摘 要: 介紹了一種以51系列單片機為核心,以晶閘管為開關器件,輸出電壓連續(xù)可調的直流電源的硬件結構和軟件流程。該系統目前已應用在某高校船舶電站模擬實驗室,運行效果良好。
關鍵詞: 數字觸發(fā)器;晶閘管;單片機;連續(xù)可調
電源技術發(fā)展到今天,已融匯了電子、功率集成、自動控制、計算機等多領域的技術[1-3]。早期的線性電源輸出可調范圍窄,應用范圍受到很大的限制,自從20世紀80年代以來,開關電源以其體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點,在郵電通信、軍事裝備、交通設施等領域得到廣泛應用[4]。本文介紹一種以單片機為核心,設計數字觸發(fā)器以觸發(fā)晶閘管,通過晶閘管的開通與關斷實現電源電壓的變化[5],最終實現輸出電壓連續(xù)可調的直流電源。該電源充分利用了單片機的強大功能,順應了目前國外直流電源朝著數字化發(fā)展的趨勢,滿足輸出電壓寬范圍、可調的要求,并且該電源在軟件和硬件上都有很大的擴展空間,在本電源的基礎上稍做變動,就可以應用在許多領域中。
1 可調直流電源的硬件設計
可調直流電源的硬件原理框圖如圖1所示。系統硬件部分包括單片機模塊、按鍵設定電壓模塊、三項半控橋、數字觸發(fā)模塊、數據采集模塊、報警模塊和顯示模塊。
1.1 單片機模塊
從經濟、實用角度考慮,系統采用AT89S51單片機,它是整個系統的控制核心,對所采集的數據進行處理,并且針對不同的需求向其他模塊發(fā)出控制信號和指示信號。應用AT89S51實現數字觸發(fā)器的設計,實現對三相半控橋中三個晶閘管的輪流觸發(fā)。
1.2 三相半控橋
由于系統變壓器采用Δ/Y接法,所以本設計采用由晶閘管和二極管組成的三相半控橋。為了保證電路的可靠運轉,對晶閘管的選擇留有充分合理的裕量。電路中均考慮了過電壓、過電流情況下電路的保護問題。由于電容兩端電壓不能突變,所以在晶閘管兩端加阻容元件,進行過電壓保護。在三相中通過接快速熔斷器實現過電流保護。三相半控橋電路如圖2所示。