導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】DC-DC轉(zhuǎn)換 LM5117芯片 直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源

開(kāi)關(guān)電源是利用電子開(kāi)關(guān)器件通過(guò)控制電路，使電子開(kāi)關(guān)器件不停地“接通”和“斷開(kāi)”，讓電子開(kāi)關(guān)器件對(duì)輸入電壓進(jìn)行脈沖調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)電壓變換、輸出電壓可調(diào)和自動(dòng)穩(wěn)壓。常用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且難于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓數(shù)字化調(diào)節(jié)，本文介紹一種以LM5117為核心降壓芯片的直流穩(wěn)壓電源，該電源設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)壓數(shù)字化調(diào)節(jié)且工作效率較高。

1 電源整體設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)要求

輸出電壓偏差|UO|≤100mV；

最大輸出電流IO≥3A；

輸出紋波Uopp≤50mV；

負(fù)載調(diào)整率Si≤5%；

電壓調(diào)整率Sv≤0.5%；

效率η≥85%；

重量小于0.2kg；

具備過(guò)流保護(hù)和負(fù)載識(shí)別功能。

1.2 設(shè)計(jì)方案

本開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源主要由電流檢測(cè)部分、過(guò)流保護(hù)部分、降壓部分、負(fù)載識(shí)別部分和輸出電壓調(diào)節(jié)部分組成，其工作原理框圖如圖1所示。直流穩(wěn)壓電源輸出固定16V，經(jīng)過(guò)LM5117為核心的Buck電路輸出穩(wěn)定可調(diào)電壓，在輸出電路中串入電流檢測(cè)模塊送入單片機(jī)A/D采集并判斷電流是否大于動(dòng)作電流，在Buck電路輸出端增加一個(gè)負(fù)載識(shí)別端口，外接電位器按U0=R/1k得到輸出電壓設(shè)定值，由單片機(jī)D/A控制輸出電壓到達(dá)設(shè)定值，構(gòu)成閉合控制回路，其電路原理圖如圖2所示。

2 開(kāi)關(guān)電源的組成部分設(shè)計(jì)

2.1 降壓電路

采用LM5117組成的DC-DC電路，其中LM5117是同步降壓控制器，適用于高電壓或各種輸入電源的降壓型穩(wěn)壓器應(yīng)用；其控制方法是基于仿真電流斜坡的電流模式控制，而電流模式控制具有固定的輸入電壓前饋、逐周期電流限制和簡(jiǎn)化環(huán)路補(bǔ)償?shù)墓δ?，輸出紋波電壓小、效率可高達(dá)93%可很好滿足要求。

2.2 過(guò)流保護(hù)電路

LM5117一腳UVLO是欠壓鎖定編程引腳，我們采用軟件調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)電流過(guò)保護(hù)，通過(guò)控制芯片一腳的電壓來(lái)控制芯片的工作狀態(tài)。利用INA271高端檢測(cè)，通過(guò)接入電阻恒定為50mΩ的康銅絲采樣電壓從而算出電流。將INA271采樣輸出電壓送入單片機(jī)A/D采集，判斷計(jì)算出的電路電流是否大于動(dòng)作電流值，過(guò)流時(shí)通過(guò)P3.1輸出低電平至Uvlo腳，芯片停止工作實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)。該方案可行性高且可減小整個(gè)裝置質(zhì)量，減小系統(tǒng)效率，如圖3所示。

2.3 降低紋波

注：Vro為總紋波大小，紋波是疊加在直流電壓的交流部分。ESR為 C的的等效串聯(lián)電阻。

由公式可知三種減小紋波電壓的方法：

（1）適當(dāng)增大開(kāi)關(guān)頻率，但此做法回事系統(tǒng)功耗增加，電源效率降低；

（2）減小ESR，可選擇若干電解電容，瓷片電容并聯(lián)ESR的值只有幾十毫歐，此方法有效減小紋波的同時(shí)可提高電容量，即增加輸出濾波電路電感可在一定范圍內(nèi)盡量大；

（3）采用πLC濾波電路也可有效降低輸出端紋波大小。

2.4 DC-DC變換

采用非隔離型Buck電路，以LM5117為核心，由開(kāi)關(guān)管CSD18532，電感，電容組成。由兩個(gè)開(kāi)關(guān)管交替導(dǎo)通將輸入直流電壓變化成矩形波，空載時(shí)滿足（W為空占比），當(dāng)負(fù)載接入時(shí)，輸出電壓通過(guò)店主分壓反饋到芯片F(xiàn)b腳，保持輸出電壓為穩(wěn)定可調(diào)電壓。

2.5 穩(wěn)壓控制

如圖4所示，自LM5117的FB引腳輸出的電阻分壓信號(hào)可設(shè)定輸出電壓電平在一定范圍內(nèi)變化，F(xiàn)B引腳的調(diào)節(jié)閾值為0.8V。設(shè)定R0為1.2k，由電路圖可以確定DA輸入U(xiǎn)i和輸出UO間的關(guān)系為：

，通過(guò)確定R1，R2的阻值進(jìn)行優(yōu)化即可穩(wěn)定輸出連續(xù)的電壓值，以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的數(shù)字化控制。

3 電路設(shè)計(jì)

3.1 A/D采集電路

采用12位串行輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC2543，此芯片使用開(kāi)關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程，串行輸入結(jié)構(gòu)可以節(jié)省單片機(jī)I/O口資源，分辨率較高，在儀器儀表中有較為廣泛的應(yīng)用。

3.2 D/A輸出電路

采用TI公司生a的帶有緩沖基準(zhǔn)輸入的雙路12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLV5618，輸出電壓為基準(zhǔn)電壓的兩倍，且單調(diào)變化。REF5040提供精準(zhǔn)參考電壓4.096V。數(shù)字輸入端帶有斯密特觸發(fā)器，具有較高的噪聲抑制能力。

4 運(yùn)行結(jié)果測(cè)試

4.1 器件選擇

由各種計(jì)算分析選擇開(kāi)關(guān)頻率Fsw=1000kHz，定時(shí)電阻Rt=51K，輸出電感 Lo=22μH，電流檢測(cè)電阻Rs=5mΩ，輸出電容采用4個(gè)47μF電容并聯(lián)Cout=235μF，輸出分壓器Rfb1=1.45K，Rfb2=6.2K，電位調(diào)節(jié)器處處電壓為5V，F(xiàn)cross=10K，Rcomp=27.4K，Ccomp=15nf。

4.2 方案測(cè)試

采用控制單一變量的方法對(duì)上述設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果該開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源不僅滿足設(shè)計(jì)要求，而且在此要求的基礎(chǔ)上更加優(yōu)化即輸出電壓偏差|Uo|≤35mV，最大輸出電流Io=3.2A，負(fù)載調(diào)整率Si=0.002，電壓調(diào)整率Sv=0.002，系統(tǒng)效率η=92.8%。

5 結(jié)論

本開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)核心是LM5117芯片，通過(guò)實(shí)際設(shè)計(jì)表明，以LM5117為核心設(shè)計(jì)的降壓型直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源DC-DC的轉(zhuǎn)換率高達(dá)93%，具有廣泛的使用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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[5]臧春華主編.電子線路設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京： 高等教育出版社，2012.

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>> 基于PWM的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 降壓型直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 開(kāi)關(guān)式交流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 一種基于UC3842的新型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的PWM型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 基于LM5117的降壓型直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 基于MSP430單片機(jī)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 基于PLC的單相穩(wěn)壓電源裝置設(shè)計(jì) 數(shù)控穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) PWM開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析 一種新型的復(fù)合式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 一種高效率的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 探討開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源的電路設(shè)計(jì) 降壓型直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 基于集成穩(wěn)壓器的可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)控制的穩(wěn)壓電源 關(guān)于直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 集成直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 一種可控穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 常見(jiàn)問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置：l.

