【正文】 。圖35 光電隔離及驅(qū)動(dòng)電路圖X359是一個(gè)帶有光電隔離器的功率放大電路，電路工作原理如下：當(dāng)VT 為“1”時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，使光敏三極管導(dǎo)通，于是 ，+5V電源通過(guò) VT和R輸出一驅(qū)動(dòng)電流，使GTR導(dǎo)通。當(dāng)V 變?yōu)椤?”時(shí)，發(fā)光二極管截止，光敏三極管截止，于是VT VT放電，給IGBT提供一個(gè)2V左右的反向偏壓，使快速可靠的截止。（1）大功率開(kāi)關(guān)管的計(jì)算，即，輸出380V的線電壓，要求直流側(cè)電源電壓. （）考慮到大功率絕緣柵雙極型晶體管的管壓降等，取=450V，則大功率絕緣柵雙極型晶體管的參數(shù)為 （） （）（2）三相整流橋電壓估算整流橋輸入側(cè)相電壓為直流側(cè)電壓值可估算如下：，則電動(dòng)機(jī)的輸入功率。，則直流側(cè)的功率為故直流側(cè)電流。取3倍裕量，則整流器輸出電流應(yīng)達(dá)到288A。整流二極管最高反電壓為： （）取兩倍裕量，則二極管耐壓應(yīng)可達(dá)940V?；谝陨蠑?shù)據(jù)，選用整流模塊DF300AA160作為整流器，其最大輸出電流為300A，最高耐壓為1600V。（3）LC濾波器參數(shù)計(jì)算 整流橋輸出端所并接的電容除濾除整流后的電壓紋波，并在負(fù)載變化時(shí)保持電平平穩(wěn)。另外脈寬調(diào)速系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)減速或停車(chē)時(shí)，儲(chǔ)存在電動(dòng)機(jī)和負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)部分的動(dòng)能將由電容器吸收，所以電容量較大（一般容量在幾千瓦系統(tǒng)中，電容要幾千微法）這里選兩個(gè)2000的電容并聯(lián)使用，使總?cè)萘窟_(dá)到4000，電壓按大于2倍電壓選取。濾波電感主要是用來(lái)限制電流脈動(dòng)和短路電流上升率，按絕緣柵雙極型晶體管三相橋式整流電電路限制電流脈動(dòng)的電感算式估算如下（取Si=10%） （）考慮到整流變壓器和電動(dòng)機(jī)存在一定的電感量，實(shí)際串聯(lián)電感為5mH。額定電流不小于96A的電抗器并聯(lián)。（4）交流側(cè)阻容吸收電路參數(shù)計(jì)算 按照絕緣柵雙極型晶體管三相橋式整流電路直流側(cè)阻容吸收電路參數(shù)算式進(jìn)行估算 （）三相整流橋中，，所以得 （） （）其中，選 CZJ系列電容。電阻的額定功率選為10W，選取RJ系統(tǒng)金屬膜電阻。VDVD2選用2CP1G，額定電流為25A，最高耐壓為1200V。大功率晶體管阻容保護(hù)電路 取電動(dòng)機(jī)起制動(dòng)電流為額定電流的3倍，BTIJ的關(guān)斷時(shí)間為。泵升電壓為50v為則 （）取為1200V 的電容，阻值取100(5) 電抗器參數(shù)計(jì)算與選擇對(duì)絕緣柵雙極型晶體管直流調(diào)速系統(tǒng)，當(dāng)負(fù)載電流較小，會(huì)出現(xiàn)電流斷續(xù)的現(xiàn)象，使電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變軟，影響系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能。電動(dòng)機(jī)電樞電感一般較小，不能滿(mǎn)足電流連續(xù)的要求，故必須在絕緣柵雙極型晶體管輸出電路中串入電抗器。其臨界電感量Lcr計(jì)算公式為 （）(6) 關(guān)于IGBT的選擇對(duì)于PWM變換器主電路大功率IGBT的選擇，則需要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電壓和額定電流來(lái)選擇。絕緣柵雙極型晶體管的最大集電極電流ICM應(yīng)大于最大工作電流；IGBT的耐壓應(yīng)根據(jù)反向擊穿電壓U(BR)CEO來(lái)估算。