一、方案论证

由MS430单片机编程造成頻率范畴为10KHz~40KHz双路正相反PWM信号，将这双路数据信号送进光耦隔离电源电路，开展防护维护，再将维护后的数据信号送至H型电桥电路，电桥电路由4个输出功率场效管组成。

二、基本原理剖析

单片机编程造成頻率范畴为10KHz~40KHz双路正相反PWM信号，可由单片机设计中的TImer-A控制模块，载入在其中的操纵字就可以造成数据信号。

光耦电路由集成ic2501组成，其脚位图如图所示1所显示。

图1

H型电桥电路由集成icIR2111组成，其脚位图如图2所显示。

图2

IR2111集成ic的常见运用电路原理图3：

图3

IR2111 是输出功率MOSFET 和IGBT 专用型栅压推动集成电路芯片, 可以用来推动工作中在母线槽压达到600V 的线路中的N断面输出功率MOS 元器件。选用一片IR 2111 可进行2个输出功率元器件的推动每日任务, 其內部选用自举电路技术性, 促使输出功率元器件的光耦电路仅需一个键入级直流稳压电源; 可完成对输出功率MOSFET和IGBT 的最佳推动, 还有着健全的保障作用。

图3中等偏上管就是指收到高电压端N 断面MOSFET 或IGBT,留意应外接或内嵌维护、续流二极管, 下管就是指收到低压端MOSFET 或IGBT。Vcc 是给IR2111 供电系统的开关电源, 以15V 为最好。Vcc 减少至10V, IR2111 也可以工作中, 但会提升MOSFET 或IGBT的开关损耗。

IN 是操纵数据信号的键入端, 键入等效电阻很高, 可同时联接来源于微控制器、光电耦合器或其他控制回路传出的数据信号。逻辑性键入数据信号与CMOS 脉冲信号兼容, 在Vcc 是15V 时, 0～6V的工作电压为逻辑性0; 6.4～15V 的工作电压为逻辑性1。键入直流电压为逻辑性1 时, IR2111 輸出端HO 輸出上拉电阻, 推动上管; 輸出端LO 輸出低电频, 关掉下管。键入直流电压为逻辑性0 时,状况刚好反过来。IR2111 內部安装了650ns 的过载時间(DeadTIme) , 可避免左右管立即通断导致短路故障安全事故。

COM是接地装置端, 立即和埋管MOSFET的源极S或IGBT的发射极E相接。

HO、LO 分别是上、下管操纵逻辑性輸出端, 逻辑性发动机正时輸出典型性电流量为250mA, 逻辑性发动机正时輸出典型性电流量为500mA, 輸出时间延迟不容易超出130ns。

Vb 是为髙压侧飘浮开关电源端, Vs 是髙压侧飘浮地, 他们的电位差会随上管的通断截至而转变 , 变化幅度可达到近600V。

上、下管电容器里储存的正电荷, 用于迅速通断上、下整流管, 一般应用0.47μF 之上的非电解电容器。上管电容器的电池充电是在埋管通断或负荷有电流量穿过时自主进行的, 也称自举电路电容器。电池充电电路是Vcc→上管电容器电池充电二极管→上管电容器→埋管或负荷→COM。操纵数据信号长期的为逻辑性1,会造成 上管电容器的正电荷耗尽而截至上管, 因而调节数据信号的pwm占空比不可以为100%。

上管电容器电池充电二极管用于避免上管导通时, 高压线路窜进Vcc 端毁坏低电压元器件, 也称自举电路二极管。在高档元器件启用时, 自举电路二极管务必可以阻拦髙压, 而且该是快修复二极管, 以减少从自举电路电容器向开关电源Vcc 的感恩回馈正电荷。其反方向抗压应超过输出功率直流电压, 修复時间应低于100ns。

上、下管维护电阻的作用, 是利用其减缓整流管极间电容的冲、充放电速率, 进而减少多余的高电源开关速率, 具有维护整流管的功效, 一般电阻值在一些到几十个欧母。

三、基本原理电源电路

高频率防护推动电路设计图如图4所显示

图4

运用MSP430造成双路正相反PWM信号，程序流程以下所显示。

#include "msp430x16x.h"

void main( void )

{

WDTCTL = WDTPW WDTHOLD;

TACTL=TASSEL_2 TACLR TAIE;

DCOCTL=DCO0 DCO1 DCO2;

BCSCTL1=RSEL2 RSEL1 RSEL0;

CCR0=256-1;

CCTL1=OUTMOD_7;

CCR1=128;

P1DIR |=0x01;

P1SEL |=0x01;

CCTL2=OUTMOD_7;

CCR2=128;

P1DIR |=0X02;

P1SEL |=0x02;

P1OUT ^=0X02;

TACTL |=MC0;

for(;;)

{

_BIS_SR(LPM3_bits);

_NOP();

}

}

四 主要参数剖析及测算

1、负荷功率计算公式：

由该H型光耦电路的原理可获得，针对电阻器性负荷，当主电源电路供电系统电流为 ，其输出功率尺寸以下：

依据电阻器规定R=36 ，输出功率为10w，能够得到主线路的工作电压为19V.

2、输出功率效用管的打开工作电压超过零，选电阻器为100 。

3、因为光耦隔离集成ic的工作电压要10mA ，挑选电阻器为200 。

五 测试方法及流程（含实验仪器）

1）检测单片机设计msp430的脚位输入输出的PWM的波型；

2）检测光耦隔离推动前的波型；

3）检测光耦隔离推动后的波型。

六 检测效果纪录

1）、单片机设计輸出波型如图所示5所显示。

图5

2）、光电耦合器后的输入输出波型如图所示6所显示

图6

3）、IR2111输的波型如图所示7所显示。

图7

4）、负荷两直流电压波型如图所示8所显示。

图8

七 检测效果剖析（保过误差分析）

检测时，发觉导出的波型并不是波形，缘故是历经光耦隔离是发生了转变 ，因为集成icC501的作用工作电压要10mA,大家选的内阻为200 。因为阻值的挑选波型就发生了转变 。

八 设计总结（保过改进措施）

因为单片机设计上的电流不大，要历经输出功率场效管工作中时，务必加一节光耦电路，为具有不错的隔离作用，因此从单片机设计上輸出来的讯号的“地”与从光耦电路出去的讯号的“地“要单独来接。

九 电子器件明细

编号

型号

名字

规格型号

总数

1

光藕合集成ic

2

2

集成化推动

2

3

场效管

4

4

Q1~Q4

二极管

3

5

C1~C6

电容器

6

6

R1~R4

电阻器

4

7

R0

电阻器

1k

2

8

R

电阻器

36

1

9

单片机设计

MSP430

1

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