正弦波大电流稳流电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种由ＭＣＳ－５１系列单片微机控制的正弦波大电流稳流电源，能输出稳定的、波形为正弦波的大电流，主要用于低压电器性能检测。本实用新型专利技术采用ＭＣＳ－５１系列单片微机控制、新型的过零检测电路和电流信号采样电路，并编制性能优良的软件程序，避免二个可控硅瞬时同时导通，从而解决易烧可控硅的问题，同时保留输出正弦波、响应速度快和无机械惯性的优点。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

Sine wave high current stabilized current supply

The utility model discloses a sine wave current stabilized power supply by MCS-51 series single-chip microcomputer control, can output stable, high current waveform is sine wave, mainly used for low-voltage electrical performance test. The utility model adopts MCS 51 series single-chip microcomputer control model, the zero crossing detection circuit and a current signal sampling circuit, and the software program of excellent performance, avoid the two SCR instantaneous simultaneous conduction, so as to solve the problems of easy burning SCR, the output is Xian Bo, while retaining the advantages of fast response and no mechanical inertia.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种由单片计算机控制的正弦波稳流电源。在对塑壳断路器、熔断器和热继电器等产品的性能检测和一些试验设备中，需要一种能输出正弦波的大电流稳流装置。而在这类设备中，直流小功率稳流装置比较普遍，大功率的交流稳流装置不多。现行的大功率稳流电源大致有以下几种1、磁放大器式交流稳流电源。这种装置的缺点是波形失真大，调试困难，响应速度慢。在早期的开关检测设备中用得较多。目前很少采用。2、伺服电机式交流稳流电源。这种装置能输出正弦波，失真小。但因调整元件是伺服电机，因此响应速度慢，有机械惯性，易振荡，触点易磨损，可靠性差，并会产生火花。目前很少采用。3、可控硅调相稳流电源。这种装置是控制可控硅的导通角，调节输出电压从而达到稳流的目的。其缺点是输出缺角正弦波，波形严重失真。虽然目前较多采用，但根本不符合要求。4、Z80微机控制的交流稳流电源。该装置是天津师范专科学校沈祖翼老师的专利技术专利，专利号88104968(已作废)。其优点是能输出正弦波，失真小，响应速度快，无机械惯性，有效地解决了前三种装置存在的问题。但是，该装置存在一个严重问题易烧可控硅。二个可控硅在交替工作时，一个尚未关断，另一个已导通，引起绕组之间瞬时短路。因此机器工作时，机内温升很高，象只电炉，经常烧可控硅。浙江温州乐清市有许多开关厂买了该装置(据不完全统计有十几台)，均因烧可控硅而损坏。本技术的目的是提供一种既能保留输出正弦波、响应速度快和无机械惯性的优点，又能使可控硅安全可靠工作的采用单片微机控制的正弦波大电流稳流电源。本技术采用的方法是从硬件电路和软件程序二个方面采取措施，采用控制功能更为灵活的MCS-51系列单片微机控制，重新编制控制性能优良的软件程序；采用不同于88104968专利技术专利所述的过零检测电路，电流信号采样电路，避免二个可控硅瞬时同时导通，从而解决易烧可控硅的问题。本技术与88104968专利技术专利相比有以下优点1、工作稳定可靠，绕组间无瞬时短路现象，因此温升很低，不烧可控硅。2、选用相对先进的MCS-51系列单片微机控制，线路简单价格低(88104968专利技术专利采用早已淘汰的Z80单板微机，线路复杂，价格贵)。以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明附图说明图1为本技术原理框图。图2为本技术实施例8031单片微机控制系统电原理图图3为本技术实施例部分电路电原理图。图4为本技术实施例主程序流程框图。图5为88104968专利技术专利原理框图。图6为88104968专利技术专利过零检测电路。图7图8为88104968专利技术专利复合采样环节电路和光电耦合采样器电路。