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        單片機精密電壓源/電流源設計思路

        作者:huqin   來源:本站原創   點擊數:  更新時間:2014年03月31日   【字體:

        一   主要硬件部分:
                      1  人機對話     主控 MCU  ATMEGA32A(ATMEGA16)。
                     2  正電源 控制 MCU ATMEGA32A(ATMEGA16)。
                     3  負電源 控制  MCU ATMEGA32A (ATMEGA16)。
                     4  兩只主電源變壓器 捷克talema 333VA  37V 9A  作為正負電源變壓器。
                      5 一只控制變壓器  正負15V, 作為單片機電源 和 驅動功率管 電源。
                      6 兩只電流互感器,套在正負電源二次側作為取樣端。
                      7 兩個延時啟動硬件控制電路,和提供 MCU控制引腳。
                      8 兩個直流回路取樣電路,作為過流保護硬件電路 和 提供 MCU取樣引腳。
                      9 兩只高精度電位器 作為 電位器給定輸入,更直觀顯示。
        二  主要軟件部分
             1,主控機軟件, 包含液晶顯示器函數,按鍵輸入掃描函數,電位器給定函數,與正負控制MCU通訊函數
             2,正負電源控制 , PWM發生函數   , AD電壓電流采樣函數, 與主控機通訊函數,
        主控 完成人機界面,LCD1264液晶顯示 和 按鍵輸入 ,已經電位器給定輸入。 并且指令發送到 兩個副控制單片機,完成電壓或者電流調整。

        三  工作流程:                   1,正負電源兩個控制器 掃描一下外部輸出端子是否被短路,如果短路,則顯示在液晶屏上 正/負電源短路,不能啟動電源XXX,請檢查XXX位置。
                                             2,下一步液晶屏提示 電壓源模式/電流源模式,選擇,如果默認 1分鐘(可修改等待時間)之后自動跳轉到電壓源模式。                 
                                             3,啟動正負電源,可預先設置延時啟動時間,或者硬件自控延時啟動。采集整流濾波電容半壓信號為參考值。
                                             4,啟動完成后,開始工作,。 采集電壓信號 顯示在液晶屏上, 雙路采集電流,套在電源變壓器二次側互感器一路交流采集,主電源電線回路 串接采樣電阻采集,   顯示在液晶屏上, 并且計算出功率值。
                                              5,如果電路發生過流, 可設定電流值大小,通過正負電源控制單片機切斷主電源,并且液晶屏提示 XXX過流,請檢查電路。  或者 電路硬件自動切斷主電源。

        四  電流源模式需要完成的任務,  組成閉環控制回路,  通過按鍵或者電位器 給定值 ,   不斷地判斷 采樣電阻給出的 電流數字, 調整PWM信號 ,從而控制電源管子導通時間。    用7.3728 M 的晶振, 256的TOP值,  1個預分頻, 得出 工作頻率 28.8KHZ,大于20KHZ, 在聽覺范圍之外, 可行, 分辨率 1 / 256  X 40 = 0.15625 的調整性能,   10位AD采樣信號,0.039A 的采樣精度
        五 電壓源模式: 不斷采集電源信號,然后與設定值對比,然后 控制PWM 調整  電源管的導通時間。

        六。  硬件難點部分: 1 ,兩組電源管 NPN/ PNP,  每組 四只  的配對問題,  考慮用隨機方法+匹配負載 來解決電流不均衡問題。
                                            2,  主控 與  控制  多機通訊問題, 三種通訊方式, UART 異步串口,  SPI同步串口, TWI(I2C), 如果針對電平不一致的單片機,考慮用  高速光耦 6N137 進行隔離。
                                            3, PWM信號的放大,  首先用光耦 4N25隔離信號,然后用 15V電源  5551 /5401(考慮用運放OP07  NE5532) 進行預放大 , 然后用 中功率管  TIP 35C/TIP 36 c (tip 41 c / tip 42c) 最后一次放大, 然后接功率管。
        七, 可充電控制, , 需要與充電控制板通訊接口 ,,提供普通鉛酸蓄電池恒流沖電,, 提供鋰電池的恒壓恒流模式,,

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