歐的電阻,接上電流表,這樣方便測耗電流。2.可以做跳線用,如果某段線路不用,直接不貼該電阻即可(不影響外觀)。 第二個(gè)原因是:這個(gè)地方可能是調(diào)試點(diǎn)或檢測點(diǎn),在調(diào)試或檢測時(shí)需要將這里斷開,調(diào)試或檢測完畢后再讓其短路。 對(duì)硬件電路中0歐電阻的說明電路中0歐姆的電阻可以用導(dǎo)線焊接,或者直接搭上錫(如果方便搭錫的話),0歐姆電阻就是用來短路的。若此時(shí)電流或環(huán)境溫度繼續(xù)再增加,產(chǎn)生的熱量會(huì)大于散發(fā)出去的熱量,使得RF/WH系列元件溫度驟增,在此階段,很小的溫度變化會(huì)造成阻值的大幅提高,這時(shí)RF/WH系列元件處于高阻保護(hù)狀態(tài),阻抗的增加限制了電流,電流在很短時(shí)間內(nèi)急劇下降,從而保護(hù)電路設(shè)備免受損壞,只要施加的電壓所產(chǎn)生的熱量足夠RF/WH系列元件散發(fā)出的熱量,處于變化狀態(tài)下RF/WH系列元件便可以一直處于動(dòng)作狀態(tài)(高阻)。RF/WH系列元件處于低阻狀態(tài),RF/WH系列不動(dòng)作,當(dāng)流過RF/WH系列元件的電流增加或環(huán)境溫度升高,但如果達(dá)到產(chǎn)生的熱和散發(fā)的熱的平衡時(shí),RF/WH系列仍不動(dòng)作。 圖316 自恢復(fù)電子保險(xiǎn)自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的動(dòng)作原理是一種能量的動(dòng)態(tài)平衡,流過RF/WH系列元件的電流由于RF/WH系列的關(guān)系產(chǎn)生熱量,產(chǎn)生的熱全部或部分散發(fā)到環(huán)境中,而沒有散發(fā)出去的熱便會(huì)提高RF/WH系列元件的溫度。嚴(yán)格意義講:PPTC不是自恢復(fù)保險(xiǎn)絲, Reset table Fuse才是自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。自恢復(fù)保險(xiǎn)絲是一種過流電子保護(hù)元件(如圖316),采用高分子有機(jī)聚合物在高壓、高溫,硫化反應(yīng)的條件下,攙加導(dǎo)電粒子材料后,經(jīng)過特殊的工藝加工而成。大電流的輸出,散熱片的尺寸要足夠大,否則會(huì)導(dǎo)致高溫保護(hù)或熱擊穿; 3.輸入輸出壓差也不能太小,太小會(huì)致使其效率很差。7805集成穩(wěn)壓電路的功能與7812相類似,故不再做詳細(xì)說明。7812做為穩(wěn)壓電路的輸出端連接電容的目的是為了:1.濾波,慮除交流噪聲是輸出電流更平穩(wěn);2.提供儲(chǔ)備電流,當(dāng)需要突發(fā)大電流時(shí)變壓器不夠用時(shí)電解電容可以補(bǔ)充瞬間的不足。7812主要參數(shù)有:輸出直流電壓 U0=+12V,輸出電流 L:,M:,電壓調(diào)整率 10mV/V,輸出電阻 R0=,輸入電壓UI的范圍15~17V 。圖315 78系列引腳圖三端穩(wěn)壓集成電路使用時(shí)要求輸入電壓比輸出電壓值至少大2V以上,即|U1||U2|=2V,但也不宜過大。輸入輸出端連接電容的目的:(1)濾波,消除交流噪聲是輸出電流更平穩(wěn);(2)提供儲(chǔ)備電流,當(dāng)需要突發(fā)大電流時(shí)變壓器不夠用時(shí)電解電容可以補(bǔ)充瞬間的不足。使用了自恢復(fù)電子保險(xiǎn)代替了普通的保險(xiǎn)絲,增加了電源部分供電的安全性。 圖313 顯示電路 圖313 顯示電路 電源電路圖314 電源電路電源電路圖見圖314,通過12V蓄電池直接供電,經(jīng)過7812和7805,使輸出電壓分別穩(wěn)定在12V和5V,12V供給Boost電路,5V供給單片機(jī)。共陰極數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM 接到地線GND 上,當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí),相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí),相應(yīng)字段就不亮。