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基金項(xiàng)目：國(guó)家級(jí)物理學(xué)（師范類）特色專業(yè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：TS12467）;云南省基金（項(xiàng)目編號(hào)：2009CD097）;楚雄師范學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介：

吳興洲，現(xiàn)就讀于楚雄師范學(xué)院物理與電子科學(xué)院。

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【關(guān)鍵詞】電流型;PWM;控制器;UC3842;電磁兼容性;傳導(dǎo)干擾

引言

在設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源時(shí)通常以PWM集成電路為核心。近年來(lái)，開(kāi)關(guān)電源集成控制器將PWM控制電路、保護(hù)電路集成到一塊芯片上，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單方便，可靠性高。常見(jiàn)的PWM控制器從控制類型劃分共有兩種：分別是電壓控制型和電流控制型。電壓型PWM控制器調(diào)節(jié)脈寬是通過(guò)反饋電壓進(jìn)行的，電流型PWM控制器是通過(guò)調(diào)節(jié)占空比，使電感峰值電流隨誤差變化而變化。電流型PWM控制器的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率效果比電壓型PWM控制器更為顯著。采用電流型PWM控制器后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)定性明顯改善。電流型PWM控制器內(nèi)置的限流和并聯(lián)均流能力使控制電路更加簡(jiǎn)單且可靠性高。目前，電流型PWM集成控制器已經(jīng)產(chǎn)品化，在小功率電源方面取代了電壓型PWM控制器。

1.UC3842 PWM芯片簡(jiǎn)介

UC3842采用固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式，共有8個(gè)引腳，各腳功能如下：

①腳是誤差放大器的輸出端，外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性;

②腳是反饋電壓輸入端，此腳電壓與誤差放大器同相端的2.5V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差電壓，從而控制脈沖寬度;

③腳為電流檢測(cè)輸入端，當(dāng)檢測(cè)電壓超過(guò)1V時(shí)縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態(tài);

④腳為定時(shí)端，內(nèi)部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時(shí)間常數(shù)決定，f=1.72/（RT×CT）;

⑤腳為公共地端;

⑥腳為推挽輸出端，內(nèi)部為圖騰柱式，上升、下降時(shí)間僅為50ns驅(qū)動(dòng)能力為±1A;

⑦腳是直流電源供電端，具有欠、過(guò)壓鎖定功能，芯片功耗為15mW;

⑧腳為5V基準(zhǔn)電壓輸出端，有50mA的負(fù)載能力。

2.開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與工作原理

2.1 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源組成框圖

開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源基本組成原理框圖如圖1所示。

圖1 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源基本組成原理框圖

2.2 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)

電源電路主要由整流濾波電路、低通濾波電路、反饋電路、脈寬調(diào)制電路、保護(hù)電路等幾部分組成。圖2所示為以UC3842為核心的開(kāi)關(guān)電源電路的原理圖。輸入為220V交流電，經(jīng)整流濾波電路后，給變壓器輸入端一個(gè)約300V的直流電壓，經(jīng)UC3842芯片后得到穩(wěn)定的輸出。

2.3 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源工作原理

2.3.1 UC3842芯片的啟動(dòng)過(guò)程

首先，由電源通過(guò)啟動(dòng)電阻R2給電容C1充電，當(dāng)C1兩端電壓達(dá)16V時(shí)，達(dá)到了脈寬調(diào)制芯片UC3842的啟動(dòng)電壓門檻值，此時(shí)芯片UC3842開(kāi)始工作并提供驅(qū)動(dòng)脈沖，芯片6腳輸出信號(hào)為高低電壓脈沖，高電壓脈沖時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管VT1導(dǎo)通，電流流經(jīng)變壓器原邊，把能量?jī)?chǔ)存在變壓器中。此時(shí)變壓器各路副邊沒(méi)有能量輸出。當(dāng)6腳的高電壓脈沖結(jié)束時(shí)，VT1截止。由楞次定律可知，變壓器為了使電流不發(fā)生變化，產(chǎn)生與原電壓相反的感應(yīng)電勢(shì)，此時(shí)變壓器副邊各路二極管導(dǎo)通，向外提供能量，同時(shí)反饋線圈向UC3842供電。UC3842內(nèi)部設(shè)有欠壓鎖定電路，其工作的電壓范圍在10V到16V。UC3842在開(kāi)啟之前消耗的電流在1mA以內(nèi)。電源電壓接通以后，當(dāng)7腳電壓上升到16V時(shí)UC3842開(kāi)始工作，正常工作時(shí)消耗電流為15mA。設(shè)計(jì)時(shí)參照UC3842的啟動(dòng)電流這些參數(shù)選取R2。一般情況下，隨著UC3842的啟動(dòng)結(jié)束，R2的作用也基本完成，余下的工作由反饋繞組完成，UC3842的供電來(lái)自反饋繞組產(chǎn)生的電壓。

圖2 新型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)原理圖

2.3.2 開(kāi)關(guān)脈沖生成C5和R8的大小決定振蕩頻率

R5為電流采樣電阻，反映輸入電壓的變化。由恒頻時(shí)鐘脈沖置位UC3842的鎖存器，以驅(qū)動(dòng)VT1導(dǎo)通。當(dāng)VT1導(dǎo)通時(shí)，R5上的電流逐漸增大壓降隨之增加，通過(guò)R9將電壓反饋到芯片UC3842的3腳，將該電壓與電流比較器的另一端進(jìn)行比較，當(dāng)壓降值達(dá)到一定時(shí)，電流取樣比較器翻轉(zhuǎn)，鎖存器復(fù)位，VT1截止。VT1導(dǎo)通時(shí)，電流流過(guò)變壓器原邊，把能量存在變壓器中。此時(shí)，變壓器副邊沒(méi)有能量輸出;當(dāng)VT1截止時(shí)，副邊各級(jí)二極管導(dǎo)通，向外提供能量。因此VT1的導(dǎo)通和截止使得變壓器副邊耦合輸出為開(kāi)/關(guān)電壓。

2.3.3 占空比調(diào)節(jié)

變壓器輸出通過(guò)可控精密穩(wěn)壓源TL431和光耦PC817以電壓反饋的形式反饋到UC3842的2腳，當(dāng)變壓器副繞組電壓增大時(shí)，加在可控精密穩(wěn)壓源TL431上的參考電壓升高，通過(guò)光耦PC817中發(fā)光二極管的電流增大，光電三極管上的電流也相應(yīng)增大，UC3842的反饋端電壓隨之增大，輸出端的脈沖信號(hào)占空比降低，VT1通時(shí)間變短，輸出電壓降低。輸出繞組電壓降低時(shí)的情況與上述過(guò)程相反。可見(jiàn)，通過(guò)輸出端的電壓反饋和輸入端的電流反饋，使輸出繞組的電壓輸出穩(wěn)定在要求值。

3.結(jié)論

在設(shè)計(jì)中將電流控制型脈寬調(diào)制芯片UC3842的控制功能充分的利用到高頻單端反激式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出電壓的負(fù)反饋調(diào)節(jié)及各種保護(hù)機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)壓性高、紋波小、電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率高。另外，在大功率輸出時(shí)，需要增加功率因數(shù)校正PFC模塊。該電源可應(yīng)用于電動(dòng)車、視聽(tīng)、應(yīng)急照明等設(shè)備中。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)電源;原理;原理框圖;電路圖

電子技術(shù)教學(xué)中，我們有的教師對(duì)開(kāi)關(guān)電源部分內(nèi)容常常忽視，這與目前生產(chǎn)、生活實(shí)際是不符，本文根據(jù)自己的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)開(kāi)關(guān)電源教學(xué)談一些認(rèn)識(shí)。

一、明確開(kāi)關(guān)電源教學(xué)的重要性

簡(jiǎn)單的分類，直流穩(wěn)壓電源有串聯(lián)型線性直流穩(wěn)壓電源和開(kāi)關(guān)型直流穩(wěn)壓電源。串聯(lián)型線性直流穩(wěn)壓電源由整流、濾波、穩(wěn)壓等部分組成，穩(wěn)壓部分的調(diào)整部分工作在線性狀態(tài)，學(xué)生易理解，掌握串聯(lián)型線性直流穩(wěn)壓電源的工作原理和進(jìn)行實(shí)際電路分析也是較為容易的。

開(kāi)關(guān)電源（SwitchingMode Power Supply，SMPS）采用“交流直流交流直流”變換技術(shù)，是一種組合變流電路，包括由沖擊電流限幅、輸入濾波器、輸入側(cè)整流與濾波、逆變、輸出側(cè)整流與濾波等部分組成的主電路，以及控制電路、檢測(cè)電路、輔助電源四大部份組成。開(kāi)關(guān)電源較直流線性穩(wěn)壓電源復(fù)雜，但開(kāi)關(guān)電源功耗小，轉(zhuǎn)化率高，且體積和重量只有線性電源的20%―30%，目前它已成為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。因此我們?cè)诮虒W(xué)時(shí)應(yīng)重視開(kāi)關(guān)電源這部分內(nèi)容，不要淡化它。

