Fuente de alimentación inteligente de microordenador de un solo chip

La fuente de alimentación regulada por CC es un instrumento electrónico común, ampliamente utilizado en experimentos de enseñanza e investigación científica. La mayoría de las fuentes de alimentación estabilizadas de CC actuales tienen muchas deficiencias, por lo que la tasa de fallas es alta. La fuente de alimentación estabilizada inteligente diseñada y fabricada con un solo chip como núcleo no solo es simple en circuito, de bajo precio y excelente rendimiento. La fuente de alimentación inteligente con voltaje estabilizado puede usar el microordenador de un solo chip para configurar un sistema de monitoreo de protección exhaustivo para garantizar el funcionamiento confiable de la fuente de alimentación.

Tiene un alto valor de uso, adecuado para la optimización de bajo costo de la fuente de alimentación de CC estabilizada para laboratorios escolares.

1 principio del sistema

El dispositivo se muestra en la Figura 1. Esta fuente de alimentación estabilizada inteligente utiliza una fuente de alimentación conmutada como circuito básico y un microordenador de un solo chip de alto rendimiento como núcleo de control para formar un circuito de procesamiento de datos. Con el soporte del software de detección y control, la fuente de alimentación se enciende

La corriente y el voltaje de salida de la fuente se comparan con los datos dados por muestreo de datos, para ajustar y controlar el estado de funcionamiento de la fuente de alimentación de conmutación, y al mismo tiempo controlar la temperatura de trabajo y la corriente de salida del circuito de conmutación.

2 Diseño de hardware

Figura 1 Diagrama de bloques de la fuente de alimentación regulada inteligente

Voltaje de entrada, datos y temperatura actuales, número de ajuste de ancho de pulso desde el teclado

2. 1 SCM conforma el sistema Fuente de alimentación estabilizada inteligente SCM

**** El sistema aquí selecciona 8051 como CPU, que incluye 16kRAM (memoria de datos del chip 62128) y 32kROM (memoria de programa del chip 27256) y 1kEEROM. EEROM se usa para guardar los últimos datos, etc., y el microcontrolador lee los datos del EEROM para controlar la potencia de salida cada vez que se enciende. Además, se agrega un circuito integrado 8155 para complementar el puerto I51 de 8051. Entre ellos, el puerto A de 8155 se usa como salida para proporcionar el puerto de datos de la pantalla LED, el puerto B se usa como puerto de entrada de teclado y el puerto C se usa como salida para proporcionar señales de pulso de excitación del circuito de ajuste del interruptor. Ver el diagrama de bloques específico

Figura 2.

2. El canal de entrada del sensor y el sistema de un solo chip de conversión AΠD detectan la corriente y el voltaje a través de los sensores de corriente y voltaje, y miden las dos señales analógicas, que primero son amplificadas por sus respectivos amplificadores para convertirse en la señal correspondiente del convertidor AΠD, y se envían al interruptor de selección múltiple CD4051. El convertidor AΠD, después de la conversión AΠD, se convierte en una señal digital y luego se envía al microordenador de un solo chip 8051 a través del fotoacoplador. El sensor de temperatura adopta el interruptor de ajuste de temperatura de estado sólido AD22105 introducido por ADI, y su cambio de conversión de salida se ingresa directamente a 8051.

34

2. Circuito de generación de señal de control de tubo de 3 interruptores Para un control preciso

3 Diseño de software

La salida de voltaje del circuito del interruptor, este sistema adopta el modo de control de modulación de ancho de pulso para ajustar el estado de funcionamiento del tubo del interruptor. De acuerdo con el algoritmo de control de voltaje (se puede usar un algoritmo de control PID mejorado), configure 8155 para generar señales de onda cuadrada con diferentes relaciones de trabajo (0 ～ 90%), y ajuste el circuito para emitir el voltaje establecido a través del interruptor de control del optoacoplador.

2.4 Sistema de monitoreo y protección Para que la fuente de alimentación regulada inteligente funcione de manera confiable y segura, este sistema está equipado con múltiples sistemas de monitoreo y protección, que incluyen principalmente protección contra sobrecalentamiento, protección contra sobrecorriente y protección contra cortocircuitos.

2. 5 circuito de teclado y pantalla El teclado y la parte de pantalla de la fuente de alimentación estabilizada inteligente se instalan en el panel de operación del instrumento y están compuestos por tubos digitales LED de 8 bits, 3 indicadores LED y 16 teclas, de los cuales 4 tubos digitales muestran el voltaje de la fuente de alimentación , 4 corriente de pantalla de tubo digital, 3 luces como pantalla de alarma. El teclado y el circuito de visualización están conectados al 8051 a través del circuito de interfaz 8155.

Figura 3 Diagrama de flujo del programa principal

El software del sistema es un programa principal, compuesto por dos programas de servicio de interrupción y una subrutina, que controla la fuente de alimentación regulada inteligente para que funcione de manera ordenada.

El diagrama de flujo del programa principal se muestra en la Figura 3.

En el proceso de inicialización, primero reinicie cada puerto de 8051, luego lea los datos almacenados antes del último apagado de EEROM, controle el circuito del interruptor y visualice. Una vez completada la inicialización, abra la interrupción. Si

Responda cuando haya una solicitud de interrupción; de lo contrario, muestree datos y lea el valor dado, y luego procese los datos, si hay un cortocircuito o una situación de sobrecorriente, llame a la subrutina de protección de alarma, si no hay un cortocircuito o una situación de sobrecorriente, llame a la protección de alarma. Subrutina, si no hay una situación de cortocircuito o sobrecorriente, restablezca el ancho de pulso de acuerdo con el algoritmo de control de voltaje para estimular el circuito de conmutación. Los dos programas de servicio de interrupción son el programa de alarma de protección de detección de sobrecalentamiento y el programa de configuración del teclado, y el subprograma es el programa de alarma de protección.

La fuente de alimentación estabilizada inteligente diseñada no solo se puede usar como una fuente de alimentación convencional para experimentos de investigación científica, sino que también se puede usar para hacer que la fuente de alimentación regulada produzca un voltaje de salida que cambia continuamente a través de la programación de software, como un producto electrónico (como la eficiencia de audio, etc.) Distorsión dinámica, etc.) Pruebe la fuente de alimentación, para lograr una máquina multipropósito, mejore la eficiencia del instrumento.