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極的數(shù)碼管。此外,如果要求按鍵檢測更加穩(wěn)定可靠,可以減少按鍵數(shù)量放寬各個(gè)按鍵檢測電壓允許誤差量。PWM輸出的脈沖信號(hào)直接進(jìn)入施密特觸發(fā)器,經(jīng)過施密特觸發(fā)器的整波后變成了規(guī)則的矩形波,波形整定后再經(jīng)過阻容濾波電路,使輸出的波形近似一條直線,這就完成了數(shù)模之間的轉(zhuǎn)換。輸入的信號(hào)只要幅度大于Vt+,即可在施密特觸發(fā)器的輸出端得到同等頻率的矩形脈沖信號(hào)?!?shù)模轉(zhuǎn)換電路本設(shè)計(jì)中采用了74HC14施密特觸發(fā)器,用來對(duì)輸出電壓波形進(jìn)行整波,使輸出的波形為矩形波,用來實(shí)現(xiàn)最終對(duì)電路的控制。 0~420MHz(4)用戶應(yīng)用程序空間 4K字節(jié)(5)片上集成 256 字節(jié) RAM(6)通用I/O口(27/23/25/23/11個(gè)),復(fù)位后為:準(zhǔn)雙向口/弱上拉(普通8051傳統(tǒng)I/O口)(7)ISP(在系統(tǒng)可編程)/IAP(在應(yīng)用可編程),無需專用編程器,無需專用仿真器可通過串口()直接下載用戶程序,數(shù)秒即可完成一片(8)有EEPROM功能(9)看門狗(10)內(nèi)部集成MAX810 專用復(fù)位電路(外部晶體20M以下時(shí),復(fù)位腳可接1K電阻到地)(11)內(nèi)置一個(gè)掉電檢測電路,(12)時(shí)鐘源:外部高精度晶體/ 時(shí)鐘,內(nèi)部R/C振蕩器(溫漂為+/5%到+/10%以內(nèi))(13)共4個(gè)16位定時(shí)器(14)2個(gè)時(shí)鐘輸出口,, (15)外部中斷路I/O口6路,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,并新增支持上升沿中斷的PCA模塊(16)PWM(2 路)/PCA(可編程計(jì)數(shù)器陣列,2 路)(17)A/D轉(zhuǎn)換, 8位精度ADC,共8 路,轉(zhuǎn)換速度可達(dá)300K/S(每秒鐘30 萬次)(18)通用全雙工異步串行口(UART),由于STC系列是高速的8051,可再用定時(shí)器或PCA軟件實(shí)現(xiàn)多串口。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速8位A/D 轉(zhuǎn)換(300K/S),針對(duì)電機(jī)控制,強(qiáng)干擾場合。因?yàn)橛玫搅税存I,按鍵可以用普通I/O口來實(shí)現(xiàn),但考慮到如果使用I/O口對(duì)接線和電路都會(huì)造成不必要的麻煩,所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)中使用了單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換模塊來實(shí)現(xiàn)按鍵控制的功能。UC3843起振后,從6腳輸出的脈沖信號(hào)加在開關(guān)Q4的柵極,在脈沖信號(hào)的高電平期間,開關(guān)管Q4導(dǎo)通,在脈沖信號(hào)的低電平期間,開關(guān)管Q4截止。(2)經(jīng)內(nèi)部分壓后。下面將UC3843的內(nèi)部原理做如下介紹,UC3843的管腳7,VDD供給12V電壓供給管腳7,管腳7的驅(qū)動(dòng)電壓是8V,此時(shí)集成電路UC3843內(nèi)部施密特觸發(fā)器輸出高電平,使得UC3843開始啟動(dòng)。7Vcc該管腳是控制集成電路的正電源。5地該管腳是控制電路和電源的公共地(僅對(duì)8管腳封裝如此)。4RT CT通過將電阻RT連接至Vref以及電容CT連接至地,使振蕩器頻率和最大輸出占空比可調(diào)。