【正文】
cept, called essential coupling path models, derived from a circuit theoretical viewpoint, means that the simplest models contain the dominant noise sources and the dominant noise coupling paths, which can provide a full feature of the EMI generations. Applying the new idea, this work investigates the conducted EMI coupling in an AC/DC halfbridge converter. Three modes of conducted EMI noise are identified by time domain measurements. The lumped circuit models are derived to describe the essential coupling paths based on the identification of the EMI coupling modes. Meanwhile, this study illustrates the extraction of the parameters in the aforedescribed models by measurements, and demonstrates the significance of each coupling path in producing conducted EMI. It is shown that the proposed method is very effective and accurate in identifying and capturing EMI features. The equivalent models of EMI noise are sorted out by just a few simple measurements. Under these approaches, EMI performance can be predicted together with the filtering strategies. (Publications: Identification of essential coupling path models for conducted EMI prediction in switching power converters, IEEE Transactions on Power Electronics, 2006。Huang C Y D。根據(jù)仿真分析顯示結果圖,本系統(tǒng)能夠達到希望目標5V15V之間輸出可調(diào),步進可控,輸出顯示和實際值方向一致,總的說來到這里已經(jīng)完成了這本設計要求。(3)設置撥碼開關為增加模式,恒定負載,檢查是否按設計時的電壓輸出。電源板加控制板聯(lián)調(diào):(1)電源模塊,控制板連接無誤后,加上電源,檢查空載時,并機輸出可否達到15V??刂瓢逭{(diào)試:(1) 控制板與單電源模塊調(diào)節(jié)好后,加上工作電源,觀察是否有軟啟動功能,最終輸出是否依然能穩(wěn)定到15V。(3) 調(diào)節(jié)電源模塊電壓采樣電位器,使模塊輸出(隔離二極管之后,只帶假負載)為15V。 仿真方法電源模塊調(diào)試:(1) 不加DC模塊,將供電電源模塊電壓電位器調(diào)至是采樣電壓輸出最大處查看電源是輸出是否正常。開始啟動轉換A/D轉換結束?輸出轉換結果數(shù)值轉換顯示結束 D/A程序設計A/D轉換子程序用來控制對輸入的模塊電壓信號的采集測量,并將對應的數(shù)值存入相應的內(nèi)存單元。YY開始系統(tǒng)及個功能模塊初始化調(diào)用鍵盤掃描函數(shù)有鍵按下預置電壓值步進加?步進減?步進加一步進減一D/A數(shù)值+10D/A數(shù)值10超過預置改變當前值D/A輸出顯示預置值A/D采樣計算電壓值顯示各參數(shù)返回NN 鍵盤掃描程序設計本系統(tǒng)的按鍵主要是用于對數(shù)據(jù)數(shù)字量進行控制,現(xiàn)對按鍵的功能簡述如下:S1鍵是功能鍵,切換需要選擇調(diào)整的位,SS3鍵分別對數(shù)據(jù)進行加的操作,S4,S5是減鍵。 