随着现代生产技术的不断进步,各种用电设备日趋精密化,复杂化和小型化。 为了保证其安全运行,这就对各用电设备的电源提出了更高的要求。目前普遍采用开关电源作为电源主流解决方案,而脉冲电源作为一种特殊的电源,正逐步在更加广阔的领域得到应用。 例如在很多场合,需要脉冲电源的脉冲宽度、幅度以及频率能够调节。以往低频高压脉冲电源的制作主要采用脉冲变压器升压法或者利用高反向耐压开关管进行直 流斩波的方法,但由千变压器体积较大和高压开关管耐压值受到限制不易制造,故难以达到工业生产要求。
本论文的高压脉冲电源采用单片机控制高频PWM调制芯片SG3525工作时间的方法,改变逆变电路工作状态,最终使系统输出脉冲波形。其输出脉冲电压幅度连续可调,脉宽和频率也均可由用户在规定范围内调整。本论文还采取了有效的电源输出保护策略,当系统过流时,立即进行保护动作, 且不会因为实现保护功能而引起其他器件的损坏或对用户造成人身伤害, 安全性高, 是一种稳定可靠的可调高压脉冲电源。
单片机在低频高压脉冲电源研究领域所涉及的知识点主要围绕以下几个方面展开:
1. 脉冲电源的技术背景与发展趋势:由于现代生产技术的进步,用电设备变得越来越精密、复杂和小型化,这迫使电源技术也必须提升其性能,以保证用电设备的安全稳定运行。开关电源作为电源主流解决方案,而脉冲电源则因其特殊的性能要求,在众多领域内得到越来越多的应用,尤其是需要调节脉冲宽度、幅度以及频率的场合。
2. 低频高压脉冲电源的制作难点:以往制作低频高压脉冲电源主要采用脉冲变压器升压法或者高反向耐压开关管进行直流斩波的方法,但这些方法存在局限性。例如,脉冲变压器体积较大,而高压开关管的耐压值又受到限制,这使得传统方法难以制造出满足工业生产需求的低频高压脉冲电源。
3. 单片机在高压脉冲电源中的应用:本研究提出了一种基于单片机控制的高频PWM调制芯片SG3525的解决方案,通过改变逆变电路的工作状态,实现系统输出脉冲波形。单片机控制可以实现脉冲电压幅度的连续可调,并且脉宽和频率也可以在用户规定范围内进行调整。
4. 电源输出保护策略:为确保系统的安全性,研究中采取了有效的电源输出保护策略。在系统过流时,会立即进行保护动作,且该保护功能不会对其他器件造成损坏,也不会对用户造成人身伤害,从而保证了系统的高安全性。
5. 系统的硬件与软件设计:研究中硬件电路设计包括单相交流调压模块、主电路拓扑结构、双向4倍压整流电路、过流保护电路、高频高压变压器的设计等。软件编程部分主要包括键盘处理程序、脉冲产生算法、信号检测算法以及液晶显示程序等。这些设计确保了系统功能的完整性和可靠性。
6. 实验验证与结果分析:根据软硬件设计,搭建了实验电路,最终得到了理想的系统输出脉冲波形,并通过实验验证了方案的可行性。
本研究在现代电源技术的背景下,通过技术创新,提出了一种新型的可调高压脉冲电源的设计方案。该方案不仅解决了传统低频高压脉冲电源的缺点,还提高了电源的性能和安全性,对于推动脉冲电源技术的发展具有重要意义。同时,本研究还涉及到单片机应用、PWM控制技术、电路设计和保护策略等多个IT领域的知识。