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多种频段PWM信号产生电路设计详解

2022-05-12 09:16分类:电路图 阅读:

 

  文中设计方案并制造了一种有利于汽车模拟继电器具体运行状态的开关电源。依据继电器在机动车中的工作标准,对继电器在各种各样运行状态下的品质规定实现模仿检测。与此同时处理检测出入口继电器商品技术指标的难点,为在我国继电器的出口商品给予必需的技术性功能测试机器设备。继电器在现代车中运用十分普遍,继电器的功能与车辆的特性密切有关。增加到继电器的开关电源在具体运行时的情况是非常繁杂的,具体表现在继电器开关电源的工作电压力度、頻率、pwm占空比的多元性和偶然性。为了更好地确保继电器在出厂的品质,文中设计方案并制造了一种有利于汽车模拟继电器具体运行状态的开关电源。依据继电器在机动车中的工作标准,对继电器在各种各样运行状态下的品质规定实现模仿检测。与此同时处理检测出入口继电器商品技术指标的难点,为在我国继电器的出口商品给予必需的技术性功能测试机器设备。

  体系结构与原理

  如图所示1所显示,全部体系包含单片机设计、I/O拓展电源电路、D/A变换电源电路、PWM造成电源电路、頻率挑选电源电路、光学防护和光耦电路及电脑键盘和表明电源电路。系统软件以51单片机为监测中心,选用DDS集成icAD9851和PWM操纵集成icSG3525为波型产生机器设备,选用8255A拓展单片机设计外场插口做为三路D/A变换电源电路数据信息键入口,三路仿真模拟工作电压各自用来操纵頻率、pwm占空比和力度。根据单片机设计解决数据信息操纵波型产生机器设备輸出讯号的频次和pwm占空比,再根据后续的次数挑选线路和光耦隔离与光耦电路,完成輸出頻率、pwm占空比和力度可调式的PWM信号。除此之外,人机接口选用电脑键盘和LCD显示,根据RS 232串口通信实现通讯后,由PC机完成。

  

  数据信号造成与控制回路

  系统要求造成頻率在O~25 000 Hz中间pwm占空比可调节的PWM信号,选用PWM操纵集成icSG3525能够很便捷地造成頻率和pwm占空比单独可调节的PWM信号,但因为SG3525在150 Hz下列頻率极不稳定,因而必须将数据信号分成2个频段开展设计方案,在其中低頻段为O~200 Hz,选用AD9851做为频率计,高频率段为200~25 000 Hz,选用SG3525做为频率计。

  低頻段PWM信号造成电源电路

  AD9851 是高集成度的立即数据頻率合成器,该元器件频段宽、頻率与相位差均可控性。其具体构成为:相位差累加器、相位差求和器、波型储存器、数据乘积器和D/A 转化器。基本上工作中为:在取样时钟信号的调节下,根据由頻率码操纵的相位差累加器輸出相位差码,将储存于只读存储器中的波型量化分析取样数据信息值按一定的规律性读取,经 D/A变换和低通滤波器后輸出正弦函数数据信号。

  低頻段数据信号形成电源电路如图2所显示,设计方案电源电路中,AD9851外接30 MHz有源晶振做为参照頻率源。单片机设计与AD9851选用快速并行接口工作方式,以AT89C55的脚位P1.0~P1.7做为AD9851的并行处理数据信息键入端口号,P2.O,P2.1,P2.2做为I/O口輸出数据信息对AD9851的RESET,FQ_UD,W_CLK开展操纵。AD9851輸出頻率可调的波形送至单片机设计外部中断INT0,P2.3为低頻PWM信号輸出端口号。单片机设计实际键入方法为:合理校准数据信号RESET使键入数据信息详细地址表针偏向第一个键入存储器,W_CLK上升沿载入第一组8位数据信息,表针偏向下一个键入存储器。持续五个W_CLK上升沿进行所有40位控制参数的键入。自此WCLK数据信号上升沿失效。FQ_UD上升沿来临时这40位控制参数由键入存储器载入頻率,相位差操纵存储器,升级輸出頻率和相位差,与此同时把详细地址表针校准到第一个键入存储器,等候下一组新数据的载入。

  

  AD9851 最先根据IOUT引輸出频带纯粹的余弦数据信号,輸出经外界微波感应器低通滤波器后,由脚位VINP进到AD9851內部快速电压比较器,最终由脚位 VOUTN輸出获得可靠性非常好的波形。将波形引进单片机设计外部中断脚位,终断设定为降低沿开启,将单片机设计端口号P2.3设定为低頻PWM信号輸出端。如图所示3所显示,P2.3口輸出次数与INT0一致,pwm占空比可调节的长方形波。

