單片機(jī)在微波功率控制技術(shù)中的應(yīng)用方案

1 引言

微波以它的獨(dú)特的功能開(kāi)拓運(yùn)用領(lǐng)域的新技術(shù)，其中包括微波通信，微波測(cè)量，微波加熱等新技術(shù)。微波能產(chǎn)生于微波源。它是由產(chǎn)生微波能的心臟——微波管和為微波管提供必要工作條件的電源組成。微波作為一種新的能量傳遞方式，在電子電氣行業(yè)中發(fā)展很快，其中大功率微波源常用于加熱及無(wú)極光燈的激勵(lì)源，為了更好地滿(mǎn)足應(yīng)用的需要，經(jīng)常需要功率控制。為達(dá)到無(wú)極紫外燈在微波的激發(fā)作用下，能夠產(chǎn)生連續(xù)可變的光源，并且能夠較好地克服技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性的矛盾，提高性?xún)r(jià)比，本文論述單片機(jī)微波功率控制技術(shù)。

2 芯片簡(jiǎn)介

系統(tǒng)使用的pic16f873，采用靜態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)、高性能的哈佛結(jié)構(gòu)cpu和risc指令集，實(shí)現(xiàn)了低功耗和寬工作電壓范圍，提高了cpu的工作速度和效率。包含4k×14的程序閃存，192字節(jié)的數(shù)據(jù)隨機(jī)存儲(chǔ)器和128字節(jié)數(shù)據(jù)eeprom存儲(chǔ)器。其中i/o端口為端口a,b和c,具有13個(gè)中斷源，三個(gè)定時(shí)器，兩個(gè)ccp(捕捉器/比較器/pwm)模塊、一個(gè)看門(mén)狗電路、一個(gè)并行從屬端口psp，集成了8通道a/d轉(zhuǎn)換器。pic16f87x系列既有spi和i2c主串行通信端口，又有usart異步串行通信端口。

該芯片實(shí)現(xiàn)的主要功能：單片機(jī)用于協(xié)調(diào)外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)，地址和控制信號(hào)的傳送;完成對(duì)倍壓整流輸出電壓的采樣，a/d轉(zhuǎn)換以及與設(shè)定值比較;完成觸發(fā)脈沖的同步與發(fā)送;完成對(duì)擁護(hù)指令的識(shí)別以及對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的顯示。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 原理設(shè)計(jì)

mcu是系統(tǒng)的核心，完成信號(hào)處理以及對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)會(huì)諧調(diào)控制的任務(wù)。系統(tǒng)開(kāi)機(jī)，單片機(jī)上電復(fù)位啟動(dòng)，檢測(cè)鍵盤(pán)輸入動(dòng)作后，單片機(jī)根據(jù)不同的指令去完成不同的動(dòng)作。在調(diào)功指令下達(dá)后，單片機(jī)根據(jù)輸入數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)，觸發(fā)延時(shí)，并檢測(cè)過(guò)零脈沖，同時(shí)送顯示指令。觸發(fā)延時(shí)結(jié)束，觸發(fā)電路中的觸發(fā)脈沖就產(chǎn)生并維持一定強(qiáng)度與時(shí)間，使雙向晶閘管有效導(dǎo)通。磁控管工作后，由采樣電路采集陽(yáng)極電壓信號(hào)，并與設(shè)定電壓比較后對(duì)觸發(fā)延時(shí)作一定的修正。同時(shí)檢測(cè)光強(qiáng)信息，使光強(qiáng)滿(mǎn)足用戶(hù)要求。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，完成對(duì)無(wú)極燈放電的穩(wěn)定控制，有連續(xù)調(diào)節(jié)的功能，而且操作簡(jiǎn)單，便于與用戶(hù)直接交流，易于用戶(hù)直接使用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

(1)升壓和整流的電路。磁控管腔體電壓一般要達(dá)到1800v才能工作，為此必須設(shè)計(jì)升壓變壓器來(lái)抬升電壓。采用兩個(gè)變壓器t1和t2并聯(lián)方式向倍壓整流電路供電。

當(dāng)交流電為正半周時(shí)，二極管d2承受正壓導(dǎo)通對(duì)電容c2充電，直到達(dá)到交流電最大值

;c1則處于放電過(guò)程，與t1次級(jí)線(xiàn)圈一起對(duì)磁控管供電。負(fù)半周則相反。其輸出平均電壓關(guān)系式為：

采用全波倍壓整流電路，其電路如圖2所示。

圖2 全波倍壓整流電路