一种数字交直流通用调压器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种数字交直流通用调压器。目前已有的调压器基本上功能单一，只具备直流调压功能或交流调压功能。本实用新型专利技术包括单片机、调压电路、采样电路、同步信号获取电路和MOS管驱动电路；调压电路和同步信号获取电路输入相同的交流电；同步信号获取电路产生的脉冲信号输入到单片机的脉冲捕获口，使单片机产生与同步信号获取电路的输入端电压同步的PWM信号；单片机通过输给MOS管驱动电路高、低电平分别控制调压电路的MOS管通、断；单片机读取采样电路的电位，并根据采样电路的电位改变发出PWM信号的占空比。本实用新型专利技术具有直流调压功能和交流调压功能，并且将数字电路与模拟电路相结合，使电路简单、信号抗干扰能力强。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电工电子
，具体涉及一种数字交直流通用调压器。
技术介绍
目前已有的调压器基本上功能单一，只具备直流调压功能或交流调压功能，特别是交流调压器大多采用双向可控硅作为功率器件，通过相位控制的方式来调节交流电压的有效值，存在功率因数低的问题，而且双向可控硅导通瞬间的突变电流形成脉冲干扰，容易影响附近通信设备的正常工作。进一步，可控硅是半控器件，当出现短路或过流时，无法从控制端进行保护，只能通过快速熔断器来进行保护。另一方面，目前已有调压器多依靠全模拟电路，而模拟信号在多次加工放大过程中信号波形会改变，使信号丢失一些信息，严重时会出现信号中断。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的问题，提出一种数字交直流通用调压器，具有直流调压功能和交流调压功能，并且将数字电路与模拟电路相结合，使电路简单、信号抗干扰能力强，并且具有自身损耗小、功率器件采用全控器件、网侧功率因数高的功能。本技术包括单片机、调压电路、采样电路、同步信号获取电路和MOS管驱动电路。所述的调压电路和同步信号获取电路输入相同的交流电；所述的同步信号获取电路产生的脉冲信号输入到单片机的脉冲捕获口，使单片机产生与同步信号获取电路的输入端电压同步的PWM信号；所述的单片机通过输给MOS管驱动电路高、低电平分别控制调压电路的MOS管通、断；单片机读取采样电路的电位，并根据采样电路的电位改变发出PWM信号的占空比。所述的调压电路包括MOS管、变压器T2和整流桥堆D2；MOS管的栅极接MOS管驱动电路；MOS管的漏极设为第一端子，源极与整流桥堆D2的V-端口连接并接地；整流桥堆D2的V+端口设为第二端子，一个AC端口直接接变压器T2的输出端，另一个AC端口与变压器T2输出端之间设置第三端子和第四端子；变压器T2的输入端输入220V、50HZ的交流电。作为直流调压器使用时，将第三端子和第四端子短接，第一、第二端子接负载。作为交流调压器时，第一、第二端子，负载接入第三端子和第四端子。所述的采样电路由电位器ResPot组成；电位器ResPot的一端接5V电源VCC，另一端接地，中间端引出线连接至单片机的AD口。所述的同步信号获取电路包括变压器T1、整流桥堆D1、滤波电路和脉冲信号获取电路。所述的滤波电路由电阻R1、R2和电容C9组成；所述的脉冲信号获取电路包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R3、电阻R4和电阻R5。变压器T1的输入端输入220V、50HZ的交流电；变压器T1的输出端接整流桥堆D1的两个AC端口；整流桥堆D1的V-端口与电容C9的一端、三极管Q1的发射极及三极管Q2的发射极连接并接地，整流桥堆D1的V+端口接电阻R1的一端；电容C9的另一端与电阻R1的另一端及电阻R2的一端连接；电阻R2的另一端接三极管Q1的基极；三极管Q1的集电极与电阻R3的一端、电阻R4的一端及单片机的脉冲捕获口连接；电阻R4的另一端接三极管Q2的基极；三极管Q2的集电极接电阻R5的一端，电阻R5的另一端与电阻R3的另一端连接并输入5V电源VCC。所述的MOS管驱动电路包括电阻R6、R7、R8、R9，三极管NPN管Q3、Q4，PNP管Q5；电阻R6的一端接单片机的PA6口，另一端接三极管NPN管Q3的基极；三极管NPN管Q3的发射极与PNP管Q5的集电极连接并接地；三极管NPN管Q3的集电极与电阻R7的一端、三极管NPN管Q4的基极及PNP管Q5的基极连接；电阻R7的另一端与电阻R8的一端连接并输入12V电源VCC；阻R8的另一端接三极管NPN管Q4的集电极；三极管NPN管Q4的发射极与PNP管Q5的发射极及电阻R9的一端连接；电阻R9的另一端接接调压电路。所述单片机的型号为STM32F103VET6。本技术具有直流调压功能和交流调压功能，并且将数字电路与模拟电路相结合，使电路简单、信号抗干扰能力强，并且具有自身损耗小、功率器件采用全控器件、网侧功率因数高的功能。