二、讀懂開(kāi)關(guān)電源原理框圖

要理解開(kāi)關(guān)電源工作原理，會(huì)分析開(kāi)關(guān)電源電路圖，那就要讀懂開(kāi)關(guān)電源原理框圖。下圖就是典型的開(kāi)關(guān)直流穩(wěn)壓電源原理框圖。

圖1 開(kāi)關(guān)直流穩(wěn)壓電源原理框圖

（一） 框圖組成

框圖由主電路、控制電路、檢測(cè)比較放大電路、輔助電源四大部份組成。

1.主電路。主電路即完成“交流直流交流直流”變換的功能電路部分，由沖擊電流限幅、輸入濾波器、輸入側(cè)整流與濾波、逆變、輸出側(cè)整流與濾波等部分組成;沖擊電流限幅部分功能：限制接通電源瞬間輸入側(cè)的沖擊電流;輸入濾波器功能：其作用是過(guò)濾電網(wǎng)存在的雜波及阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋回電網(wǎng);輸入側(cè)整流與濾波：將電網(wǎng)送來(lái)的交流電直接整流濾波為較平滑的直流電;逆變：利用開(kāi)關(guān)調(diào)整電路將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開(kāi)關(guān)電源的核心部分;輸出側(cè)整流與濾波：根據(jù)負(fù)載需要，將高頻交流電進(jìn)行整流與濾波，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。

2.控制電路。一方面從輸出端取樣，與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后去控制逆變器（開(kāi)關(guān)調(diào)整電路），改變其脈寬或脈頻，使輸出穩(wěn)定，另一方面，根據(jù)測(cè)試電路提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)保護(hù)電路鑒別，提供控制電路對(duì)電源進(jìn)行各種保護(hù)措施。

3.檢測(cè)電路。提供保護(hù)電路中正在運(yùn)行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。

4.輔助電源。實(shí)現(xiàn)電源的軟件（遠(yuǎn)程）啟動(dòng)，為保護(hù)電路和控制電路（PWM等芯片）工作供電。

（二）開(kāi)關(guān)電源的工作原理

開(kāi)關(guān)電源就是采用功率半導(dǎo)體器件作為開(kāi)關(guān)元件（開(kāi)關(guān)管），開(kāi)關(guān)元件以一定時(shí)間間隔重復(fù)地接通和斷開(kāi)，在開(kāi)關(guān)元件接通時(shí)輸入側(cè)整流濾波的直流電通過(guò)逆變器（開(kāi)關(guān)管）、輸出側(cè)整流濾波電路向負(fù)載提供能量，當(dāng)開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)時(shí)，電路中的儲(chǔ)能裝置（有電感、電容等組成）向負(fù)載釋放開(kāi)關(guān)接通時(shí)所儲(chǔ)存的能量，使負(fù)載得到連續(xù)穩(wěn)定的能量。

根據(jù)開(kāi)關(guān)電源輸出的直流電壓情況，經(jīng)過(guò)取樣進(jìn)行檢測(cè)比較放大得到反映輸出電壓穩(wěn)定情況的誤差信號(hào)，將其送入控制電路產(chǎn)生控制信號(hào)，控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路后對(duì)逆變器的開(kāi)關(guān)元件的占空比（導(dǎo)通時(shí)間與周期之比）進(jìn)行控制，這樣傳到輸出端的能量得到調(diào)整，即調(diào)整輸出電壓使其穩(wěn)定。

三、讀懂開(kāi)關(guān)電源電路圖

讀開(kāi)關(guān)電源電路圖，不要急于弄清某一元器件的作用，要按一定順序逐步進(jìn)行。首先，找到來(lái)自電網(wǎng)的交流電位置（即“信號(hào)”入口，）和直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)定電壓輸出位置（“信號(hào)”出口）;其次，找到開(kāi)關(guān)電源電路的主電路（“主信號(hào)”電路，正向電路），它由沖擊電流限幅、輸入濾波器、輸入側(cè)整流與濾波、逆變、輸出側(cè)整流與濾波等部分組成;找到反饋控制電路，它由取樣比較放大、時(shí)鐘振蕩電路、脈寬（脈頻）調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路等組成;最后對(duì)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的主電路和反饋控制電路的各組成部分進(jìn)行分析，分析出各部分的功能和作用，具體到每一個(gè)元器件的功能和作用;完成以上分析后，引導(dǎo)學(xué)生再回頭體會(huì)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的原理，會(huì)有更深刻的理解。

目前，開(kāi)關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用幾乎所有的電子設(shè)備，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。作為電子技術(shù)的教學(xué)專業(yè)人員，有必要將開(kāi)關(guān)電源這部分教學(xué)內(nèi)容向?qū)W生講清楚，講明白。

參考文獻(xiàn)：

[1]王兆安，劉進(jìn)軍.電力電子技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2009.

篇5

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；智能穩(wěn)壓電源；系統(tǒng)原理；電源設(shè)計(jì)

1前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了通訊事業(yè)的發(fā)展，電氣設(shè)備和電子設(shè)備的穩(wěn)壓電源性能逐漸提高，使穩(wěn)壓電源逐漸向低成本、小型化和高效率方面發(fā)展，確保了穩(wěn)壓電源的可靠性，不會(huì)受到低電磁的干擾，使穩(wěn)壓電源逐漸向精度低和功能簡(jiǎn)單化轉(zhuǎn)變。以單片機(jī)為系統(tǒng)的穩(wěn)壓電源彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電源中存在的不足，降低了制作成本，Y構(gòu)更加緊湊，符合當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展要求。

2智能穩(wěn)壓電源系統(tǒng)原理

在對(duì)智能穩(wěn)壓電源進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要以開(kāi)關(guān)電源為基礎(chǔ)，將高性能的單片機(jī)作為控制核心，在組成數(shù)據(jù)中進(jìn)行電路處理，充分利用監(jiān)測(cè)與控制軟件功能，對(duì)開(kāi)關(guān)電源輸出的電壓和電流進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將采樣數(shù)據(jù)與給定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，以此來(lái)達(dá)到對(duì)開(kāi)關(guān)電源工作狀況進(jìn)行控制和調(diào)整的目的。同時(shí)還需要加大對(duì)開(kāi)關(guān)電路輸出電流大小和工作溫度的控制。送入到開(kāi)關(guān)中的調(diào)整電流主要是經(jīng)整流、濾波變成直流電所形成的電流，需要通過(guò)調(diào)整電路的形式，對(duì)輸入的方波信號(hào)進(jìn)行控制，確保能夠輸出穩(wěn)定的直流電。用戶可以對(duì)輸出的電壓值和輸出的電流值通過(guò)鍵盤給定穩(wěn)壓電源進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)中的用戶給定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析的形式，結(jié)合設(shè)置的調(diào)整算法對(duì)電路開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制和調(diào)整，確保輸出的電壓值符合給定值，需要對(duì)輸出電壓中的電路進(jìn)行檢測(cè)，如果輸出的電流和工作的溫度超出給定值，需要重新進(jìn)行保護(hù)電路的啟動(dòng)。

3單片機(jī)基礎(chǔ)下的智能穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要是利用AT89C52單片機(jī)進(jìn)行一路1V-9V連續(xù)可調(diào)電壓輸出，主要是通過(guò)外接鍵盤和串口通信連接的形式來(lái)輸出上位機(jī)的電壓值，電壓值為0.01V，電壓具有步近增減功能，可以運(yùn)用數(shù)字來(lái)顯示輸出電壓值。為了確保系統(tǒng)的正常工作，需要配備一套備用電源，備用電源主要由電壓調(diào)整模塊、系統(tǒng)供電模塊、顯示模塊和人機(jī)交互模塊共同組成。

3.2硬件設(shè)計(jì)

3.2.1AT89C52程控模塊

在對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要將AT89C52程控模塊作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，需要明確51系列單片機(jī)型號(hào)，微處理器主要是運(yùn)用8K字節(jié)閃存的高性能和低電壓處理器，將Flash存儲(chǔ)器與微處理器有機(jī)結(jié)合起來(lái)，需要對(duì)Flash存儲(chǔ)器進(jìn)行反復(fù)擦寫，以此來(lái)降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本。

