基于智能型電動執(zhí)行器的設(shè)計方案

整流電路：可采取最通用最可靠的橋式整流。

穩(wěn)壓電路：可使用ST公司的LM78XX系列三端穩(wěn)壓芯片。

2.2 380V電源鑒相電路設(shè)計

鑒相電路目的是想判別輸入信號的相位差，將相位差轉(zhuǎn)換成不同的信號以便后級使用。根據(jù)這一原則，首先輸入信號要為方波，而本設(shè)計使用的380V正弦信號，所以第一步要做的就是將正弦信號轉(zhuǎn)為方波。由于系統(tǒng)控制器采用的是單片機，其供電為5V直流信號，需要鑒相的信號是380V高壓信號，為了避免在控制的時候收到高壓信號的干擾，在電路設(shè)計時還要考慮前后級之間的隔離。在鑒別相序的時候采取軟件來進行相序分析。本設(shè)計采用Atmega128單片機作為處理器，資源富裕完全有空間來完成鑒相功能，而且采取軟件處理可以減少硬件電路的設(shè)計調(diào)試，也可減小最后PCB的面積。

鑒相前級采樣電路由兩部分組成：正弦信號變換為方波，電源隔離。

2.3 紅外遙控發(fā)射電路設(shè)計

通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成。發(fā)射部分包括鍵盤、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括LED紅外接收器、光電放大器、解調(diào)和解碼電路。

紅外遙控系統(tǒng)框圖如圖2所示。

2.4 交流電機控制電路設(shè)計

交流電機控制電路如圖3所示。

繼電器驅(qū)動電路：

繼電器驅(qū)動電路采取互鎖的形式，防止電路在換相的時候出現(xiàn)短路的狀況。繼電器線圈上要加蓄流二極管，否則線圈中的電不能及時的放干凈，在切換相序的時候也容易短路。二極管要選取開關(guān)速度快的肖特基二極管。繼電器選型只要滿足耐壓和蓄流能力就可以了。

2.5 顯示電路設(shè)計

液晶顯示采用O12864SGD14CFNE型號，此種液晶體積小，但也是128X64個顯示點，并且功耗低、驅(qū)動簡單。

2.6 4-20mA電流產(chǎn)生電路設(shè)計

目前最普遍使用的電流產(chǎn)生原理是電壓/電流轉(zhuǎn)換即V/I轉(zhuǎn)換，將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換為具有一定關(guān)系的電流信號，通過轉(zhuǎn)換的電流相當(dāng)于一個輸出可調(diào)的恒流源，其輸出電流應(yīng)能夠保持穩(wěn)定而不會隨負載的變化而變化。

針對本設(shè)計來說使用PWM占空比來控制4-20mA電流輸出，而且也減少了外圍電路的設(shè)計，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.7 保護電路設(shè)計

鑒于電源電路存在一些不穩(wěn)定因素，用來防止此類不穩(wěn)定因素影響電路效果的回路稱作保護電路。比如有過流保護、過壓保護、過熱保護、空載保護、短路保護等。

電機過流檢測設(shè)計采用電流互感器來檢測電流過載。在供電用電的線路中電流電壓相差懸殊。線路上的電壓都比較高如直接測量是非常危險的。電流互感器的作用就是變流和電氣隔離。電流互感器原理其實就是電磁感應(yīng)原理。

本電路使用的是380V交流電，所以用電流互感器來檢測較為安全，經(jīng)過電流互感器將大電流變?yōu)樾‰娏魅缓笤谧儞Q為電壓，再送入單片機處理。

3.系統(tǒng)軟件的設(shè)計

3.1 系統(tǒng)總體流程圖

系統(tǒng)總體流程圖如圖4所示。

3.2 鑒相處理及電機控制

鑒相采集的原理其實很簡單，380V交流電已由外部硬件電路轉(zhuǎn)換為方波，單片機只需處理輸入兩路信號超前與滯后的關(guān)系就可以了，這里使用外部中斷來捕捉外部輸入的方波的信號。