鉅大LARGE | 點擊量:913次 | 2020年02月05日
基于C8051F500的數(shù)控恒流源設(shè)計
放射法測井是測井方法的重要組成部分,相對于r射線,X射線具有獲得容易、輻射可控、環(huán)保等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用X射線管的燈絲經(jīng)過大電流(0~2A)的加熱產(chǎn)生大量的自由電子,自由電子在高壓電源的強電場作用下加速,加速后的高速自由電子轟擊陽極靶材,產(chǎn)生X射線X射線管的燈絲供電電流能夠調(diào)節(jié)射線的強度若使用電壓源供電,由于燈絲電阻會隨著通電時間增加而發(fā)熱,導(dǎo)致燈絲電阻并不是一個恒定值,燈絲電阻的波動會引起電流的波動,進而影響X射線機發(fā)出的射線強度的穩(wěn)定性X射線具有較強的輻射能力,長期照射對人體組織傷害很大,昕以應(yīng)避免操作人員近距離操作基于以上問題,本文設(shè)計并研制了一種硬件電路
1、硬件系統(tǒng)框圖
硬件系統(tǒng)如圖l所示,整個系統(tǒng)包含單片機、按鍵、液晶顯示、D/A轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器、485通信接口及由開關(guān)電源構(gòu)成恒流電路,本系統(tǒng)單片機選用SiliconLab公司的處理器芯片C8051F500,該芯片為8位51內(nèi)核結(jié)構(gòu),主頻可達50MHz,片內(nèi)集成12位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器,最高采樣率可達200KpS,且片內(nèi)自動提供參考電壓外部有48個引腳,一個UART、一個通用SpI、一個CAN總線等豐富的通信接口。片內(nèi)集成多達64KFLASHROM空間,可存儲較為復(fù)雜的代碼,并有4KXRAM,無需再外部擴展RAM。
2、系統(tǒng)各模塊設(shè)計實現(xiàn)
2.1、Buck型開關(guān)電源及其反饋電路設(shè)計
Buck型變換器又稱為降壓變換器,結(jié)構(gòu)如圖2所示Udo是穩(wěn)定的直流電源,VT為開關(guān)管,VD1為續(xù)流二極管,L1為儲能電感,電容C1、C2濾除紋波并且儲能反饋回路由電流采樣電阻Rl、運放Op07、片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器和DAC0800構(gòu)成,單片機為控制核心,D/A轉(zhuǎn)換器為pWM控制器提供參考電壓Ur。當(dāng)開關(guān)管VT導(dǎo)通時,電壓U.與輸入電壓Uout相等,二極管VD.處于反向截止?fàn)顟B(tài),電流IVD,為零電流IVT=ILI,流經(jīng)電感Ll,電流線性增加當(dāng)pWM波電平改變,開關(guān)管截止時,電感L.為了保持其電流IL1不會突變,電感L.中的磁場將改變其兩端的電壓極性,這時二極管VD1承受正向偏壓,并有電流IVD,流過,二極管VD.使電感L兩端的電流IL1保持連續(xù)變化,因此VD1為續(xù)流二極管當(dāng)時ILl《lout,電容Cl、C2處于放電:l犬態(tài);當(dāng)ILl》lout電容Cl、C2處于充電狀態(tài)電容Cl、C2有利于輸出電流Iout,和輸出電壓Uout保持恒定開關(guān)電源的開關(guān)頻率取決于pWM控制器Sg3525的振蕩頻率在輸出端,輸出電流Iout流經(jīng)電阻R1,R1兩端產(chǎn)生壓降,對電阻Rl兩端電壓進行采樣,經(jīng)運算放大器放大后送入單片機內(nèi)部A/D,根據(jù)運算放大器理論可知:Usamp=RlIout(l+R3/R2)
根據(jù)上式可得:Iout=Usamp/(R1+RIR3/R2)
使用C8051F500內(nèi)部自帶A/D轉(zhuǎn)換器,采樣得到數(shù)據(jù)反映著電源輸出的電流值每次采樣結(jié)束啟動采樣中斷,通過中斷函數(shù)計算采樣電流IOLit,將預(yù)設(shè)的電流值Iset與采樣得到的電流值I進行比較,根據(jù)誤差大小調(diào)整參考電壓Uref,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器DAC0800將參考電壓傳給pWM控制器Sg3525,進而改變pWM波的占空比便可調(diào)節(jié)開關(guān)管VT的導(dǎo)通時間,調(diào)節(jié)輸出電壓U,U與占空比D的關(guān)系如式:Um=DUdo
技術(shù)專區(qū)慕展上,世強帶來的SiC、GaN、三電平讓你的效率直達最high點如何利用二級輸出濾波器防止開關(guān)電源噪聲陶瓷垂直貼裝封裝(CVMp)的焊接注意事項及布局DC-DC轉(zhuǎn)換器的平均小信號數(shù)學(xué)建模及環(huán)路補償設(shè)計常用基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源產(chǎn)生辦法有哪些?