工程實(shí)踐中，可按式32選擇絕緣柵雙極型晶體管的電壓和耐壓 （） 主電路器件表器件名稱(chēng) 器件型號(hào) 器件數(shù)量 器件功能三相電源YF31001供電熔斷器OHB145J121保護(hù)電路二極管2CP1G14開(kāi)關(guān)作用IGBTMG100Q1ZS404開(kāi)關(guān)作用電阻RJ系統(tǒng)金屬膜電阻7分壓分流電容CZJ系列6濾波電抗器CKGKL1平波 第五章 系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì) 降壓斬波電路斬波電路的典型用途之一是拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)，也可帶蓄電池負(fù)載，兩種情況下負(fù)載中均會(huì)出現(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)，如圖51中Em所示工作原理，兩個(gè)階段t=0時(shí)V導(dǎo)通，E向負(fù)載供電，uo=E，io按指數(shù)曲線上升t=t1時(shí)V關(guān)斷，io經(jīng)VD續(xù)流，uo近似為零，io呈指數(shù)曲線下降為使io連續(xù)且脈動(dòng)小，通常使L值較大 降壓斬波電路的原理圖電流連續(xù)時(shí)，負(fù)載電壓平均值 （）導(dǎo)通占空比，簡(jiǎn)稱(chēng)占空比或?qū)ū萓o最大為E，減小a，Uo隨之減小??降壓斬波電路。也稱(chēng)為Buck變換器（Buck Converter）。負(fù)載電流平均值 （）電流斷續(xù)時(shí)，uo平均值會(huì)被抬高，一般不希望出現(xiàn)斬波電路三種控制方式（1）脈沖寬度調(diào)制（PWM）或脈沖調(diào)寬型——T不變，調(diào)節(jié)ton（2）頻率調(diào)制或調(diào)頻型——ton不變，改變T（3）混合型——ton和T都可調(diào)，使占空比改變其中PWM控制方式應(yīng)用最多基于“分段線性”的思想，可對(duì)降壓斬波電路進(jìn)行解析 AT89C51單片機(jī)介紹單片機(jī)采用ATMEL公司的89C51。它有8K 字節(jié)的ROM，256個(gè)字節(jié)的RAM 以及32個(gè)I/O 口。本讀寫(xiě)器以AT89C51為內(nèi)核。ATMEL公司生產(chǎn)的此型號(hào)單片機(jī)是一種低功耗、高性能的8位CMOS微處理器芯片。片內(nèi)帶有4KB的閃爍可編程及可檫除只讀存儲(chǔ)器，外部可擴(kuò)展64K的程序空間和64K的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間（I/O空間）。與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的80C51指令集相兼容，DIP40封裝。片上的EPROM允許在線對(duì)程序存儲(chǔ)器重新編程，也可以用常規(guī)的非易揮發(fā)存儲(chǔ)芯片編程器編程。，： AT89C51引腳圖它的特點(diǎn)可歸納為：與MCS51微控制器產(chǎn)品系列兼容。片內(nèi)有4KB可在線重復(fù)編程的快閃檫寫(xiě)存儲(chǔ)器（Flash Memory）。存儲(chǔ)器可循環(huán)寫(xiě)入/擦除1000次。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)保存時(shí)間為10年。寬工作電壓范圍：Vcc可為：～6V。全靜態(tài)工作：可從0Hz～16MHz。1288位內(nèi)部RAM。32條可編程I/0線。兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。中斷結(jié)構(gòu)具有6個(gè)中斷源和2個(gè)優(yōu)先級(jí)?？删幊倘p工串行通道?？臻e狀態(tài)維持低功耗和掉電狀態(tài)保存存儲(chǔ)內(nèi)容。且有豐富的尋址命令集。 AT89C51的引腳功能表引腳符號(hào)功能40Vcc電源端，為+5V20GND接地端18XTAL2接外部晶體和微調(diào)電容。采用外部時(shí)鐘電路，輸入外部時(shí)鐘脈沖19XTAL1接外部晶體和微調(diào)電容另一端。采用外部時(shí)鐘電路時(shí)，必須接地9RST/VPDRST是復(fù)位信號(hào)接入端，高電平有效。VPD是備用電源輸入端30ALE/ALE低字節(jié)地址鎖寸允許輸入端。編程脈沖輸入端29程序存儲(chǔ)允許輸出信號(hào)端31/Vpp外部程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)允許信號(hào)。