關於一種高性能的交流穩壓電源的設計
發布時間:2013-01-07 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】目(mu)前(qian)我(wo)國(guo)在(zai)用(yong)電(dian)高(gao)峰(feng)期(qi),電(dian)網(wang)超(chao)負(fu)荷(he)運(yun)行(xing),電(dian)網(wang)電(dian)壓(ya)太(tai)低(di),而(er)在(zai)用(yong)電(dian)低(di)穀(gu)期(qi),電(dian)網(wang)電(dian)壓(ya)太(tai)高(gao),這(zhe)種(zhong)電(dian)壓(ya)大(da)幅(fu)度(du)波(bo)動(dong)的(de)現(xian)象(xiang),很(hen)容(rong)易(yi)給(gei)一(yi)些(xie)用(yong)電(dian)設(she)備(bei)帶(dai)來(lai)損(sun)害(hai)。特(te)別(bie)是(shi)不(bu)斷(duan)出(chu)現(xian)的(de)各(ge)種(zhong)智(zhi)能(neng)化(hua)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)、個人電腦等家用電器,對電源質量的要求越來越高,這就需要研製一種高性能的交流穩壓電源。
當dang前qian市shi場chang上shang的de交jiao流liu穩wen壓ya電dian源yuan有you繼ji電dian器qi控kong製zhi和he伺si服fu電dian機ji控kong製zhi的de交jiao流liu穩wen壓ya電dian源yuan兩liang類lei,前qian者zhe是shi一yi種zhong有you級ji調tiao整zheng,價jia格ge低di廉lian,效xiao率lv較jiao高gao,但dan由you於yu是shi有you級ji調tiao整zheng造zao成cheng電dian壓ya跳tiao動dong和he瞬shun間jian斷duan電dian,用yong於yu計ji算suan機ji及ji帶dai微wei電dian腦nao的de家jia用yong電dian器qi、智能化儀器儀表等容易造成故障。後者是一種無級調整、效率高、調壓範圍寬、波bo形xing失shi真zhen小xiao,但dan是shi功gong能neng比bi較jiao單dan一yi,性xing能neng和he可ke靠kao性xing欠qian佳jia,沒mei有you實shi現xian智zhi能neng化hua,不bu能neng數shu字zi顯xian示shi,更geng沒mei有you定ding時shi輸shu出chu和he鬧nao鍾zhong作zuo用yong。為wei此ci,我wo們men研yan製zhi的de單dan片pian機ji控kong製zhi多duo功gong能neng交jiao流liu穩wen壓ya電dian源yuan,具ju有you穩wen壓ya精jing度du好hao、效率高、適用範圍寬,且能自動連續調壓,波形失真小,特別是由於采用了單片機,實現了智能化,具有數字顯示輸出電壓、穩壓精度、時間、定時起止時間、鬧鍾時間等功能,參數可以由用戶修改,而且既可以作交流穩壓電源,又可以作定時輸出電源。
工作原理
這種多功能交流穩壓電源采用89C2051單片機進行控製,電路原理如圖1所示。將市電電壓變化和負載變化情況,通過取樣電路,經LM331組成的V/F電路轉換為脈衝信號,送入單片機進行處理,算出電壓,再與用戶預置的允許電壓比較來控製伺服電機,進而控製環形自耦變壓器調整輸出電壓,使輸出電壓保持穩定,控製部分采用高速電子開關和達林頓管組成的驅動電路,所以靈敏度高、噪聲低。單片機輸出的顯示內容由74LS164組成的串入/並出電路驅動的五位LED顯示。單片機通過三條可編程I/O線完成多項顯示項目。參數的顯示和修改類似於電子手表,用戶容易理解和掌握,顯示內容及意義如下:
0220實時輸出電壓為220V
110.28實時時間為10點28分
206.306點30分鬧鍾啟動
303.04穩壓精度為上限3%,下限4%
410.3010點30分為定時電源接通
511.0011點定時電源斷開

圖1:原理框圖
用戶能直觀了解輸出電壓、時(shi)間(jian)等(deng),能(neng)修(xiu)改(gai)穩(wen)壓(ya)精(jing)度(du)及(ji)鬧(nao)鍾(zhong)時(shi)間(jian),根(gen)據(ju)用(yong)戶(hu)預(yu)置(zhi)定(ding)時(shi)起(qi)止(zhi)時(shi)間(jian),自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)定(ding)時(shi)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu),控(kong)製(zhi)定(ding)時(shi)電(dian)路(lu)準(zhun)時(shi)接(jie)通(tong)電(dian)源(yuan),準(zhun)時(shi)斷(duan)開(kai)電(dian)源(yuan)。
這種多功能交流穩壓電源,還具有延時輸出功能,在斷電後又來電時,能準確延時5分鍾後輸出,延時精度高,延時時間誤差<1s。 還具有過壓、欠壓、過流等保護電路。
因此,該穩壓電源具有精度高、響應速度快、波形失真小、效率高、體積小、智能化程度高等許多優點。

圖2:主程序

圖3:中斷子程序
主要性能指標
市電輸入:150V~245V;
穩壓輸出:220V±1%(精度可由用戶根據需要修改);
定時穩壓電源額定功率:3000W;
延時穩壓電源額定功率:3000W;
時間誤差:<1s/d;
延時時間:5min±1s;
定時穩壓電源開機時間:0~24h(可由用戶配置);
定時穩壓電源關機時間:0~24h(可由用戶配置);
鬧鍾時間:0~24h(可由用戶預置);
過壓保護電壓:>250V;
欠壓保護電壓:<145V;
具有過流保護作用;
顯示電壓、時間、穩壓精度、定時起止時間、鬧鍾時間。
軟件流程圖
軟件主要有主程序和中斷子程序兩部分(見圖2、圖3),zhuchengxujiancedaoshijianbianhuahouyuyuzhidenaozhongshijianhedingshishuchushijianxiangbijiao,genjubijiaojieguolaikongzhixiangyingdeshuchu。zhuchengxuhaifuzexianshihechulianjianxinhao。zhongduanzichengxuzhuyaowanchengdianyacaiyanghekongzhisifudianjidezhuandongdenggongneng。
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