CAWS600B氣象站電源控制系統應用解析
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(3)充電及穩壓輸出電路
單片機PIC16C711-041／P模塊為帶模／數轉換器的8位微控制器。當輸于電壓在其門(mén)限值附近時(shí)，CMOS輸入緩沖器將吸收電流，根據這個(gè)原理，蓄電池電壓經(jīng)通過(guò)電位調制器W1調控，到達單片機模塊的第18腳，這時(shí)可以將其看作為控制電路充電的門(mén)限電壓，當此時(shí)電壓不大于2．2 V時(shí)，CMOS輸入緩沖器將啟動(dòng)單片機內部程序對電池進(jìn)行充電，直到電池電壓升至3．8 V左右，此時(shí)充電電路關(guān)閉充電過(guò)程結束。同
理，當電池電壓大于或等于3．8 V時(shí)，電池放電，則此時(shí)電壓慢慢減小，直至2．2 V時(shí)，放電過(guò)程結束，此時(shí)充電電路則重新啟動(dòng)對電池進(jìn)行充電。整個(gè)充電電路主要由如圖1右下角的三極管Q2、場(chǎng)效應管Q4(原理同Q5，Q6)和可調節3端正電壓穩壓器U3，R20組成?？烧{節3端正電壓穩壓器U3(LM317)是輸出電壓可調的集成穩壓器件。穩壓電源的輸出電壓可用下式計算：Vo=1．25(1+R2／R1)。僅僅從公式本身看，R1，R2的電阻值可以隨意設定，然而作為穩壓電源的輸出電壓計算公式，R1和R2的阻值是不能隨意設定的，首先LM317穩壓塊的輸出電壓變化范圍是1．25～37 V(高輸出電壓的LM317穩壓塊如LM317HVA、LM317HVK等，其輸出電壓變化范圍是1．25～45 V)，所以R2／R1的比值范圍只能是0～28．6。所以該電路組成恒流源電路，以恒定電流給電池充電，目的是延長(cháng)電池的使用壽命，保持儀器運行的穩定性。
(4)供電檢測系統電路。通過(guò)單片機PIC16C711-041／P工作原理，單片機第1腳可以通過(guò)電阻R15過(guò)來(lái)的信號檢測A點(diǎn)是否有電壓，若有電壓，通過(guò)模塊內部的調節作用在第9腳輸出4．8 V直流電壓，經(jīng)過(guò)圖1右上角的兩個(gè)電阻R21，R22分壓，使三極管Q5導通，此時(shí)場(chǎng)效應管Q6源極電壓Vs為A點(diǎn)直流電壓22 V，經(jīng)3個(gè)電阻R23，R24，R25分壓產(chǎn)生9．8 VDC柵極電壓Vg。綜上所述，此時(shí)柵極電壓Vg為9．8 VDC，場(chǎng)效應管Q6源極電壓Vs為22 VDC，可以得出兩級電壓差Vgs為-12．2 VDC，則絕對電壓值遠大于P溝道MOS場(chǎng)效應管RF9530開(kāi)啟電壓V1，所以場(chǎng)效應管Q6處于導通狀態(tài)，且內阻極小遠遠趨近于零，此時(shí)場(chǎng)效應管Q6漏極電壓應為22 VDC，經(jīng)三端穩壓器U7(7812)穩壓和濾波電容C10(濾除噪聲使輸出更加平穩；提供儲備電流，當需要突發(fā)大電流時(shí)可以彌補不足)濾波后輸出12 V直流電壓。當單片機PIC16C711-041／P模塊1腳接受不到A點(diǎn)的電壓時(shí)，此時(shí)三極管Q5處于截止狀態(tài)，而此時(shí)場(chǎng)效應管Q6柵極電壓Vg與源極電壓Vs想同，都為22 VDC，則兩級電壓Vgs為0，不滿(mǎn)足場(chǎng)效應管導通條件所以處于截止狀態(tài)，此電路無(wú)電流通過(guò)對系統不供電。與此同時(shí)在單片機PIC16C711-041／P第7腳輸出4．8 V直流電壓，使三極管Q1、場(chǎng)效應管Q3導通(工作原理同Q5、Q6)，蓄電池輸出直流電壓經(jīng)E點(diǎn)通過(guò)場(chǎng)效應管Q3、二極管D8提供12 V直流輸出電壓。輸出的12 V直流電壓經(jīng)三端穩壓集成器U4(7805)穩壓、濾波電容C8濾波后輸出提供5 V直流電壓。此時(shí)系統通過(guò)發(fā)光二極管顯示12 V直流輸出電壓是否正常，正常則亮。
需要注意的是整個(gè)電源系統的輸出都是經(jīng)過(guò)右端的12 VDC輸出，右端的所標5 V輸出功能閑置，系統沒(méi)有使用。
2 常見(jiàn)故障分析與處理
常見(jiàn)故障分析可從交流輸入部分、智能控制系統電路故障、充電及直流輸出電路三部分著(zhù)手：
(1)交流輸入部分故障，此部分故障排除比較簡(jiǎn)單，首先用萬(wàn)用表測量變壓器T1輸入端的交流220 V電壓是否正常，然后再測量T1輸出端是否正常，有時(shí)由于變壓器故障容易出現電壓衰減現象。接著(zhù)可測量電源板交流輸入端電壓是否為18 V交流電，再測量A點(diǎn)直流電壓是否為22 V，通過(guò)以上幾點(diǎn)測量就可判斷出故障部件。
(2)智能控制系統電路故障。這部分電路出現故障一般有兩種情況：?jiǎn)纹瑱CPIC16C711-041／P損壞或因供電故障不能工作，這種故障現象一般表現在電源系統無(wú)12 V直流電輸出，不能給電池充電，造成采集器不能采集數據。依次測量單片機第4、14腳是否有5 V直流電壓，B點(diǎn)是否有11 V左右直流電壓，然后分兩路一直測試到A、E點(diǎn)即可查出故障原因。曾經(jīng)有一站點(diǎn)，雷電后采集器工作異常，經(jīng)現場(chǎng)測量單片機第4腳電壓為4．8 VDC，B點(diǎn)電壓為零，此時(shí)可確定是單片機芯片損壞造成的，更換單片機芯片后采集器恢復正常工作。
(3)充電及直流輸出電路故障。由原理圖可知，充放電電路包括3部分電路，此三部分電路主要部分是完全相同的，原理一樣?？梢砸越涣?20 V供電電路為例，首先確定單片機第9腳電壓是否為4．8 VDC，然后再量取場(chǎng)效應管Q6源極的源級電壓Vs是否為直流22 V，柵極電壓Vg是否為9．8 VDC，漏極電壓是否應為22 VDC，否則場(chǎng)效應管Q6損壞，如果場(chǎng)效應管Q6柵極電壓Vg與源極電壓Vs基本相同，則三極管Q5不通，則可以判定三極管Q5損壞或相關(guān)電阻故障，如果場(chǎng)效應管Q6柵極電壓Vg沒(méi)有電壓示值，則可以判斷電阻R25故障。三端穩壓集成電器U7和濾波電容的故障直接通過(guò)測量其端腳電壓即可判斷。
3 結語(yǔ)
通過(guò)研究了解電路系統內部的工作原理可以很好地進(jìn)行維護維修工作，當面對一些突發(fā)故障時(shí)能少走彎路，節約時(shí)間和成本。所以，當面對一些新生產(chǎn)品時(shí)，了解和掌握其內部的工作原理和運行機制，對未來(lái)的維護保障工作具有深遠的意義。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/176078.htm
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