参照图1本技术由MCS-51系列单片微机、主变压器B1、可控硅电压调整电路、升流变压器B2、过零检测电路TZ、可控硅触发控制电路CSCR、最小负载功率控制电路CMP、负载电流采样电路ISH、A/D转换电路、电源控制电路CE和电流电压显示电路组成。其工作原理是负载电流采样信号经A/D转换后，输入MCS-51系列单片微机处理，然后控制可控硅触发电路CSCR，调整升流变压器B2的输入电压，从而达到稳定负载电流的目的。参照图5，88104968专利技术专利的工作原理与本技术有相似之处，但也有根本区别，区别在于88104968专利技术专利的微机系统属于反馈控制系统，反馈控制与信号处理控制有质的区别，反馈控制一般是按照某种数学模式控制，信号处理控制不仅包括反馈，而且是一种智能化的控制，这种智能化的控制体现在本技术具有多种控制作用(参照图1)控制电源，控制可控硅触发，控制最小负载功率，控制电流电压显示。特别是控制可控硅触发，不使二个可控硅同时导通，避免二个绕组瞬时短路，从而不烧可控硅。参照图3本技术实施例部分电路中，主变压器B1次级将输出电压分成5档81V×2，27V×2，9V×2，3V×2，1V×2.每档有二个绕组，三个引出端，分别接一个双向可控硅，共15个双向可控硅。每个双向可控硅的控制极与可控硅触发控制电路CSCR连接，CSCR与MCS-51系列单片微机连接，5档绕组从高电压到低电压串联，同名端首尾相接。主变压器B1次级的5档绕组总的输出端与升流变压器B2初级相连接，升流变压器B2的初级同时与最小负载功率控制电路CMP并联，CMP与MCS-51系列单片微机连接。升流变压器B2的次级与负载RL相连接，升流变压器B2的次级同时与由电流互感器B3、变压器B4、二极管D1、D2，电阻R5、R6、R7、R8、电位器W1、W2、稳压管D3和集成电路A7组成的负载电流采样电路ISH相交耦。ISH电路的输出端与A/D转换电路相连接。主变压器B1次级的一个绕组与由集成电路A1、A2、A3、A4、A5、A6、电容C1、C2、电阻R1、R2、R3、R4、光电耦合元件G1组成的过零检测电路TZ相连接。TZ电路的输出端与MCS-51系列单片微机INT0端相连接，主变压器B1初级与电源控制电路CE连接，CE电路与MCS-51系列单片微机相连接。参照图3本技术实施例中的过零检测电路TZ的结构和工作原理是，由主变压器B1次级的一个低压绕组(1V)同时接电压比较器A1、A2，取出二个反相的过零脉冲，分别经C1、R1和C2、R2微分，A3、A4整形，A5相加，A6反相，再经光电耦合元件G1隔离输出至MCS-51系列单片微机INT0端。与88104968专利技术专利相比，参照图6，其主要区别在于88104968专利技术专利过零信号取自于电流，是电流过零，本技术过零信号取自于变压器B1次级绕组电压，是电压过零。参照图3本技术实施例的负载采样电路ISH的结构和工作原理是，负载电流与电流互感器B3交耦，B3输出绕组与变压器B4初级相连，B4次级输出信号经D1、D2、R5、R6桥式整流，C3滤波，R7、R8、W1、W2分压，A7电压跟随隔离，输出至A/D转换。与88104968专利技术专利相比，参照图7图8，其主要区别在于一是本技术采样电流经B3、B4二次变换，是小信号，线性好。二是采样电流信号经整流后滤波，是较为平稳的直流电压，88104968专利技术专利没有电容滤波，是脉动直流，不平稳，采样值波动大。参照图2本技术实施例的MCS-51系列单片微机控制系统的结构和工作原理是MCS-51系列单片微机由CPU芯片8031、接口电路和EPROM组成。8031的地址线分别与接口电路、EPROM的地址线相连接，8031的数据线分别与接口电路、EPROM的数据线相连接，8031的控制线分别与接口电路、EPROM的数据线相连接。MCS-51系列单片微机的控制线分别与过零检测电路TZ、按钮控制电路、电源控制电路CE、可控硅触发控制电路CSCR、最小负载功率控制电路CMP、电流电压显示电路的控制线相连接。MCS-51系列单片微机的控制线、信号线还与A/D转换电路的控制线、信号线相连接。CPU根据过零检测电路TZ的过零脉冲、负载电流采样并经A/D转换后的信号以及来自按钮控制电路的各种控制信号，分析处理，产生一系列控制信号，控制电源电路，控制可控硅触发电路，控制最小负载功率，控制显示电路。CPU芯片8031也可以由MCS-51系列其他CPU芯片如8032、80C31、80C232、8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由单片微机控制的正弦波大电流稳流电源，由ＭＣＳ－５１系列单片微机、主变压器、可控硅电压调整电路、升流变压器、过零检测电路、可控硅触发控制电路、最小负载功率控制电路、负载电流采样电路、Ａ／Ｄ转换电路、电源控制电路和电流电压显示电路组成，其特征在于其微机控制系统由ＭＣＳ－５１系列单片微机组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张志良，张志伟，
申请(专利权)人：张志良，张志伟，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]