辅助多功能电源设计

《辅助多功能电源设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、自动化技术与应用》2013年第32卷第01期仪器仪表与检测技术InstrumentationandMeasUrment系统提供两个稳定、精确、可调的电压(Vcommand、流，首先直接选用市面上已有的5V40A的开关电源，然Vpower)和一个能迅速开关的大电流Icev：后用MOS管来控制它在03s内完成快速开启和关断。Vcommand是为客户的控制系统提供的电压控制信MOS管控制的大电流模块就相当于是一个开关，这样对号，电压范围是020V可调；于大电流这一块的研究核心就转为如何提高MOS管导Vpower是为客户的控制系

2、统提供的工作电压，电通和关断的速度，另外，该模块还包含了反馈保护电路，压范围是035V可调；进一步增大对大电流的控制能力。大电流Icev是用来辅助激光调阻机对客户控制系统中的一个小电阻进行调阻，要求该电流值为40A(5V)3硬件系统设计4-0．1A，且接通时问不得超过3s，以防止电路板上其它3．1主控电路芯片过热而被损坏。该辅助多功能电源采用8051系列的W78E58B单片2．2系统工作原理机作为微处理器，它具有使用广泛、易于开发等特点。本次设计分为单片机控制模块(包括微处理器和看如图2所示，P1．0~p1．2引脚控制D

3、A转换模块；RXD、门狗电路)、RS485接口电路、电源模块(包括5V／40ATXD和EN485这三个引脚用来控制RS485接口电路，开关电源及相关供电电路)、DA电压转换模块和MOS实现与计算机之间的通讯。管控制的大电流模块，如图1所示。钾一3．M朝■薯压一v罨卿—I罐．‘穴‘溉(vp口w)(v∞mm·耐)(1∞V'图1辅助多功能电源结构框图在该系统正常工作时，计算机发出的各条指令信息通过RS485接口电路传送到微处理器(本设计中为51单片机)，51单片机根据内部的程序并调用存储在看门狗X25045中的部分数据来执行相

4、应操作。为得到精确、可调、稳定的035V和020V输出电压，可利用51单片机控制DA转换芯片产生精确可调的05V的基准电压，再通过合适的运放电路放大来达到所要求的电压值。供电电路模块是将220V市电通过5V40A的开关电源得到5V电压，然后通过一些图2单片机控制电路图电压转换芯片由5V或220V转换得到各个芯片工作所需的电压值。P1．4~P1．7这四个引脚是用来控制看门狗电路的，为简化设计，输出能在03s内快速通断的40A大电使用的是X25045芯片。如图3所示，X25045是一种集仪器仪表与检测技术《自动化技术与应用2

5、013年第32卷第01期lnstrumentationandMeasurment甓图3看门狗电路及供电模块看门狗定时器、电源电压监控、上电复位和串行EEPROM四种功能于一身的可编程芯片。其中，看门狗定时器对微控制器提供保护系统，系统出现故障时，在可选的超时周期之后，将以RESET信号进行响应。利用X25045低Vcc检测电路，可以保护系统使之免受低电压状况的影响【2l。供电部分是采用220V转5V40A的开关电源，然后再经过A0505、B0505等芯片进行二次转换得到4-5V、+l2V，为电路中其他芯片供电，如图3所示

6、。十48V供电是直接由220V市电连接电压转换芯片所得，专为后文提到的DA模块中的运放OPA445供电，而电路中用到的+5V和VCC均为5V输出，却是分开独立供电的。3．2DA转换电路DA转换模块是由数模转换器TLC5618和运放电路组成，以得到客户所需的可调精确电压，电路图如图4、图5TLC5618的后续运放电路图5所示。TLC5618是常用的数模转换器，如图4所示，其串1110行数据输入DIN、串行时钟输入SCLK、片选信号CS分别与单片机相连，用于接收单片机输入的数字量并转换为模拟量后由输出端口DA1和DA2输出【

7、3】oDA1和DA2的输出电压范围是05V，具体输出值由单片机输入信号决定。图4TLC5618电路图TLC5618的DA1端输出的电压经过第一级LM358《自动化技术与应用2013年第32卷第01期仪器仪表与检测技术InstrumentationandMeasurment运放，如图5所示，将电压值放大了4倍，电压范围增至40A大电流输出。0-20V。第二级LM358运放作为电压跟随器与两级三极(2)采样反馈保护电路管的组合是为了在增加输出电压稳定度的同时增大其由图6左侧可知，该电路使用了电压比较器LM31l驱动能力。和或

8、非门74LS23来对输出电流进行采样、比较，以DA2端所接的运放电路在原理上与DA1完全相同，实现当输出电流过大时，及时关闭电流输出的反馈保考虑到电压值要放大7倍，即035V，而LM358受其电护作用。源电压限制，最大输出电压小于35V，所以选择运放POINT2端口用来连接精确已知的毫欧级采样电OPA445进行了替代