鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:910次 | 2020年02月05日
基于C8051F500的數(shù)控恒流源設(shè)計(jì)
放射法測(cè)井是測(cè)井方法的重要組成部分,相對(duì)于r射線(xiàn),X射線(xiàn)具有獲得容易、輻射可控、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用X射線(xiàn)管的燈絲經(jīng)過(guò)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(qiáng)電場(chǎng)作用下加速,加速后的高速自由電子轟擊陽(yáng)極靶材,產(chǎn)生X射線(xiàn)X射線(xiàn)管的燈絲供電電流能夠調(diào)節(jié)射線(xiàn)的強(qiáng)度若使用電壓源供電,由于燈絲電阻會(huì)隨著通電時(shí)間增加而發(fā)熱,導(dǎo)致燈絲電阻并不是一個(gè)恒定值,燈絲電阻的波動(dòng)會(huì)引起電流的波動(dòng),進(jìn)而影響X射線(xiàn)機(jī)發(fā)出的射線(xiàn)強(qiáng)度的穩(wěn)定性X射線(xiàn)具有較強(qiáng)的輻射能力,長(zhǎng)期照射對(duì)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(wèn)題,本文設(shè)計(jì)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(gè)系統(tǒng)包含單片機(jī)、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(kāi)關(guān)電源構(gòu)成恒流電路,本系統(tǒng)單片機(jī)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(dá)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(dá)200KpS,且片內(nèi)自動(dòng)提供參考電壓外部有48個(gè)引腳,一個(gè)UART、一個(gè)通用SpI、一個(gè)CAN總線(xiàn)等豐富的通信接口。片內(nèi)集成多達(dá)64KFLASHROM空間,可存儲(chǔ)較為復(fù)雜的代碼,并有4KXRAM,無(wú)需再外部擴(kuò)展RAM。
2、系統(tǒng)各模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
2.1、Buck型開(kāi)關(guān)電源及其反饋電路設(shè)計(jì)
Buck型變換器又稱(chēng)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(kāi)關(guān)管,VD1為續(xù)流二極管,L1為儲(chǔ)能電感,電容C1、C2濾除紋波并且儲(chǔ)能反饋回路由電流采樣電阻Rl、運(yùn)放Op07、片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器和DAC0800構(gòu)成,單片機(jī)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(kāi)關(guān)管VT導(dǎo)通時(shí),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(xiàn)性增加當(dāng)pWM波電平改變,開(kāi)關(guān)管截止時(shí),電感L.為了保持其電流IL1不會(huì)突變,電感L.中的磁場(chǎng)將改變其兩端的電壓極性,這時(shí)二極管VD1承受正向偏壓,并有電流IVD,流過(guò),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(shí)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(kāi)關(guān)電源的開(kāi)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(duì)電阻Rl兩端電壓進(jìn)行采樣,經(jīng)運(yùn)算放大器放大后送入單片機(jī)內(nèi)部A/D,根據(jù)運(yùn)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(dòng)采樣中斷,通過(guò)中斷函數(shù)計(jì)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(jìn)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(jìn)而改變pWM波的占空比便可調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)管VT的導(dǎo)通時(shí)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(zhuān)區(qū)慕展上,世強(qiáng)帶來(lái)的SiC、GaN、三電平讓你的效率直達(dá)最high點(diǎn)如何利用二級(jí)輸出濾波器防止開(kāi)關(guān)電源噪聲陶瓷垂直貼裝封裝(CVMp)的焊接注意事項(xiàng)及布局DC-DC轉(zhuǎn)換器的平均小信號(hào)數(shù)學(xué)建模及環(huán)路補(bǔ)償設(shè)計(jì)常用基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源產(chǎn)生辦法有哪些?