LCD與單片機接口間的設計第四章 程序設計 主程序流程圖的設計系統(tǒng)初始化后,通過上下調(diào)整鍵,步進IV調(diào)整;當預設鍵按下,系統(tǒng)進入預設訓整,通過上下調(diào)整鍵lV步進調(diào)整,完成按確定鍵,系統(tǒng)輸出預設值。(5)液晶6端為使能信號,是操作時必須的信號。(3)液晶4端為向液晶控制器寫數(shù)據(jù)/寫命令選擇端。(2)液晶3端為液晶對比度調(diào)節(jié)端,通過一個10K電位器接地來調(diào)節(jié)液晶顯示對比度。1602字符型LCD引腳說明引腳說明如表33所示。其中:按鍵與單片機的P3口的高位地址相連,每個按鍵上,帶上上拉電阻。利用該電路可以用數(shù)碼管來顯示0-255個數(shù)字量,圖中,采用MAX7219作為數(shù)碼驅(qū)動電路,若將MAX517的輸出引腳連接到示波器上,還可以顯示相應的模擬電壓的變化情況。 D/A電路設計。STC89C52收到數(shù)據(jù)之后,再給MAX517發(fā)一個應答信號。然后,在給MAX517一個控制位字節(jié),MAX517收到控制位字節(jié)位后,再給STC89C52發(fā)一個應答信號。 MAX517的一個地址字節(jié)格式如下表31:表31地址字節(jié)格式BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT001011AD1AD00MAX517的控制字節(jié)格式如下表32:表32控制字格式BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0R2R1R0RSTPDXXA0MAX517的工作時序 首先應給MAX517一個地址位字節(jié)。若數(shù)據(jù)線SDA改變時,必須在時鐘線SCL為低電平時方可進行。所有的操作必須在開始之后進行; (三)當SCL為高電平時,SDA電平由低變?yōu)楦邥r,數(shù)據(jù)傳送結束。因為總線已集成在片內(nèi),所以大大縮短了設計時間,此外,在從系統(tǒng)中移去或增加集成電路芯片時,對總線上的其它集成芯片沒有影響。AD1AD0VDDOUT1/REF0SDASCLGNDOUT087654321DIP/S0PMAX517TOP VIEW max517 引腳頂視圖 D/A芯片I2C總線數(shù)據(jù)通信基本協(xié)議總線的特點及基本通信協(xié)議總線的特點及基本通信協(xié)議總線的特點及基本通信協(xié)議I2C總線是Philips公司開發(fā)的一種簡單、雙向二線制同步串行總線。各引腳的具體說明如下: 1腳(OUT):D/A轉換輸出端; 2腳(GND):接地; 3腳(SCL):時鐘總線; 4腳(SDA):數(shù)據(jù)總線; 6腳(AD1,AD0):用于選擇哪個D/A通道的轉換輸出由于MAX517只有一個D/A,所以,使用時,這兩個引腳通常接地。A/D系統(tǒng)TLC549與STC89C52的硬件連接硬件設計 TLC549與STC89C52的硬件連接圖 D/A模塊設計 D/A芯片功能介紹MAX517 引腳頂視圖MAX517是MAXIM公司生產(chǎn)的8位電壓輸出型DAC數(shù)模轉換器,它帶有I2C總線接口,允許多個設備之間進行通訊。該硬件電路中,采用MAX813作為看門狗電路,既可自動復位,也可手工復位。 TL549工作時序圖。直到 A/D轉換完成前的這段時間內(nèi),TLC549 的控制邏輯要求:或者/CS保持高電平,或者 I/O CLOCK 時鐘端保持36個系統(tǒng)時鐘周期的低電平。AD1I/O CLKVCCGNDREFANLGREF+87654321DIP/S0PTLC549TOP VIEW TLC549引腳 TLC549工作時序當/CS變?yōu)榈碗娖胶?,TLC549芯片被選中,同時前次轉換結果的最高有效位MSB (A7)自 DATA OUT 端輸出,接著要求自 I/O CLOCK端輸入8個外部時鐘信號,前7個 I/O CLOCK信號的作用,是配合 TLC549 輸出前次轉換結果的 A6A0 位,并為本次轉換做準備:在第4個 I/O CLOCK 信號由高至低的跳變之后,片內(nèi)采樣/保持電路對輸入模擬量采樣開始,第8個 I/O CLOCK 信號的下降沿使片內(nèi)采樣/保持電路進入保持狀態(tài)并啟動 A/D開始轉換。 ANALOGIN:模擬信號輸入端,0ANALOGINVCC當 ANALOGINREF+電壓時,轉換結果為全“1”(0FFH),ANALOGINREF電壓時,轉換結果為全“0”(00H)。 /CS:芯片選擇輸入端,要求輸入高電平 VIN2V,輸入低電平 。 VCC:系統(tǒng)電源3VVCC6V 。REF-:負基準電壓輸入端, 。