當(dāng)信號(hào)接地時(shí),對(duì)ROM的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器,當(dāng)接VCC時(shí),對(duì)ROM的讀操作從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開(kāi)始,該引腳可接編程電壓,在編程校驗(yàn)時(shí),該引腳可接Vcc.32－39P0口漏極開(kāi)路的8位準(zhǔn)雙向I/O端口1－8P1口帶內(nèi)部上拉電阻的8位標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)雙向I/O口21－28P2口帶內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口10－17P3口帶內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，每個(gè)引腳還有特殊功能 顯示模塊的設(shè)計(jì)數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。選擇8155作為顯示和鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)芯片，顯示原理從8155的PB口輸出要顯示的數(shù)據(jù)再經(jīng)過(guò)74LS373驅(qū)動(dòng)后通過(guò)拉作為為數(shù)碼管的BCD輸入。同時(shí)單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路控制，顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管。： 顯示電路圖 鍵盤(pán)模塊的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)鍵盤(pán)采用行列式設(shè)計(jì)，矩陣鍵盤(pán)又稱(chēng)行列鍵盤(pán)，它是用四條I/O線作為行線，四條I/O線作為列線組成的鍵盤(pán)。在行線和列線的每個(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵。這樣鍵盤(pán)上按鍵的個(gè)數(shù)就為4*4個(gè)。這種行列式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)能有效地提高單片機(jī)系統(tǒng)中I/O口的利用率。常見(jiàn)的鍵盤(pán)布局如圖1所示。一般由16個(gè)按鍵組成，在單片機(jī)中正好可以用一個(gè)P口實(shí)現(xiàn)16個(gè)按鍵功能，這也是在單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的形式，4*4矩陣鍵盤(pán)的內(nèi)部電路如圖2所示。當(dāng)無(wú)按鍵閉合時(shí)PA0PA3與PC0PC3之間開(kāi)路。當(dāng)有鍵閉合時(shí)，與閉合鍵相連的兩條I/O口線之間短路。判斷有無(wú)按鍵按下的方法是：第一步，置列線PA0PA3為輸入狀態(tài)，從行線PC0PC3輸出低電平，讀入列線數(shù)據(jù)，若某一列線為低電平，則該列線上有鍵閉合。第二步，行線輪流輸出低電平，從列線PA0PA3讀入數(shù)據(jù)，若有某一列為低電平，則對(duì)應(yīng)行線上有鍵按下。綜合一二兩步的結(jié)果，可確定按鍵編號(hào)。但是鍵閉合一次只能進(jìn)行一次鍵功能操作，因此須等到按鍵釋放后，再進(jìn)行鍵功能操作，否則按一次鍵，有可能會(huì)連續(xù)多次進(jìn)行同樣的鍵操作。： 鍵盤(pán)電路圖時(shí)鐘電路是計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。89C51片內(nèi)有一個(gè)反相放大器，XTALXTAL2引腳分別為該反相器的輸入端和輸出端，該反相放大器與片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成了一個(gè)自激振蕩器，產(chǎn)生的時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件。單片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式兩種，在本次設(shè)計(jì)中電路的采用的方式為內(nèi)部方式。89C51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。反相器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2，在XTAL1和XTAL2兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。單片機(jī)也可使用外部振蕩器脈沖信號(hào)，由XTAL2端輸入，直接接至內(nèi)部時(shí)鐘電路