3.2.2電壓調(diào)整模塊

電壓調(diào)整模塊主要是指變壓器次級(jí)輸出的交流電，交流電會(huì)通過(guò)電容濾波和全波整流后送到調(diào)整管NMIS管中。電阻R3和R4會(huì)形成不同形式的取樣電路。需要對(duì)輸出端的輸出電壓DC0進(jìn)行取樣采集，運(yùn)用A/D轉(zhuǎn)換器的形式對(duì)輸出端的實(shí)際電壓值送入到單片機(jī)中，通過(guò)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算的形式，求出電壓設(shè)定值和實(shí)際輸出值兩者之間的差額。運(yùn)用調(diào)用PID做好單片機(jī)控制信號(hào)的輸出。與DAC和ADC構(gòu)成閉環(huán)控制回路，做好信號(hào)的輸出控制工作，將信號(hào)控制到D/A轉(zhuǎn)換器中，將其轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)DA0。并將模擬信號(hào)與輸出的電壓值進(jìn)行比較，來(lái)達(dá)到控制電壓和調(diào)整電路的目的，確保輸出端的電壓能夠維持在預(yù)先設(shè)定的額定范圍內(nèi)，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。

3.2.3備用電源模塊

備用電源以兩節(jié)可充電鋰離子電池為主，在使用過(guò)程中主要是出于體積、電源總重量和經(jīng)濟(jì)因素考慮。鋰離子自身具有優(yōu)良的性能，在實(shí)際的使用過(guò)程中主要是運(yùn)用單片機(jī)來(lái)發(fā)送信號(hào)，放電過(guò)程主要是利用芯片的反向，對(duì)MOS管的通斷情況進(jìn)行控制。要做好鋰電池充電工作，運(yùn)用LC濾波后使用MOS管導(dǎo)電的形式進(jìn)行充電。

3.3軟件設(shè)計(jì)

智能電源系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)由電壓輸出、電壓測(cè)量和電壓調(diào)節(jié)等閉環(huán)結(jié)構(gòu)共同組成。在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，需要運(yùn)用模塊化思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括鍵盤、使單片機(jī)和LCD等工作內(nèi)容。在智能電源初始化過(guò)程中，需要做好8031各個(gè)口復(fù)位工作，需要從EEPROM過(guò)程中對(duì)上次關(guān)機(jī)前存入的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，對(duì)開(kāi)關(guān)電路進(jìn)行控制。在初始化工作完成后，需要做好開(kāi)中斷工作，中斷工作不會(huì)突然停止，會(huì)出現(xiàn)請(qǐng)求提示，可以利用數(shù)據(jù)采樣的形式進(jìn)行給定值讀取，需要通過(guò)數(shù)據(jù)處理，調(diào)用報(bào)警保護(hù)子程序的形式來(lái)了解短路或過(guò)流情況。如果沒(méi)有出現(xiàn)短路或過(guò)流情況，需要對(duì)電壓控制算法進(jìn)行重新設(shè)置，做好鍵盤和保護(hù)程序設(shè)定，將子程序作為保護(hù)報(bào)警程序中的重要組成部分。

篇6

關(guān)鍵詞：變壓；整流濾波；穩(wěn)壓；

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1、引言

直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)常用的設(shè)備之一,廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源功能簡(jiǎn)單、難控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復(fù)雜度高。普通直流穩(wěn)壓電源品種很多, 但均存在以下問(wèn)題: 當(dāng)輸出電壓需要精確輸出, 或需要在一個(gè)小范圍內(nèi)改變時(shí)(如1. 05～ 1. 07V ) ,困難就較大。二是穩(wěn)壓方式均是采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路, 對(duì)過(guò)載進(jìn)行限流或截流型保護(hù), 電路構(gòu)成復(fù)雜,穩(wěn)壓精度也不高。

傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源通常采用電位器和波段開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié),并由電壓表指示電壓值的大小. 因此,電壓的調(diào)整精度不高,讀數(shù)欠直觀,電位器也易磨損.而基于單片機(jī)控制的直流穩(wěn)壓電源能較好地解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn),現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的工控產(chǎn)品均需要有低紋波、寬調(diào)整范圍的高壓電源,特別是在一些高能物理領(lǐng)域,急需電腦或單片機(jī)控制的低紋波、寬調(diào)整范圍的電源。

從上世紀(jì)九十年代末起，隨著對(duì)系統(tǒng)更高效率和更低功耗的需求，電信與數(shù)據(jù)通訊設(shè)備的技術(shù)更新推動(dòng)電源行業(yè)中直流/直流電源轉(zhuǎn)換器向更高靈活性和智能化方向發(fā)展。在80年代的第一代分布式供電系統(tǒng)開(kāi)始轉(zhuǎn)向到20世紀(jì)末更為先進(jìn)的第四代分布式供電結(jié)構(gòu)以及中間母線結(jié)構(gòu)，直流/直流電源行業(yè)正面臨著新的挑戰(zhàn)，即如何在現(xiàn)有系統(tǒng)加入嵌入式電源智能系統(tǒng)和數(shù)字控制。

在家用電器和其他各類電子設(shè)備中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。但在實(shí)際生活中，都是由220V 的交流電網(wǎng)供電。這就需要通過(guò)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電。濾波器用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般傳統(tǒng)電路由濾波扼流圈和電容器組成，若由晶體管濾波器來(lái)替代，則可縮小直流電源的體積，減輕其重量，且晶體管濾波直流電源不需直流穩(wěn)壓器就能用作家用電器的電源，這既降低了家用電器的成本，又縮小了其體積，使家用電器小型化。

2、方案論證與比較：

方案一: 采用單級(jí)開(kāi)關(guān)電源，由220V交流整流后，經(jīng)開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓輸出。但此方案所產(chǎn)生的直流電壓紋波大，在其后的幾級(jí)電路中很難加以抑制，很有可能造成設(shè)計(jì)的失敗與技術(shù)參數(shù)的超標(biāo)。

方案二：并聯(lián)式穩(wěn)壓電源，電路簡(jiǎn)便易行，所用元器件相對(duì)較少，當(dāng)負(fù)載電流恒定時(shí)穩(wěn)定性相對(duì)較好，其突出優(yōu)點(diǎn)就是可承受輸出短路。但是效率低于串聯(lián)式穩(wěn)壓電源，輸出電壓調(diào)節(jié)范圍較小，尤其是在小電流時(shí)調(diào)整管需承受很大的電流，損耗過(guò)大，因而不能采用。

方案三：串聯(lián)式穩(wěn)壓電源，利用可調(diào)的三端式集成穩(wěn)壓器先提供穩(wěn)壓電壓和小電流，再通過(guò)三極管擴(kuò)流的方式使之提供大功率。由于集成穩(wěn)壓器通常內(nèi)部已有各種保護(hù)電路，輔助電路就可以簡(jiǎn)化。其次想采用經(jīng)典的分立式元件形式，因?yàn)樵诶碚撜n及實(shí)驗(yàn)室中看到的大多是這種電源，并且具體電路形式很豐富，可借鑒的結(jié)構(gòu)也較多。

比較以上幾種方案，決定采用方案三，即經(jīng)典的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源，穩(wěn)扎穩(wěn)打，力爭(zhēng)做好。

3、硬件電路的組成與設(shè)計(jì)

直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。

我國(guó)電網(wǎng)供電電壓交流220V(有效值)50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓。降壓后的交流電壓，通過(guò)整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動(dòng)大）。脈動(dòng)大的直流電壓須經(jīng)過(guò)濾波電路變成平滑，脈動(dòng)小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。濾波后的直流電壓，再通過(guò)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給負(fù)載RL。

3.1電源變壓器

電源變壓器的作用是將來(lái)自電網(wǎng)的220V交流電壓變換為整流電路所需要的交流電壓。

本設(shè)計(jì)方案所需要用到的降壓變壓器是將電網(wǎng)交流電壓220V變換成復(fù)合需要的交流電壓，此交流電壓經(jīng)過(guò)整流后可獲得后級(jí)電路所需要的直流電壓12V。

由于所需的直流電壓比起電網(wǎng)的交流電壓在數(shù)值上相差較大，考慮到穩(wěn)壓部分中的集成穩(wěn)壓器須在輸入電壓≥10V 時(shí)才能使輸出電壓為0.7V～9V。所以，降壓后的電壓設(shè)為10V～12V，才能達(dá)到要求輸出的電壓為0V～10V，即該部分電路采用變壓器把220V交流市電變?yōu)榧s10V 的低壓交流電，作為電源的輸入電壓。變壓器原輔線圈的匝數(shù)比為：

N1/N2 = U1/U2 = 220V/10V≈22/1

電路中的保險(xiǎn)絲可起到保護(hù)電源的作用，當(dāng)電流大于0.5A 時(shí)，保險(xiǎn)絲熔斷，從而防止電源燒壞。電源變壓器的效率為：

