多單片機(jī)直流電源控制板設(shè)計(jì) -電源管理
0 引 言
多單片機(jī)直流電源控制板包括A/D采集與轉(zhuǎn)換、測(cè)量、顯示、同步、自動(dòng)相序判定、移相觸發(fā)、過(guò)流/ 過(guò)壓保護(hù)、缺相檢測(cè)等部分，與整流變壓器，蓄電池，儀表等部件一起構(gòu)成成套裝置。裝置有充電、穩(wěn)流、穩(wěn)壓等工作方式，可供發(fā)電廠，變電站，醫(yī)院，工廠等部門用作控制，操作或照明的直流電源。多單片機(jī)電源控制系統(tǒng)硬件電路簡(jiǎn)單清晰，數(shù)字觸發(fā)脈沖精度高，系統(tǒng)調(diào)節(jié)速度快、性能指標(biāo)和可靠性高。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1. 1 整流變壓器及主電路
整流變壓器及主電路的電路如圖1 所示。多單片機(jī)直流電源控制系統(tǒng)的變流主電路是三相橋式全控整流電路，整流變壓器一次側(cè)控制保護(hù)器件有繼電器、控制開關(guān)、熔斷器、電源指示燈等，一次側(cè)接380V交流電源。變壓器二次側(cè)作為三相橋式全控整流電路供電電源，主電路中有六個(gè)晶閘管，該電路中晶閘管的觸發(fā)脈沖電路必須滿足以下條件：
點(diǎn)擊看大圖
圖1 整流變壓器及主電路
?。?1） 觸發(fā)脈沖必須與主回路電源同步并有一定的移相范圍;（ 2） 觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度，以保證被觸發(fā)的晶閘管可靠導(dǎo)通;（ 3） 觸發(fā)脈沖的前沿應(yīng)盡量陡并具有足夠的功率。
1. 2 電源控制板硬件框圖
直流電源控制板由四片51 系列單片機(jī)組成，分別為GMS97C52，GMS97C51 和兩片AT89C2051。
GMS97 系列單片機(jī)由韓國(guó)LG 公司生產(chǎn)，與TntelMCS 51 系列單片機(jī)兼容，且具有低功耗、價(jià)格便宜、OT P（ One Time Pro grammable） 等特點(diǎn)。電源控制板硬件框圖如圖2 所示。
點(diǎn)擊看大圖
圖2 電源控制板硬件框圖
四塊單片機(jī)功能簡(jiǎn)介如下：
?。?1） U18 （ （ AT89C2051） 用于接收交流電壓，形成矩形同步脈沖，送U 20轉(zhuǎn)發(fā)移相脈沖; 同時(shí)用于判別相序、檢測(cè)斷線功能。
（ 2） U20 （ GMS97C52） 用于A/ D 采集測(cè)量，將采集到的測(cè)量值進(jìn)行數(shù)字濾波后與整定值比較，根據(jù)偏差值修改控制量，從而達(dá)到調(diào)整電流電壓的目的。同時(shí)將人機(jī)聯(lián)系的輸入值、修改電壓、電流的整定值存儲(chǔ)于E2 PROM，顯示參數(shù)和故障信息。
?。?3） U19 （ GMS97C51） 是供遠(yuǎn)控或成組用，接收遠(yuǎn)方控制信息并傳輸給U20 （ GMS97C52） ，同時(shí)處理由U20輸入的報(bào)警信息。
（ 4） U23 （ A T89C2051） ，接收移相脈沖，調(diào)整其寬度，輸出雙窄脈沖觸發(fā)晶閘管。
2 硬件設(shè)計(jì)
2. 1 同步脈沖形成電路
在三相橋式全控整流電路中，控制角是對(duì)應(yīng)的線電壓過(guò)零點(diǎn)，從全控橋整流電路4# ，6# ，2 # 晶閘管的K 端子分別取得abc 三相相電壓接入電路K2 c，K6 b，K4 a端子，如圖3 所示。該電路將兩相電壓接入光電耦合器U 32 ，U32 的4 腳輸出信號(hào)的負(fù)跳變時(shí)刻即為各相晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通的最早時(shí)刻，即在此時(shí)刻，配合中斷，從而實(shí)現(xiàn)同步。另外，因?yàn)槿嚯娫聪辔换ゲ?20 ，可以分析出，無(wú)論電源進(jìn)線接入的順序如何，相序關(guān)系只有正序和負(fù)序兩種，在軟件中可對(duì)其進(jìn)一步判別并對(duì)應(yīng)發(fā)出正確的六路觸發(fā)脈沖信號(hào)。
2. 2 驅(qū)動(dòng)電路
圖4 電路中RV6 ，R V12 ，C+ 12 起分流作用，能提高觸發(fā)電路的抗干擾能力，U 6 為輸出級(jí)功放晶體管，對(duì)來(lái)自單片機(jī)的觸發(fā)脈沖進(jìn)行功率放大，T8 是脈沖變壓器，L7 指示晶閘管工作情況，CF6和RL7能提高晶閘管抗干擾能力，降低門極輸入阻抗。
點(diǎn)擊看大圖
圖3 同步脈沖形成電路原理圖
評(píng)論排行