附图说明图1为本技术的结构框图；图2为本技术中调压电路的电路图；图3为本技术中调压电路的直流调压输出电压波形图；图4为本技术中调压电路的交流调压输出电压波形图；图5为本技术中采样电路的电路图；图6为本技术中同步信号获取电路的电路图；图7为本技术中MOS管驱动电路的电路图；图8为本技术的整体电路图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术作进一步说明。如图1所示，一种数字交直流通用调压器，包括单片机1、调压电路2、采样电路3、同步信号获取电路4和MOS管驱动电路5。1、调压电路调压电路如图2所示，包括MOS管(MOSFET)、变压器T2和整流桥堆D2；MOS管的漏极设为第一端子1，源极与整流桥堆D2的V-端口连接并接地；整流桥堆D2的V+端口设为第二端子2，一个AC端口直接接变压器T2的输出端，另一个AC端口与变压器T2输出端之间设置第三端子3和第四端子4；变压器T2的输入端输入220V、50HZ的交流电。作为直流调压器使用时，将3、4端子短接，1、2端子接负载，通过控制MOS管的通断，实现直流调压功能，波形如图3所示。作为交流调压器时，MOS管短接1、2端子，负载接入3、4端子，控制MOS管的通断，实现交流调压的功能，波形如图4所示。整流桥堆D2构成不可控整流电路，通过简单地变换接线方式，可以单独实现交流调压或直流调压功能。2、采样电路采样电路如图5所示，由电位器ResPot组成；电位器的一端接5V电源VCC，另一端接地，中间端引出线PC1连接至单片机的AD口。单片机通过AD转化可读出电位器的电位。当电位器电位改变时，单片机会同时相应改变其发出PWM信号的占空比。3、同步信号获取电路同步信号获取电路如图6所示，包括变压器T1、整流桥堆D1、滤波电路和脉冲信号获取电路。变压器T1的输入端输入220V、50HZ的交流电，经过变压器T1，整流桥堆D1得到全波整流电路。由电阻R1、R2和电容C9组成的滤波电路，抑制电路的谐波分量。与输入端过零点同步的脉冲信号获取电路由三极管Q1、三极管Q2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和5V电源VCC组成，每次变压器T1输入端的交流电压过零点时，Q1关断，Q2导通，Q1集电极处的点PA1的电压值近似为R4上的压降；而一旦交流电压值为非零时，Q1导通，Q2关断，PA1点电压值近似为零；以上，PA1点处便可在输入端电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字交直流通用调压器，包括单片机、调压电路、采样电路、同步信号获取电路和MOS管驱动电路，其特征在于：所述的调压电路和同步信号获取电路输入相同的交流电；所述的同步信号获取电路产生的脉冲信号输入到单片机的脉冲捕获口，使单片机产生与同步信号获取电路的输入端电压同步的PWM信号；所述的单片机通过输给MOS管驱动电路高、低电平分别控制调压电路的MOS管通、断；单片机读取采样电路的电位，并根据采样电路的电位改变发出PWM信号的占空比。

【技术特征摘要】
1.一种数字交直流通用调压器，包括单片机、调压电路、采样电路、同
步信号获取电路和MOS管驱动电路，其特征在于：所述的调压电路和同步信
号获取电路输入相同的交流电；所述的同步信号获取电路产生的脉冲信号输
入到单片机的脉冲捕获口，使单片机产生与同步信号获取电路的输入端电压
同步的PWM信号；所述的单片机通过输给MOS管驱动电路高、低电平分别控
制调压电路的MOS管通、断；单片机读取采样电路的电位，并根据采样电路
的电位改变发出PWM信号的占空比。
2.根据权利要求1所述的一种数字交直流通用调压器，其特征在于：所
述的调压电路包括MOS管、变压器T2和整流桥堆D2；MOS管的栅极接MOS管驱动
电路；MOS管的漏极设为第一端子，源极与整流桥堆D2的V-端口连接并接地；
整流桥堆D2的V+端口设为第二端子，一个AC端口直接接变压器T2的输出端，另
一个AC端口与变压器T2输出端之间设置第三端子和第四端子；变压器T2的输
入端输入220V、50HZ的交流电；作为直流调压器使用时，将第三端子和第四
端子短接，第一、第二端子接负载；作为交流调压器时，第一、第二端子，
负载接入第三端子和第四端子。
3.根据权利要求1所述的一种数字交直流通用调压器，其特征在于：所
述的采样电路由电位器ResPot组成；电位器ResPot的一端接5V电源VCC，另一
端接地，中间端引出线连接至单片机的AD口。
4.根据权利要求1所述的一种数字交直流通用调压器，其特征在于：所
述的同步信号获取电路包括变压器T1、整流桥堆D1、滤波电路和脉冲信号获
取电路；所述的滤波电路由电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐立栋，雷美珍，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33