其中：是變壓器副邊的功率，是變壓器原邊的功率。

一般小型變壓器的效率如表1所示，因此，當(dāng)算出了副邊功率后，就可以根據(jù)下表算出原邊功率。

表1小型變壓器的效率

3.2整流濾波電路

整流電路將交流電壓變換成脈動(dòng)的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。

如圖所示，在本設(shè)計(jì)中采用四個(gè)二極管組成橋式整流電路，利用單相橋式整流電路把方向和大小都大小都變化的50Hz的交流電變換為方向不變但大小仍有脈動(dòng)的直流電。其優(yōu)點(diǎn)是電壓較高,紋波電壓較小,整流二極管所承受的最大反向交流電流流過(guò),變壓器的利用率高。濾波電路：利用儲(chǔ)能元件-電容C兩端的電壓不能突變的性質(zhì),采用RC濾波電路將整流電路輸出的脈動(dòng)成分大部分濾除,得到比較平滑的直流電。

圖2橋式整流橋電路

直流電壓與交流電壓的有效值間的關(guān)系為：

在整流電路中，每只二極管所承受的最大反向電壓為：

流過(guò)每只二極管的平均電流為：

其中：R為整流濾波電路的負(fù)載電阻，它為電容C提供放電通路，放電時(shí)間常數(shù)RC應(yīng)滿足：

其中：T = ms是50Hz交流電壓的周20期。

3.3穩(wěn)壓電源電路

三端穩(wěn)壓器各項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)試

輸入電壓u2受負(fù)載和溫度發(fā)生變化到影響而發(fā)生波動(dòng)時(shí)，濾波電路輸出的直流電壓VI會(huì)隨著變化。因此，為了維持輸出電壓VI穩(wěn)定不變，需要對(duì)電壓進(jìn)行穩(wěn)壓。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)外界因素（電網(wǎng)電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度）發(fā)生變化時(shí)，能使輸出直流電壓不受影響，而維持穩(wěn)定的電壓輸出。穩(wěn)壓電路一般采用集成穩(wěn)壓器和一些元件所組成。采用集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓電源具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

三端穩(wěn)壓器的引腳及其應(yīng)用電路見(jiàn)附錄圖3。

7806為三端式集成穩(wěn)壓器，這種集成穩(wěn)壓器的輸出電壓是固定的，在使用中不能進(jìn)行調(diào)整。W78系列三端穩(wěn)壓器輸出正極性電壓，一般有：5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V，輸出電流最大可達(dá)1.5A（加散熱片）。若要求輸出負(fù)電壓，可選用W79系列穩(wěn)壓器。圖3是7806的外型和三個(gè)引出端，其中：

1―輸入端（不穩(wěn)定直流電壓輸入端）；

2―輸出端（穩(wěn)定直流電壓輸出端）；

3―公共端；

圖3三端式集成穩(wěn)壓器

它的主要參數(shù)有：輸出直流電壓Uo=6±5%；最大輸入電壓Uimax=35V； 電壓最大調(diào)整率Su=50mV；靜態(tài)工作電流Io=6mA； 最大輸出電流Iomax=1.5A；輸出電壓溫漂ST=0.6mV/oC。

3.4穩(wěn)壓系數(shù)的測(cè)量(調(diào)節(jié)輸出電壓為5V時(shí))

按圖所示連接電路， 在u1=220V時(shí)，測(cè)出穩(wěn)壓電源的輸出電壓Vo，應(yīng)改變電源電壓上升和下降10%，分別測(cè)量穩(wěn)壓電源的輸出電壓VO，RL=100Ω。在實(shí)驗(yàn)室調(diào)節(jié)交流不太方便時(shí),可采用變壓器的次級(jí)變換的方法,如①②腳電壓為18V,測(cè)量一次,記下VO1.再更換到③①腳測(cè)量一次VO2, 將測(cè)量的結(jié)果填入表5中。則穩(wěn)壓系數(shù)為：

SV=(ΔVO/VO)/(Δu1/u1)

表2

3.5輸出內(nèi)阻的測(cè)量(調(diào)節(jié)輸出電壓為5V時(shí))

按圖4所示連接電路，保持穩(wěn)壓電源的輸入電壓不變 ，在不接負(fù)載RL時(shí)測(cè)出開(kāi)路電壓Vo1，此時(shí)Io1=0，然后接上負(fù)載RL，測(cè)出輸出電壓Vo2和輸出電流Io2，測(cè)量結(jié)果填入表3中。則輸出電阻為：

RO=-(VO1-VO2)/(IO1-IO2)=(VO1-VO2)/IO2

表3

3.6紋波電壓的測(cè)量(調(diào)節(jié)輸出電壓為6V時(shí))

用示波器觀察Vo的紋波峰峰值，（此時(shí)Y通道輸入信號(hào)采用交流耦合AC），測(cè)量Vop-p的值（約幾mV）。

4、直流電源系統(tǒng)原理圖

篇7

（1）輸出電壓是通過(guò)粗調(diào)（波段開(kāi)關(guān)）及細(xì)調(diào)（電位器）來(lái)調(diào)節(jié)。當(dāng)輸出電壓需要精確輸出，或需要在一個(gè)小范圍內(nèi)改變時(shí)（如1.05～1.07V）困難較大。

（2）隨著使用時(shí)間的增加，波段開(kāi)關(guān)及電位器難免接觸不良，對(duì)輸出會(huì)有影響。

（3）電路采用串聯(lián)型穩(wěn)壓方式，對(duì)過(guò)載進(jìn)行限流或截流型保護(hù)，電路構(gòu)成復(fù)雜，穩(wěn)壓精度也不高。

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，我們?cè)谄髽I(yè)實(shí)習(xí)期間設(shè)計(jì)制作了應(yīng)用于手機(jī)生產(chǎn)檢測(cè)的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源。

一、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

手機(jī)檢測(cè)數(shù)控直流穩(wěn)壓電源由單片機(jī)控制系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、4位LED、按鍵和指示燈組成，電路如圖1所示。為了減小數(shù)字電路的高頻峰值電流對(duì)模擬電路的干擾，各自采用獨(dú)立的穩(wěn)壓電路供電，以降低D/A輸出的紋波電壓。單片機(jī)采用ATMEL公司的AT89C51芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)A/D、D/A、顯示與按鍵的控制。

圖1：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)電路

D/A電路采用DAC0832芯片，使用其內(nèi)部自帶的2.048V基準(zhǔn)源。加在1歐姆的取樣電阻上，輸出分辨率為0.5mA。電路如圖2所示。

圖2：DAC電路圖

A/D電路采用ADC0804芯片，與DAC0832芯片使用同一個(gè)基準(zhǔn)源，A/D的分辨率為0.5mV，電路如圖3所示。

圖3：ADC電路圖

二、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

硬件電路采用AT89C51芯片，且程序中不需要涉及精確實(shí)時(shí)操作，所以使用C語(yǔ)言進(jìn)行軟件編寫，提高程序編寫時(shí)的效率。程序設(shè)計(jì)上使用一個(gè)定時(shí)器作為系統(tǒng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，周期性的進(jìn)行LED顯示、按鍵掃描、AD轉(zhuǎn)換、和顯示內(nèi)容的切換，主循環(huán)負(fù)責(zé)對(duì)按鍵進(jìn)行處理。

（一）主程序流程圖

主程序流程圖如圖4所示。

圖4：主程序流程圖

（二）定時(shí)中斷程序流程圖

定時(shí)中斷程序流程圖如圖5所示。

圖5：定時(shí)中斷程序流程圖

（三）按鍵檢測(cè)程序流程圖

按鍵檢測(cè)程序流程圖如圖6所示。

圖6：按鍵檢測(cè)程序流程圖

三、結(jié)束語(yǔ)

篇8

【關(guān)鍵詞】穩(wěn)壓電源；斬波電路；單片機(jī)；PWM；IGBT

直流穩(wěn)壓電源是一種常見(jiàn)的電子設(shè)備，被廣泛的應(yīng)用與各個(gè)領(lǐng)域。目前市面上使用的直流電源大部分是線性電源，而線性直流穩(wěn)壓電源由分立器件組成，存在體積大、效率低、可靠性差、操作不便、故障率高等缺點(diǎn)。隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種電子設(shè)備對(duì)電源性能的要求越來(lái)越高。穩(wěn)壓電源日益朝著小型化、高效率、模塊化、智能化方向發(fā)展。

