Catu daya cerdas yang stabil dari komputer mikro chip tunggal
Catu daya DC adalah instrumen elektronik umum, banyak digunakan dalam pengajaran percobaan dan penelitian ilmiah dan bidang lainnya. Sebagian besar catu daya DC stabil yang digunakan saat ini memiliki banyak kekurangan, sehingga tingkat kegagalannya tinggi. Catu daya yang diregulasi secara cerdas, dirancang dan diproduksi dengan mikrokomputer chip tunggal sebagai intinya, tidak hanya sirkuit yang sederhana, harga yang murah, dan kinerja yang sangat baik. Catu daya yang diregulasi secara cerdas dapat menggunakan mikrokomputer chip tunggal untuk menyiapkan sistem perlindungan dan pemantauan menyeluruh untuk memastikan operasi catu daya yang andal.
Ini memiliki nilai guna tinggi dan cocok untuk optimalisasi biaya rendah dari catu daya stabil DC di laboratorium sekolah.
1 Prinsip Sistem
Perangkat ditunjukkan pada Gambar 1. Catu daya stabil yang cerdas ini didasarkan pada catu daya switching dan mikrokomputer chip tunggal berkinerja tinggi sebagai inti kontrol untuk membentuk sirkuit pemrosesan data. Dengan dukungan perangkat lunak deteksi dan kontrol,
Arus dan tegangan keluaran sumber disampel dan dibandingkan dengan data yang diberikan untuk menyesuaikan dan mengontrol kondisi kerja catu daya switching, sambil memantau suhu kerja dan arus keluaran dari rangkaian switching.
2 Desain perangkat keras
Gambar 1 Blok diagram catu daya stabil cerdas
Tegangan input, data saat ini, suhu dan lebar pulsa penyesuaian data dari keyboard
2. 1 mikrokomputer chip tunggal merupakan sistem mikrokomputer chip tunggal dari catu daya stabil yang cerdas
**** Sistem memilih 8051 sebagai CPU di sini, termasuk 16kRAM (chip 62128 memori data) dan 32kROM (chip 27256 memori program), dan 1kEEROM. EEROM digunakan untuk menyimpan data terakhir dan seterusnya .. Mikrokontroler membaca data dari EEROM untuk mengontrol output daya setiap kali dihidupkan. Selain itu, sepotong sirkuit terintegrasi 8155 diperluas untuk melengkapi port 8051 IΠO, di mana port A 8155 digunakan sebagai output, menyediakan port data tampilan LED, port B digunakan sebagai port input keyboard, dan port C digunakan sebagai output, memberikan sinyal pulsa eksitasi dari rangkaian penyesuaian sakelar. Lihat diagram blok spesifik
Gambar 2.
2.2 Saluran input sensor dan konversi AΠD Sistem mikrokomputer chip tunggal mendeteksi arus dan tegangan melalui sensor arus dan tegangan, dan mengukur dua sinyal analog, yang pertama kali diperkuat oleh amplifier masing-masing untuk menjadi sinyal yang cocok dari konverter AΠD, dan dikirim ke sakelar pemilih multi-saluran CD4051. Konverter AΠD mengubah AΠD menjadi sinyal digital, yang kemudian dikirim ke mikrokomputer chip tunggal 8051 melalui photocoupler. Sensor suhu menggunakan saklar penyesuaian suhu solid-state AD22105 yang diperkenalkan oleh ADI di sini, dan perubahan konversi outputnya secara langsung dimasukkan ke 8051.
34
2. 3 Sirkuit menghasilkan sinyal kontrol tabung beralih Untuk kontrol yang tepat
3 desain perangkat lunak
Untuk output tegangan dari rangkaian sakelar, sistem ini mengadopsi metode kontrol modulasi lebar pulsa untuk menyesuaikan kondisi kerja tabung sakelar. Menurut algoritma kontrol tegangan (algoritma kontrol PID yang ditingkatkan dapat digunakan), atur 8155 untuk menghasilkan sinyal gelombang persegi dengan siklus tugas yang berbeda (0 ～ 90%), dan output tegangan yang disetel melalui sirkuit penyesuaian sakelar saklar kontrol photocoupler.
2. 4 Sistem pemantauan dan perlindungan Untuk membuat catu daya yang diregulasi secara cerdas bekerja dengan andal dan aman, sistem ini dilengkapi dengan beberapa sistem pemantauan dan perlindungan, terutama termasuk perlindungan panas berlebih, perlindungan arus lebih, dan perlindungan hubung singkat.
2. 5 Keyboard dan sirkuit tampilan Bagian keyboard dan * display catu daya stabil yang cerdas dipasang pada panel operasi instrumen.Ini terdiri dari 8 tabung digital LED, 3 indikator LED dan 16 tombol, di mana 4 tabung digital menampilkan tegangan catu daya. , Tabung digital 4 digit menampilkan arus, dan 3 lampu berfungsi sebagai tampilan alarm. Keyboard dan sirkuit tampilan terhubung ke 8051 melalui sirkuit antarmuka 8155.
Gambar 3 Diagram alur program utama
Perangkat lunak sistem terdiri dari program utama, dua program layanan interupsi dan subprogram, yang mengontrol catu daya yang diatur cerdas agar bekerja secara tertib.
Diagram alur program utama ditunjukkan pada Gambar 3.
Dalam proses inisialisasi, atur ulang setiap port 8051 terlebih dahulu, lalu baca data yang disimpan sebelum shutdown terakhir dari EEROM, kendalikan sirkuit sakelar, dan tampilkan. Setelah inisialisasi selesai, interupsi dihidupkan. Jika
Jika ada permintaan interupsi, jawab, jika tidak, lakukan pengambilan sampel data dan baca nilai yang diberikan, kemudian lakukan pemrosesan data. Jika terjadi korsleting atau arus berlebih, hubungi subrutin perlindungan alarm. Jika tidak terjadi korsleting atau kelebihan arus, hubungi perlindungan alarm Dalam subrutin, jika tidak ada hubungan arus pendek atau kondisi arus berlebih, lebar pulsa akan diatur ulang sesuai dengan algoritma kontrol tegangan untuk mengaktifkan rangkaian switching. Dua program layanan interupsi adalah program alarm perlindungan deteksi panas dan program pengaturan keyboard, dan subrutin adalah program alarm perlindungan.
Catu daya stabil yang dirancang cerdas tidak hanya dapat digunakan sebagai catu daya eksperimental penelitian ilmiah konvensional, tetapi juga dapat menghasilkan tegangan keluaran yang terus berubah dari catu daya yang distabilkan melalui metode pemrograman perangkat lunak, sebagai produk elektronik (seperti efisiensi audio, dll.) Kinerja (seperti zero drift, Distorsi dinamis, dll.) Menguji catu daya, sehingga untuk mencapai tujuan multi guna, tingkatkan efisiensi instrumen.