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舟山光大介绍数控可调舟山干式变压器的设计

作者:山东光大变压器制造有限公司 125 次浏览 时间:2020-03-17

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0引言

舟山舟山舟山舟山干式变压器是常用的电子设备,它能保证在电网电压波动或负载发生变化时,输出稳定的电压。一个低纹波、高精度的源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。本设计给出的舟山舟山舟山干式变压器的输出电压范围为0~18V,额定工作电流为0.5A,并具有"+"、"-"步进电压调节功能,其*小步进为0.05V,纹波不大于10 mV,此外,还可用LCD液晶显示器显示其输出电压值。

1系统硬件设计

本系统由舟山舟山干式变压器模块、调压模块、D/A转换模块、显示与键盘模块组成,图1所示是该数控舟山干式变压器的结构原理框图。

1.1系统舟山干式变压器模块

在图1中,220V市电经220V/17.5V变压器降压后得到的双17.5 V交流电压,经过一个全桥整流后可得到±21 V两路电压,其中一路+21 V电压供给调整管,作为舟山干式变压器对外输出,另一路经三端器7815得到+15 V,再经过7805得到+5 V的电压。-21 V的电压则经三端器MC7915得到-15 V电压,以作为系统本身的工作舟山干式变压器。

1.2电压调整模块

该舟山干式变压器中的电压调整模块电路如图2所示。其中调整管采用复合管形式(由Q1、Q3组成),以实现大电流输出,由于该设计要求Iomax=0.5A,Iomin=0A,Pm=(Vimax-Vomin)Iomax=(18-0)×0.5=9W,因此,本电路中的调整管可选TIP41(其Icmax=6 A>Iomax=0.5 A;Pcw=65 W>9 W,VCEOmax=100 V>18 V),当然,也可以选用2N5832。

电路的比较放大采用运放NE5534来设计,该器件具有共模抑制比高,响应速度快和压摆率高的特点。设计时可由R10、R11A、R12组成分压取样电路,并要求R10/(R11A+R12)=1/4,即当输出电压存在△UO=0.05V时,△Ua=0.04V,这与DAC的输出(10/255=0.04V=1LSB)变化一致。事实上,经过DAC转换以将电流转换为电压并进行电压放大后,即可将得到的10V电压送比较器NE54534的同相端作为比较的基准电压。由于DAC0832是8位的D/A转换器,故有255步进。由此,当CPU控制DAC变化1LSB时,其对应Va的变化为0.04 V,故Uout的可调变化量为0.05 V(步长)。NE5534和Q1、Q3及取样电路构成的负反馈电路可实现调节输出电压的目的()。

电路中的过流保护由R9与02完成。当Io>0.7A时,VR9=R9Io≥1×0.7=0.7V,此时Q2导通,并对调整管Q3的基极分流,使TIP41的导通电阻增大,输出电压降低,从而达到过流保护的目的。必要时,也可接入一红色发光二极管作为过流指示。该系统的短路保护采用保险管来完成。

1.3D/A转换模块

本系统中的数模转换电路如图3所示。它由DAC0832、两级低漂移的运放μA714及VREF电路组成。DAC0832和运放U3A将CPU发出的8位二进制数据转换成0~-5V的电压,然后经运放U3B反向放大2倍,以得到0~10V电压。因此,该DAC的转换分辨率为10/(28-1)=0.04V,即CPU输出给DAC的数据变化为1 Bit,DAC输出电压的变化为0.04 V。VREF电路为DAC提供基准电压,调节R5A,可使基准电压保持为5 V。

1.4显示与键盘模块

本舟山干式变压器中的电压显示与键盘电路如图4所示。当输出电压经R13限流和R14取样后,即可送如TLC2453-1进行模数转换。图4中的TLC2453-1为11通道、12位串行A/D转换器,具有12位分辨率,转换时间为10μs,有11个模拟输入通道,3路内置自测试方式,采样率为66kbps,线性误差±1LSBmax,同时带有转换结果输出EOC,并可单、双极性输出。通过其可编程的MSB或LSB前导可编程输出数据长度。TLC2453-1的时钟频率选用4.1MHz,舟山干式变压器输出电压Uo的取样信号从IN0输入,芯片的I/O时钟端、数据输入端、转换数据输出端、片选端分别与AT89S51单片机的P2.3、P2.2、P2.1、P2.0相连,然后经单片机处理后从P0口输出,在经排阻9A472J驱动后送字符型液晶显示屏SMC1602A显示输出电压。电路中AT89S51单片机的晶振频率选用12MHz,P1.0~P1.3接调压按钮。增加电压时,粗调用按键S1,步进为1 V,细调用S2,步长为0.05 V;减小电压时,粗调用S3,步长为1 V,细调用S4,步调为0.05 V。这样,经过它们的有机结合便可将输出电压调节到所需的电压。