本文介紹了一種以單片機(jī)系統(tǒng)為核心的新型可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，他主要由斬波電路和AT89S52單片機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成。它具有體積小、重量輕（體積和重量只有線性電源的20～30%）、效率高（一般為60～70%，而線性電源只有30～40%）、自身抗干擾性強(qiáng)、輸出電壓范圍寬、模塊化等優(yōu)點(diǎn)。而且價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)單。具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

1.系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)由兩部分組成，即主電路和控制電路。如圖1 所示，主電路由整流濾波電路、IGBT斬波電路、濾波電路組成；控制電路由控制電源、AT89S52單片機(jī)系統(tǒng)、IGBT驅(qū)動(dòng)電路、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、8279鍵盤顯示電路、檢測(cè)保護(hù)電路組成。

主電路中整流濾波電路采用常用的三相橋不可控整流器，將電網(wǎng)的三相交流電壓轉(zhuǎn)換成直流，再經(jīng)電容濾波得到平滑的直流電壓。穩(wěn)壓電路是由大功率器件IGBT實(shí)現(xiàn)的降壓斬波電路。

控制電路以AT89S52單片機(jī)為邏輯控制器，用于控制邏輯的實(shí)現(xiàn)。鍵盤和顯示電路作為人機(jī)交互，用于顯示和設(shè)定系統(tǒng)數(shù)據(jù)。ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將系統(tǒng)實(shí)時(shí)電壓反饋給單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行處理。檢測(cè)保護(hù)電路的作用是保護(hù)ADC0809檢測(cè)電路，由于系統(tǒng)輸出電壓較高，不能直接接入ADC0809檢測(cè)電路，需要通過(guò)檢測(cè)保護(hù)電路將系統(tǒng)輸出電壓轉(zhuǎn)換到ADC0809能夠檢測(cè)的范圍才能接入電壓檢測(cè)電路。

2.控制電路設(shè)計(jì)

2.1 控制系統(tǒng)的核心—AT89S52

AT89S52作為該系統(tǒng)的核心，其主要作用為產(chǎn)生并輸出PWM波，他根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定電壓，調(diào)整PWM波的占空比，PWM波作為IGBT驅(qū)動(dòng)電路的輸入信號(hào)，從而調(diào)整輸出電壓，通過(guò)ADC轉(zhuǎn)換電路獲得實(shí)際輸出電壓，并與系統(tǒng)反饋的電壓值進(jìn)行比較，對(duì)占空比進(jìn)行微調(diào)，是系統(tǒng)達(dá)到所需的輸出電壓。另外，它還用于鍵盤數(shù)據(jù)的讀取和顯示數(shù)據(jù)的刷新。

2.2 人機(jī)交互——鍵盤顯示電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了鍵盤和數(shù)碼管顯示功能，用于設(shè)定和顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)。鍵盤和數(shù)碼管采用儀表中常用的驅(qū)動(dòng)芯片8279進(jìn)行控制。8270芯片為一種可編程鍵盤與顯示接口芯片，該芯片編程簡(jiǎn)單，能夠自動(dòng)掃描，并且與單片機(jī)接口方便，已經(jīng)成為設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的優(yōu)選器件之一。以8279為控制芯片的鍵盤和數(shù)碼管顯示電路如圖2 所示，鑒于本系統(tǒng)所需顯示和設(shè)定的數(shù)值較少，故采用4個(gè)8段數(shù)碼管來(lái)顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)。鍵盤為4X4掃描式鍵盤，16個(gè)按鍵中，10個(gè)按鍵為0～9的數(shù)字按鍵，另外6個(gè)按鍵為功能選擇和設(shè)定按鍵。

8279以A0來(lái)區(qū)分信息特征，當(dāng)A0=0時(shí)，單片機(jī)讀出為數(shù)據(jù)；當(dāng)A0=1時(shí)，單片機(jī)讀出數(shù)據(jù)位芯片狀態(tài)字，寫入數(shù)據(jù)為控制命令。8279內(nèi)部有兩個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，即一個(gè)16字節(jié)的顯示數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和一個(gè)8字節(jié)的鍵盤數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，顯示數(shù)據(jù)時(shí)，只需要將需要顯示的數(shù)據(jù)寫入顯示緩沖區(qū)即可。當(dāng)有按鈕閉合時(shí)，8279會(huì)自動(dòng)去抖，并掃描鍵值，最后將鍵值存入鍵盤數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，單片機(jī)只需要從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)即可得到鍵值，編程簡(jiǎn)單。

2.3 ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)

ADC0809是較為常用的一款逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，它是帶有微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件，具有8位A/D轉(zhuǎn)換器和8路多路開(kāi)關(guān)，可以和單片機(jī)直接接口。ADC0809的組成包括：

一個(gè)8路模擬開(kāi)關(guān)；

一個(gè)地址鎖存與譯碼器；

一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器；

一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器。

多路開(kāi)關(guān)可分時(shí)選通8個(gè)模擬通道，芯片允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，OE為低電平時(shí)，說(shuō)明A/D轉(zhuǎn)換器正在進(jìn)行模擬量的轉(zhuǎn)換，只有當(dāng)OE端為高電平時(shí)，鎖存器讀取轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。

2.4 IGBT驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

日本富士公司推出的厚膜驅(qū)動(dòng)集成電路EXB841是專門的IGBT驅(qū)動(dòng)芯片，適合驅(qū)動(dòng)1200V/300A 以下的IGBT模塊。EXB841為高速型驅(qū)動(dòng)模塊，具有隔離強(qiáng)度高、反應(yīng)速度快、能夠過(guò)流保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)占有率較高。該驅(qū)動(dòng)電路如圖3所示，EXB841的15引腳外加PWM控制信號(hào)，當(dāng)觸發(fā)脈沖信號(hào)施加于14和15引腳時(shí)，在GE兩端產(chǎn)生約16V的IGBT開(kāi)通電壓；當(dāng)觸發(fā)控制脈沖撤銷時(shí)，在GE兩端產(chǎn)生-5.1V的IGBT關(guān)斷電壓。

3.系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)程序采用模塊化設(shè)計(jì)方法，主要包括系統(tǒng)初始化模塊、模擬電壓讀取模塊、顯示模塊、按鍵處理模塊、PWM脈寬調(diào)制模塊和看門狗模塊等。

看門狗模塊分為初始化子程序和喂狗子程序兩部分，初始化子程序用于啟用看門狗功能和初始化看門狗定時(shí)器，本系統(tǒng)設(shè)看門狗定時(shí)器時(shí)間為2S，若2S時(shí)間內(nèi)，沒(méi)有執(zhí)行喂狗程序，則看門狗電路發(fā)出復(fù)位信號(hào)，系統(tǒng)程序自動(dòng)復(fù)位。

開(kāi)機(jī)后，首先調(diào)用初始化子程序，初始化系統(tǒng)，此時(shí)系統(tǒng)按照默認(rèn)參數(shù)，計(jì)算PWM占空比，并由定時(shí)器0和定時(shí)器1生成1KHZ的PWM波，由P2.3輸出。由定時(shí)器2產(chǎn)生一個(gè)10MS的定時(shí)器中斷，中斷程序中讀取實(shí)際電壓，然后與設(shè)定電壓比較，根據(jù)誤差調(diào)整PWM波的占空比，使實(shí)際值逐漸趨近設(shè)定值。然后刷新輸出，由數(shù)碼管顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)電壓。

當(dāng)有按鍵按下時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入外部中斷子程序，此時(shí)在外部中斷子程序中調(diào)用按鍵處理子程序，來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電壓值的設(shè)定。

PWM波的調(diào)制程序是系統(tǒng)軟件的關(guān)鍵所在，它的功能好壞直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。它由定時(shí)器0和定時(shí)器1通過(guò)中斷生成。定時(shí)器0和定時(shí)器1都工作在定時(shí)方式1，定時(shí)時(shí)間到出發(fā)相應(yīng)中斷。由定時(shí)器1控制PWM波周期，定時(shí)器0控制PWM波的占空比。當(dāng)定時(shí)器1產(chǎn)生中斷時(shí)，置位PWM輸出口P2.3，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器0。當(dāng)定時(shí)器0中斷發(fā)生時(shí)，中斷程序復(fù)位P2.3，同時(shí)關(guān)閉定時(shí)器0。這樣只需要調(diào)整定時(shí)器0的定時(shí)時(shí)間即可調(diào)整PWM波形的占空比。

定時(shí)器2產(chǎn)生一個(gè)10MS的中斷，該中斷程序用于調(diào)整PWM波的占空比，其流程圖如圖5所示，首先讀取實(shí)際電壓，然后與設(shè)定電壓作比較，根據(jù)誤差改變定時(shí)器0的定時(shí)時(shí)間，調(diào)整公式如下：

