110V高頻大功率電源方案分享之單片機設計

我們所設計的110V高頻大功率電源的主回路系統，原理圖如下圖圖1所示。在圖1所展示的主回路基礎上，我們所設計的大功率電源單片機系統如下圖圖2所示。從圖3中可以看到，該系統中其核心器件為AT89C51，配以其它外圍器件，便構成了一個(gè)集檢測、顯示、報警、存儲和通信等多種功能的單片機系統。由于這種大型傳輸裝置適用的110V電源為一用一備，而兩臺電源是裝在一臺設備柜里的，所以一臺設備只設計了一套單片機系統，兩臺電源共用。

圖1 主回路原理圖

圖2 單片機控制系統邏輯方框圖

在圖2所展示的這一大功率電源單片機控制系統中，我們所設計的該系統在高頻開(kāi)關(guān)電源運行時(shí)，要同時(shí)對五個(gè)量進(jìn)行檢測，這五個(gè)量分別是輸出電壓、輸出電流、充電電流、環(huán)境溫度和電源內部溫度。前三個(gè)量為模擬量傳感器檢測，經(jīng)過(guò)信號放大器AD620送入A/D轉換器TLC2543中，TLC2543是一個(gè)多通道輸入、單通道輸出的12位模數轉換器件，轉換精度較高，與單片機的接口也很簡(jiǎn)單。溫度檢測采用單總線(xiàn)數字溫度傳感器DS18B20。

在單片機系統對上文中所介紹的五個(gè)量進(jìn)行檢測時(shí)，被檢測量主要采用數顯方式，總共18塊7段數碼管中的16塊用來(lái)組合五種顯示，顯示精確到小數點(diǎn)后一位，剩下的兩塊倒接用來(lái)顯示單位“℃”。兩片MAX7219剛好用來(lái)驅動(dòng)16片數碼管。被檢測量中除了環(huán)境溫度，其它四個(gè)量都設計了報警功能，報警的形式為聲光報警。輸出電壓、輸出電流和充電電流本來(lái)已經(jīng)具有自動(dòng)調節的能力，這里加上報警功能可以再增加一道保護措施，從而提高其安全性能，同時(shí)也能讓設備的控制更加形象直觀(guān)。

為了更進(jìn)一步的提升所設計的單片機系統報警精度，在本方案中，我們分別為51單片機系統設定了輸出電壓報警上、下限和輸出電流、充電電流報警上限。電源內部溫度報警也是有必要的，排風(fēng)扇故障、風(fēng)口堵塞或其他原因導致電源內部溫度升高對設備都是非常有害的，因此根據實(shí)際情況設定了一個(gè)報警上限，在達到45℃時(shí)將會(huì )自動(dòng)報警。

在我們所設計的110V高頻大功率電源的實(shí)際運行中，電源工作的歷史信息記錄也是非常重要的，這一工作也需要C51單片機來(lái)完成。因此，在圖2所展示的單片機控制系統中，我們?yōu)檫@一大功率電源系統特別設計了一個(gè)簡(jiǎn)單的運行狀況監控器。這一運行狀況監控器主要利用24LC64作存儲介質(zhì)，24LC64具有8K字節的存儲容量，能連續擦寫(xiě)1000000次以上。設計每秒記錄1個(gè)數據，用四片24LC64作存儲，因此能記錄下近10小時(shí)的狀況信息。在單片機和微機之間的通信，選用了基于RS232通信協(xié)議的MAX202收發(fā)器作為通信接口。

以上就是本文針對一種110V高頻大功率電源的單片機系統設計，所進(jìn)行的分享。在明天的方案分享中，我們將會(huì )該方案中的最后一部分，即大功率電源的穩定性和電磁兼容問(wèn)題進(jìn)行詳細分析，歡迎大家繼續關(guān)注。