2電壓反饋該管腳是誤差放大器的反相輸入,通常通過一個(gè)電阻分壓器連至開關(guān)電源輸出?!C3843芯片本次設(shè)計(jì)所用芯片是UC3843芯片,UC3843芯片主要是輸出控制信號(hào)來控制BOOST升壓電路中的MOS管的開通與關(guān)斷,從而實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)整,下面主要對(duì)其原理與功能進(jìn)行詳細(xì)說明。其次,如果BOOST內(nèi)的電壓維持在一個(gè)穩(wěn)定的值,還要通過電流采樣監(jiān)測在穩(wěn)定的電壓范圍內(nèi)是不是也有穩(wěn)定的電流,當(dāng)BOOST電路取樣電流因?yàn)槟承┰蛏邥r(shí),此取樣電流SLI+和SLI就會(huì)經(jīng)放大器放大,然后經(jīng)過和設(shè)定值進(jìn)行比較,這時(shí)3843的引腳2上的電壓會(huì)增大,因而該放大器將提前輸出一低電平,該低電平加到電流比較器的反相輸入端,并使產(chǎn)生一高電平加到RS觸發(fā)器的R端,使其復(fù)位,這時(shí)Q4開關(guān)會(huì)提前關(guān)斷,因此降低了開關(guān)電源的占空比。BOOST電路中經(jīng)過升壓后5V的穩(wěn)壓管會(huì)使得SLV輸出電壓控制在5V,另外會(huì)有一個(gè)電壓比較器對(duì)此進(jìn)行比較檢測,如果SLV比5V大,則比較器會(huì)將相應(yīng)的信號(hào)輸入到3842芯片的引腳2中,使得引腳2上的電壓增大,因而該放大器將提前輸出一低電平,該低電平加到電流傳感比較器的反相輸入端,并使產(chǎn)生一高電平加到RS觸發(fā)器的R端,使其復(fù)位,這時(shí)Q4開關(guān)會(huì)提前關(guān)斷,因此降低了開關(guān)電源的占空比。通過對(duì)BOOST電路中采樣電阻的電壓水平進(jìn)行采樣,將采樣信號(hào)通過放大電路進(jìn)行放大,然后對(duì)其電流的最大值進(jìn)行限制,將最大電流限制在不大于1A,因?yàn)楸菊n題所設(shè)計(jì)的是恒壓限流源,所以兩路積分電路在工作時(shí),先由電壓控制部分工作,因?yàn)樵陔妷赫{(diào)整升高過程中電流會(huì)逐漸增大,所以要對(duì)電路進(jìn)行限流處理,當(dāng)電流達(dá)到1A時(shí),控制電壓部分停止工作,轉(zhuǎn)而由電流控制部分的積分電路開始工作,保證將電路中的電流限制在不大于1A,從而有效保證了電路的效率和安全性。來自單片機(jī)電路單片機(jī)STC12C5204AD的控制信號(hào)Vrei控制,和BOOST反饋回來的信號(hào),兩個(gè)信號(hào)經(jīng)過電路中的PID調(diào)節(jié)器作為電壓反饋信號(hào)輸入到UC3843中。 (式34)儲(chǔ)能電感L:根據(jù)輸入電壓和輸出電壓確定最大占空比。toff時(shí),開關(guān)管S截止,二極管D處于導(dǎo)通狀態(tài),儲(chǔ)存在電感L中的能量提供給輸出,流經(jīng)電感L和二極管D的電流處于減少狀態(tài),設(shè)二極管D的正向電壓為Vf,toff時(shí),電感L兩端的電壓為Vo+VfVi,電流的減少部分△ILoff滿足式(式33)。ton時(shí)通過L的電流增加部分△ILon滿足(式32)。因此,發(fā)展100V以上的高壓SBD,一直是人們研究的課題和關(guān)注的熱點(diǎn)。目前UFRD的反向恢復(fù)時(shí)間Trr也在20ns以上,根本不能滿足像空間站等領(lǐng)域用1MHz~3MHz的SMPS需要。 肖特基二極管優(yōu)點(diǎn):圖36 肖特基二極管SBD具有開關(guān)頻率高和正向壓降低等優(yōu)點(diǎn),但其反向擊穿電壓比較低,大多不高于60V,最高僅約100V,以致于限制了其應(yīng)用范圍。SBD不是利用P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體接觸形成PN結(jié)原理制作的,而是利用金屬與半導(dǎo)體接觸形成的金屬-半導(dǎo)體結(jié)原理制作的?!⌒ぬ鼗O管本設(shè)計(jì)的BOOST電路中采用了MBR2010