其中：為本次中斷定時(shí)器0的初始設(shè)定值；

為上次中斷時(shí)0的初始設(shè)定值；

為比例系數(shù)；

為設(shè)定電壓與反饋電壓的差值。

經(jīng)過(guò)實(shí)際調(diào)試，當(dāng)k取1.5時(shí)，系統(tǒng)能夠達(dá)到較好的穩(wěn)壓效果。

4.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)系統(tǒng)調(diào)試，程序沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤，得到的輸出電壓穩(wěn)定可靠，采用鍵盤和數(shù)碼管顯示作為人機(jī)交互，操作簡(jiǎn)單方便，智能化相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高。用戶反映良好。

基于單片機(jī)控制的直流穩(wěn)壓電源采用了先進(jìn)的單片機(jī)控制技術(shù)、完善的保護(hù)電路及專用高性能基準(zhǔn)穩(wěn)壓源元件，具有穩(wěn)壓精度高、紋波干擾小、安全可靠等特性，故可廣泛應(yīng)用于國(guó)防、科技、生產(chǎn)等領(lǐng)域。

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篇9

[關(guān)鍵詞] VGA顯示器開(kāi)關(guān)電源維修

在學(xué)校機(jī)房中，目前微機(jī)的顯示器主要使用的仍是VGA彩色顯示器。顯示器電源電路是顯示器故障率較高的部件，由于各廠商均不提供電路圖以及維修人員對(duì)功率場(chǎng)效應(yīng)管的特性不熟悉，因而造成這類產(chǎn)品維修困難?，F(xiàn)在的顯示器電源電路大部分采用開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源電路，開(kāi)關(guān)電源是由振蕩電路、穩(wěn)壓電路、保護(hù)電路三大部分組成，其中振蕩電路又分為晶體管振蕩電路和集成塊振蕩電路，穩(wěn)壓電路中開(kāi)關(guān)電源的穩(wěn)壓原理均采用脈沖調(diào)寬式的穩(wěn)壓方式，即通過(guò)自動(dòng)改變開(kāi)關(guān)功率管的關(guān)閉和導(dǎo)通時(shí)間的比例，或通過(guò)改變振蕩器輸出脈沖的占空比來(lái)達(dá)到穩(wěn)壓的目的，穩(wěn)壓部分的電路由取樣、比較、控制三部分組成。此外，顯示器開(kāi)關(guān)電源都設(shè)有保護(hù)電路，其保護(hù)方式的效果均為使電路停振，具體方式有過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)（短路保護(hù)），和過(guò)熱保護(hù)等。過(guò)流保護(hù)電路的過(guò)流取樣點(diǎn)，大部分顯示器中是在主振功率管的發(fā)射極電位上；過(guò)壓保護(hù)電路的取樣點(diǎn)一般取自220 V交流經(jīng)整流濾波后的電壓或主負(fù)載供電電壓，通過(guò)一個(gè)齊納二極管（穩(wěn)壓管）進(jìn)行取樣判別；短路保護(hù)電路的取樣點(diǎn)一般在穩(wěn)壓電源輸出的低壓組電源上，通過(guò)一個(gè)二極管來(lái)進(jìn)行判別取樣。在IC式開(kāi)關(guān)電源中，有部分所采用的電源IC內(nèi)部設(shè)有“閂鎖電路”，這個(gè)“閂鎖電路”實(shí)際上是一個(gè)保護(hù)執(zhí)行電路，各取樣點(diǎn)送來(lái)的信號(hào)，通過(guò)它執(zhí)行對(duì)電路的停振控制。

開(kāi)關(guān)電源損壞后，大多都可進(jìn)行維修。將開(kāi)關(guān)電源負(fù)載全部斷開(kāi)，在主負(fù)載供電電源組上帶一只220 V 40 W的燈泡作假負(fù)載，采用低壓供電安全方式，即將供電電源電壓經(jīng)一自耦式變壓器降至70 V左右進(jìn)行維修。這種維修方法可避免因電路存在的隱患而再度損壞元件。一般正常的開(kāi)關(guān)電源（并聯(lián)式）在70 V左右的供電電壓下就能正常起振工作，慢慢調(diào)整自耦變壓器的輸出電壓，開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓都應(yīng)固定在其預(yù)設(shè)的電壓值上不變，如果開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓隨輸入電壓的變化而變化，則表明其穩(wěn)壓部分電路有問(wèn)題，如果沒(méi)有電壓輸出則表明振蕩電路部分出問(wèn)題了。

一、以并聯(lián)型光耦控制穩(wěn)壓式開(kāi)關(guān)電源為例

當(dāng)開(kāi)關(guān)電源不能正常穩(wěn)壓時(shí)，第1步是要確認(rèn)引起故障的部位，簡(jiǎn)單快捷的方法是將光耦件熱地端的兩控制腳短路。如果電路進(jìn)入停振狀態(tài)，則表明故障在取樣比較部分電路，取樣比較電路有問(wèn)題多半是比較IC和光耦件損壞所致（IC損壞多數(shù)會(huì)引起光耦件同時(shí)損壞）。如果是控制電路問(wèn)題，如控制晶體管損壞，在晶體管的代換上一定要注意晶體管的參數(shù)。

二、電路不起振

當(dāng)確信供電電壓正常時(shí)，首先檢查啟動(dòng)電阻是否開(kāi)路或變值。另外，要檢查保護(hù)電路動(dòng)作，如果是保護(hù)電路引起停振，一般在開(kāi)機(jī)的瞬間電路能正常起振。可通過(guò)此點(diǎn)來(lái)進(jìn)行判別，另外當(dāng)控制電路有問(wèn)題（如控制管擊穿）也會(huì)引起電路停振。開(kāi)關(guān)電源電路是比較簡(jiǎn)單的電路，只要分清主振電路、保護(hù)電路和比較穩(wěn)壓電路三者的聯(lián)接關(guān)系，維修起來(lái)就較容易。另外，開(kāi)關(guān)電源的主振功率管因其集電極是感性負(fù)載，所以主振管工作時(shí)，其集電極將要承受8~10倍于電源的脈沖電壓。為此在電路上加入了吸收電路電容電阻和在主振管集電極與地之間并接的電容，這些元件的作用與行輸出級(jí)的逆程電容有相似的作用。當(dāng)這些元件有問(wèn)題時(shí)，極易損壞主振功率管，此點(diǎn)需引起注意。檢查發(fā)現(xiàn)其開(kāi)關(guān)電源吸收電路的電容在溫度升高時(shí)，電容值會(huì)變小，從而引起經(jīng)常損壞電源主振功率管的故障。

三、用萬(wàn)用表測(cè)量AC電源線兩端的正反向電阻及電容器充電情況

如果電阻值過(guò)低，說(shuō)明電源內(nèi)部存在短路，正常時(shí)其阻值應(yīng)能達(dá)到100 kΩ以上，電容器應(yīng)能夠充放電，如果損壞，則表現(xiàn)為AC電源線兩端阻值低，呈短路狀態(tài)，否則可能是開(kāi)關(guān)三極管擊穿。然后檢查直流輸出部分，脫開(kāi)負(fù)載，分別測(cè)量各組輸出端的對(duì)地電阻，正常時(shí)表針應(yīng)有電容器充放電擺動(dòng)，最后指示的應(yīng)為該路的泄放電阻的阻值，否則多為整流二極管反向擊穿所致，如果電源一啟動(dòng)就停止，則該電源處于保護(hù)狀態(tài)下，應(yīng)重點(diǎn)檢查產(chǎn)生保護(hù)的原因。

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篇10

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 霍爾開(kāi)關(guān) 繼電器 伺服驅(qū)動(dòng)

一、換刀裝置故障

數(shù)控車換刀一般的過(guò)程是:換刀電機(jī)接到換刀信號(hào)后，通過(guò)蝸輪蝸桿減速帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn)，由霍爾元件發(fā)出刀位信號(hào)，數(shù)控系統(tǒng)再利用這個(gè)信號(hào)與目標(biāo)值進(jìn)行比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后，電機(jī)反轉(zhuǎn)縮緊刀架。在我維修數(shù)控車的過(guò)程中遇到了以下幾個(gè)故障現(xiàn)象。