  实际操纵pwm占空比全过程以下:单片机设计进到外部中断以后,将P2.3置上拉电阻,延迟一段时间t,再将P2.3置低电频。那样P2.3口就輸出pwm占空比q%=t/T的长方形波,根据更改延迟t就能更改pwm占空比,延时函数以下:单片机设计晶振电路为12 MHz时,此涵数延迟8c μs,假定AD9851輸出次数为f的波形赠给INT0。因为本设计方案低频段在0~200 Hz范畴内,AD9851赠给外部中断脚位的波形周期时间较为大,因而选用所述办法能够非常准确地操纵q在O~100内转变 ,輸出较为满意的頻率pwm占空比单独可调节的低頻PWM信号。

  高频率段PWM信号造成电源电路

  SG3525是一种特性优质、功能完善、实用性强的单面集成化脉冲宽度调制控制板,因为它简易靠谱及方便使用灵便,大大简化了控制系统的制定及调节。因而挑选SG3525做为本制定的高频率PWM信号产生器,造成200~25 000 Hz的PWM信号。高频率段PWM信号造成电源电路如图4所显示。单片机设计根据双路D/A变换以后造成2个仿真模拟电流数据信号,各自用来操纵SG3525的脉宽和頻率。根据操纵电台广播三级管 Q1的基极工作电压Ub来调整SG3525的2脚Non上的工作电流尺寸,做到操纵SG3525輸出PWM頻率的目地。根据更改操纵三级管Q2的基极工作电压Ub来调整SG3525的6脚RT上的工作电流尺寸,做到操纵SG3525輸出PWMpwm占空比的目地。本设计方案中把SG3525的11脚、14脚与12脚接地装置,让PWM单脉冲由13脚VC輸出,那样既保证了13脚的导出与锁存的輸出一致,并且又輸出頻率pwm占空比单独可调式PWM信号。除此之外,因为輸出頻率和pwm占空比各自与操纵他们的双路仿真模拟电流讯号为线性相关,因此手机软件完成也很便捷。

  

  頻率挑选电源电路

  必须将低頻段与高频率段PWM信号融合才可以获得详细频段PWM信号,因而必须开展頻率挑选,本体系的次数挑选电源电路如图所示5所显示。最先将双路 PWM信号各自变换为规范TTL电平,低頻段PWM信号根据74LS00和上拉电阻就可以完成TTL电平,在高频率段因为SG3525輸出幅度值为12 V,因而必须5 V稳压极管减少幅度值,再由74LS00和上拉电阻輸出TTL电平。根据51单片机操纵片式集成化模拟开关MAX318来完成頻率的挑选,这儿采用开与关脚NO做为按钮的键入,公共端COM做为输入输出数据信号。根据IN脚的真值来转换开关 情况,各自根据单片机设计I/O端口号P2.3和P2.4操纵,当IN逻辑性真值为0时,断掉 NO端,当逻辑性真值为1时,通断N0端。同一时时刻刻只有有一个集成ic的IN脚为上拉电阻,另一个务必为低电频,不然会使双路数据信号产生串扰。

  光耦隔离与光耦电路

  PWM 控制回路与光耦电路中间必须开展电气隔离,以清除主电源电路对讯号产生电源电路的影响。PWM信号产生电源电路造成的PWM信号电流量过小,不可以立即推动功率放大电路管,并且没法调节輸出PWM开关电源输入输出的力度,从而设计方案了光耦隔离与光耦电路。电源电路如图所示6所显示,PWM做为全部线路的操控数据信号,历经光耦隔离变大后再由二级开关三极管来调节主线路的导通,在控制阀上造成頻率和pwm占空比可变性的PWM差分信号,与此同时单片机设计根据D/A变换造成一路可变性的模仿电流数据信号,该数据信号历经工作电压负的反馈电源电路以平稳输出电压力度,再经过持续多少级射级追随器以扩大键入电流量以推动整流管,根据更改键入工作电压就可以更改增加在控制阀上的PWM工作电压力度,完成力度在 0~36 V中间随意设定。

  

  设计方案的用以汽车模拟继电器运行状态的PWM开关电源,根据矩阵键盘和LCD完成人机对换,根据单片机设计解决数据信息来操纵PWM波的頻率、pwm占空比和力度,全部对主机电源需要的信息可以根据电脑键盘传输给单片机设计,而且根据LCD即时表明。单片机设计形成的操控讯号来仿真模拟继电器的具体运行状态,能够对车辆继电器在各种各样运行状态下的品质规定开展检验,确保继电器在出厂前的品质。该开关电源运作平稳、高精度,现阶段已完成使用到车辆继电器的制造业企业,为公司打造了明显的经济收益,为在我国继电器的出入口作出了奉献。

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