TLC549 。 時鐘電路 A/D模塊設計TLC549是 TI公司生產(chǎn)的一種低價位、高性能的8位 A/D轉換器,它以8位開關電容逐次逼近的方法實現(xiàn) A/D轉換,其轉換速度小于 17us,最大轉換速率為 40000HZ,4MHZ典型內(nèi)部系統(tǒng)時鐘,電源為 3V至 6V。CPU執(zhí)行一條指令的各個微操作所對應時間順序稱為單片機的時序。單片機的復位方式有上電自動復位和手動復位兩種,只要Vcc上升時間不超過1ms,它們都能很好的工作。當震蕩器起振后,只要該引腳上出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平即可確保時器件復位。 最小系統(tǒng)設計單片機在啟動運行時都需要復位,使CPU和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài),并從這個狀態(tài)開始工作。負載DC/DC微控制單元鍵盤輸入輸入顯示AD轉換PWMDA~220V~18V隔離變壓器整流濾波系統(tǒng)供電 系統(tǒng)整體框圖 單片機模塊的設計 STC89C52性能簡介STC89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓,高性能CMOS 8位單片機,片內(nèi)含有4KB的可反復擦寫的只讀程序存儲器和128字節(jié)的隨機存儲器。利用單片機STC89C52和一些電路對輸出電壓進行探測。它與集成電路相結合,組成一個輸出電壓可以認為設定,通過按鍵的鍵值來設定DA的數(shù)值量,然后又單片機把按鍵設定的鍵值送入DA芯片,由DA芯片來輸出模擬信號改變反饋量,在電源的輸出端采樣電壓,輸入端用AD 模數(shù)轉對輸出電壓進行采樣,進而對DA反饋進行電壓自動調(diào)節(jié)。計算允許的最大紋波峰峰值 故選取濾波電容C=4700uF/16V。由此計算得到允許紋波的峰—峰值。 輔助工作電源電路177。 工作輔助電源參數(shù)設計由AC/AC、AC/DC、DC/DC等幾部分組成。橋式整流與半波流的相比,輸出電壓的脈動小很多。如圖(a)工作電源。 電感最小值、濾波電容及電流峰峰值的計算公式如下:Lmin=[(UiUo) / 2Io]TonCUoToFF / (8LfUo)Iop=ILP=[[(UiUo) / 2L]Ton + Io通過理論計算后,結合實際情況選擇了2mH的電感和470uF的電容。輸出電壓變化時,1腳得到的反饋信號也相應變化,同2腳上的基準電壓比較后經(jīng)誤差放大器輸出,也即加在芯片內(nèi)的PWM比較器同相輸入端的電壓信號相應發(fā)生變化,使得芯片輸出的PWM占空比相應變化,從而使輸出電壓穩(wěn)定。作限流保護作用。該電路是以TL494為核心的單端PWM降壓型開關穩(wěn)壓電路。所以,無論T和D的狀態(tài)如何,負載電流方向始終不變。為高電平時,飽和導通,Ui通過T給電感L充電儲能,充電電流幾乎線性增大;D受到反壓截止;濾波電容C對負載電阻放電;當U。的控制。為矩形波(也是PWM的輸m),電感L和電容C組成濾波電路,D為續(xù)流二極管。 TL494內(nèi)部結構電路圖根據(jù)以上所述資料。R1C14和C6組成了閉環(huán)校正網(wǎng)絡,然后通過分析得出該電源的T作頻率為30kHz,又因為6腳為振蕩器的RT. CT輸入端,決定工作頻率。在本控制器中只劇到了TL494的誤差放大器I,戰(zhàn)將誤著放大器的IN(16腳)接地、IN(15腳)接高電平。2腳和1 16腳分別為兩個電壓比較器輸入端,由于本次設計的電源只對一路電壓輸出,所以只需要一綢比較器,所以把116腳分別接V。其內(nèi)旗一個線性鋸齒波振蕩器,振蕩頻率可通過一個外部電阻和一個電容進行調(diào)節(jié)。輸入濾波DC/DC變換輸出濾波電阻控制IC控制脈沖電壓反饋二極管微機調(diào)節(jié)信號給定電壓采樣24V+ DC/DC電路實現(xiàn)本設計采用以TL494芯片為核心的PWM控制器。從而達到所需的穩(wěn)定電壓值的目的。用電感的儲能特性來實現(xiàn)升降壓,電路控制復雜。拓撲三:升降壓斬波電路(BoostBuck Chopper)。并聯(lián)開關電路原理與串聯(lián)開關電路類似,但此電路為升壓型電路,開關導通時電感儲能,截止時電感能量輸出。該電路屬于降壓型電路,能夠達到題目要求的515V的輸出電壓。輸入輸出隔離的方式雖然安全,但是由于隔離變壓器的漏磁和損耗等會造成效率的降低,而本題沒有要求輸入輸出隔離,具體有以下幾種:拓撲一:降壓斬波電路(Buck Chopper)。在控制開關關斷期間Toff,儲能電感L將產(chǎn)生反電動勢