故障一:一臺(tái)四刀位數(shù)控車床，發(fā)生一號(hào)刀位找不到，其它刀位能正常換刀的故障現(xiàn)象。

故障分析:由于只有一號(hào)刀找不到刀位，可以排除機(jī)械傳動(dòng)方面的問(wèn)題，確定就是電氣方面的故障?？赡苁窃摰段坏幕魻栐捌渲車€路出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致該刀位信號(hào)不能輸送給PLC。對(duì)照電路圖利用萬(wàn)用表檢查后發(fā)現(xiàn):1號(hào)刀位霍爾元件的24V供電正常，GND線路為正常，T1信號(hào)線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位信號(hào)不能發(fā)出。

解決辦法:更換新的霍爾元件后故障排除，一號(hào)刀正常找到。

故障二:一臺(tái)六刀位數(shù)控車床，換刀時(shí)所有刀位都找不到，刀架旋轉(zhuǎn)數(shù)周后停止，并且數(shù)控系統(tǒng)顯示換刀報(bào)警:換刀超時(shí)或沒(méi)有信號(hào)輸入。

故障分析查找:對(duì)于該故障，仍可以排除機(jī)械故障，歸咎于電氣故障所致。產(chǎn)生該故障的電氣原因有以下幾種:1.磁性元件脫落;2.六個(gè)霍爾元件同時(shí)全部損壞;3.霍爾元件的供電和信號(hào)線路開(kāi)路導(dǎo)致無(wú)電壓信號(hào)輸出。其中以第三種原因可能性最大。因此找來(lái)電路圖，利用萬(wàn)用表對(duì)霍爾元件的電氣線路的供電線路進(jìn)行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn):刀架檢測(cè)線路端子排上的24V供電電壓為0V，其它線路均正常。以該線為線索沿線查找，發(fā)現(xiàn)從電氣柜引出的24V線頭脫落，接上后仍無(wú)反應(yīng)。由此判斷應(yīng)該是該線斷線造成故障。

解決辦法:利用同規(guī)格導(dǎo)線替代斷線后，故障排除。

故障三:一臺(tái)配有FANUC-0imate系統(tǒng)大連機(jī)床廠的六刀位車床，選刀正常但是當(dāng)所選刀位到位之后不能正常鎖緊。系統(tǒng)報(bào)警:換刀超時(shí)。

故障分析查找:刀架選刀正常，正轉(zhuǎn)正常，就是不能反向鎖緊。說(shuō)明蝸輪蝸桿傳動(dòng)正常，初步定為電氣線路問(wèn)題。在機(jī)床刀架控制電氣原理圖上，發(fā)現(xiàn)刀具反向鎖緊到位信號(hào)是由一個(gè)位置開(kāi)關(guān)來(lái)控制發(fā)出的，是不是該開(kāi)關(guān)即周圍線路存在問(wèn)題呢?為了確認(rèn)這個(gè)故障原因，打開(kāi)刀架的頂蓋和側(cè)蓋，利用萬(wàn)用表參照電路圖檢查線路，發(fā)現(xiàn)線路未有開(kāi)路和短路，通過(guò)用手按動(dòng)刀架反向鎖緊位置開(kāi)關(guān)，觀察梯形圖顯示有信號(hào)輸入，至此排除電氣線路問(wèn)題。推斷可能是擋塊運(yùn)動(dòng)不到位，位置微動(dòng)開(kāi)關(guān)未動(dòng)作。于是重新?lián)Q刀一次來(lái)觀察一下，結(jié)果發(fā)現(xiàn):果然擋塊未運(yùn)動(dòng)到位。于是把擋塊螺栓擰緊，試換刀一次正常。再換一次刀，原故障又出現(xiàn)了，同時(shí)發(fā)現(xiàn)蝸桿端的軸套打滑并且爬升現(xiàn)象。難道是它造成了電機(jī)反轉(zhuǎn)鎖緊時(shí)位置開(kāi)關(guān)的擋塊不能到位?于是把該軸套進(jìn)行了軸向定位處理，將刀架頂蓋裝好。結(jié)果刀架鎖緊正常了。

解決辦法:對(duì)軸套進(jìn)行軸向定位故障解決。

二、穩(wěn)壓電源故障

機(jī)床在運(yùn)行時(shí)機(jī)床照明燈突然不亮，機(jī)床操作面板燈也不亮，系統(tǒng)電源正常，同時(shí)系統(tǒng)急停報(bào)警，和主軸無(wú)信號(hào)警。關(guān)機(jī)后重新上電故障依舊。

轉(zhuǎn)貼于

故障分析檢查:經(jīng)詢問(wèn)當(dāng)時(shí)操作人員，沒(méi)有違規(guī)操作，排除人為原因，也可以排除機(jī)械原因，應(yīng)該是電氣故障引起。該機(jī)床的電器原理圖顯示，這些失電區(qū)域都和24V有關(guān)，并且該機(jī)床擁有兩個(gè)穩(wěn)壓電源，一個(gè)是I/O接口電源，另一個(gè)為系統(tǒng)電源。失電區(qū)域都與I/O接口有關(guān)，于是打開(kāi)電氣柜觀察發(fā)現(xiàn)I/O接口穩(wěn)壓電源指示燈未能點(diǎn)亮，說(shuō)明該電源未能正常工作或損壞。由穩(wěn)壓電源的工作原理知道，穩(wěn)壓電源有電流短路和過(guò)載保護(hù)的功能，當(dāng)電源短路或過(guò)載時(shí)自動(dòng)關(guān)斷電源輸出，以保護(hù)電源電路不被損壞。于是試著把電源的輸出負(fù)載線路拆下來(lái)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)重新上電后電源指示燈亮了。這說(shuō)明電源本身沒(méi)有損壞。通過(guò)分析得知該電源為I/O接口電源，負(fù)載不大，也不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象，應(yīng)該是輸出回路中有短路故障。沿著輸出線號(hào)進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)有一根24V+輸出線接頭從絕緣膠布中露出并接觸到機(jī)床床體。原因很明顯:由于該線與機(jī)床發(fā)生對(duì)地短路，造成該穩(wěn)壓電源處于自我保護(hù)狀態(tài)，使得操作面板和一些I/O接口繼電器供電停止，導(dǎo)致發(fā)生以上故障。至于變頻器報(bào)警可能24V信號(hào)不能到位發(fā)出報(bào)警。

解決辦法:用絕緣膠布把接頭處重新包好，重新上電開(kāi)機(jī)所有故障解決，報(bào)警解除照明燈也亮了。

三、系統(tǒng)程序鎖故障

一臺(tái)數(shù)控車，配有FANUC-0i-mate系統(tǒng)，無(wú)法輸入對(duì)刀值等參數(shù)，不能編輯程序，并伴有報(bào)警。

故障分析檢查:對(duì)此現(xiàn)象首先想到了程序保護(hù)開(kāi)關(guān)，通過(guò)對(duì)比正常的系統(tǒng)發(fā)現(xiàn):與系統(tǒng)鎖住時(shí)現(xiàn)象一樣。所以懷疑系統(tǒng)鎖開(kāi)關(guān)壞了，但經(jīng)過(guò)短接，仍不能解決問(wèn)題。通過(guò)觀察故障系統(tǒng)的梯形圖發(fā)現(xiàn)X56輸入點(diǎn)無(wú)信號(hào)輸入，說(shuō)明這條輸入線路斷路。沿著這條線號(hào)利用萬(wàn)用表檢查，發(fā)現(xiàn)在操作面板后面選軸開(kāi)關(guān)接頭處線頭脫落，導(dǎo)致線路無(wú)法輸入信號(hào)，使PLC邏輯關(guān)系不正確，才出現(xiàn)以上故障。

解決辦法:用烙鐵焊錫把脫落的線頭重新焊接好，報(bào)警解除，參數(shù)輸入正常，故障消失。

四、結(jié)束語(yǔ)

以上維修案例，可作為類似故障的排除參考。一般地，對(duì)于任何故障，首先是根據(jù)現(xiàn)象，根據(jù)原理來(lái)判斷故障點(diǎn)，分析每一個(gè)可能性，如一個(gè)開(kāi)關(guān)，一個(gè)線接頭，一個(gè)螺釘都會(huì)是都會(huì)是故障原因，參照之前的操作、維修歷史進(jìn)行分析，能有利于縮小查找范圍，有利于提高維修的效率。

參考文獻(xiàn):

[1]FANUC-0i-mate使用說(shuō)明書.

[2]大連機(jī)床集團(tuán)數(shù)控車床電器說(shuō)明書.

[3]廣州數(shù)控GSK980T使用說(shuō)明書.