基于PIC16F874單片機的可編程電源的設計與應用
系統(tǒng)按模塊來分可以分成兩大模塊:
電源模塊和單片機控制模塊。電源模塊是以PWM芯片為核心的AC—DC變換器,PWM芯片采用安森美半導體的電流型PWM控制器NCP1200作為控制芯片。單片機控制模塊采用美國微芯公司的PIC16F874作為微控制器,主要實現(xiàn)電流電壓信號的采樣、顯示、按鍵輸入、串口通信以及為電源模塊提供電壓電流參考等功能。
電網電壓經整流濾波后供給高頻變換電路,由高頻變換電路產生輸出。單片機輸出兩路PWM信號,給電源模塊提供輸出電壓的參考值和電流的限流值,電源模塊按照單片機提供的參考值輸出電壓和限定最大電流。雖然單片機采樣輸出電壓和電流進行顯示,但這里單片機并不參與系統(tǒng)的反饋,反饋通過電源模塊來實現(xiàn)(在后面的部分中會詳細講到)。
3 硬件設計
3.1 電源模塊電路
NCP1200是安森美半導體公司(ON Semiconductor)推出的一款電流型PWM控制器。其應用電路只需要使用很少的外圍元件,使設計更加緊湊。另外,芯片內集成輸出短路的保護電路,使成本可以進一步降低。
圖4是以NCP1200為控制芯片的電源電路的結構。從圖中可以看到,電源模塊中有兩種反饋類型。第一種是輸出電壓反饋,輸出電壓采樣值VSS和單片機提供的設定值進行比較,通過光耦來控制NCP1200芯片F(xiàn)B腳的電壓,調整DRV腳輸出PWM的脈寬來控制場效應管的導通和關斷時間,從而達到調整輸出電壓值的目的。另一路反饋是電流限流反饋,當采樣到的輸出電流值ISS超過單片機提供的最大限流值IPWM后,比較器輸出正電壓使得光耦最大導通,將FB腳電壓拉低,使得NCP1200輸出PWM脈寬減小,從而達到限流的目的。當輸出電流小于單片機提供的限流值時,限流反饋不起作用。
輔助電源提供+12 V的電壓,另經三端穩(wěn)壓器件KA7805(圖中未畫出)產生+5V的電壓,給比較器和單片機控制模塊提供電源。
3.2 單片機控制電路
PIC16F874是美國微芯科技公司(Microchip Technology)的一款8位單片機,內置4K×14位的Flash、128字節(jié)的RAM和64字節(jié)的EEPROM。另外,它具有豐富的外設資源,其內置1個UART模塊可供串口通信用,2個CCP模塊可以產生2路獨立、10位分辨率的PWM信號,8路10位的A/D轉換通道。另外,PIC系列單片機的每個I/O能提供25mA的驅動電流,對于LED的接口電路可以省掉外加晶體管的驅動電路。
單片機控制系統(tǒng)的主要接口電路:
?、?按鍵接口電路。采用暫觸式開關輸入,使用電阻電容去抖。
評論