基于单片机的晶闸管直流调压系统设计文献综述

 2022-08-02 11:08

基于单片机的晶闸管直流调压系统

附页:文件综述

前言

随着科学技术的不断发展,电源作为电器设备的供电电路,也在不断的发展和完善中。电路系统需要有电源的带动才能使各模块运行起来,所以电源在电路系统中起到了至关重要的作用。电源的种类繁多,包括直流稳压电源、直流恒流电源、交流稳压电源等。80年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进入了电子、电器设备领域,电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。[1~3]

正文

直流调压电源广泛应用于教学实验和科学研究等领域,目前产生直流电压的主要方式有两种,分别是模拟控制和数字控制。前者通过纯模拟电路进行调压控制,主要缺点是输出电压调节不方便,而后者是通过单片机进行自动控制,电压设置和输出结果显示更为简单、直观,同时,由于采用程控方式,电源控制板的体积也变得更小,成本更低,更有利于大规模批量生产。[4]因此,数控电源是近年来不断研究和发展的新方向,它在传统电源的基础上增加了以单片机为基础的数字控制部分,克服了普通电源只能输出恒定电压值的缺点,能够很好的解决传统的直流电源里的复杂度高、精度非常低而且体积大、可靠性低、功能简单、不易控制、干扰大等缺点。单片机的数控电源具有以下几个特点 :操作方便、故障率低、性能优良、使用的寿命长等等。即它能在其他硬件设备的支持下通过单片机编程来改变电压的输出范围和步进系数。由于具有灵活控制能力、良好的控制性能和强抗干扰能力等优点,使得数控电源成为电源发展的主流。[5]

晶闸管是电流的主要控制器件,它们体积小、重量轻、效率高、控制灵敏,由它们组成的变流装置具有体积小,重量轻,无噪声,维护方便,技术经济指标高的优点。晶闸管可控整流电路广泛应用于大功率直流电动机调速系统。晶闸管直流调压柜可以作为可调直流电源使用。晶闸管整流器将交流电整流成为可调直流电,对直流电动机电枢供电。[6]但随着现代工业的不断发展,传统的晶闸管触发电路复杂,调试困难,抗干扰能力差的问题逐渐暴露,使得其难以达到市场的需求。因此,科学家以及众多的学者们一直致力于研究满足市场需求的直流调压系统,提出基于单片机的晶闸管直流调压系统的课题。

目前国内外的许多学者对基于单片机的直流调压系统进行了很多研究,取得了丰硕的研究成果。

国外:Da Wei Meng,Yu Feng Lu,Yong Ming Xu,Xi Feng Wang对直流配电系统的可行性进行了探讨同时提出了切断能源的浪费是另一种解决方案。[7]Yue Ming Dai,Shu Yun Qiao提出了一种基于Ziegler Nichols频率响应的自适应PID控制器的设计方法改进PID控制器参数,通过结果表明,该方法具有较强的自适应能力。[8]Rahmat Allah Hooshmand,Mahdi Torabian Esfahani基于电压和电流在电力系统中的非线性负载产生的谐波引起的电能质量减少的问题设计出了一种新的有源滤波器,实验结果表明了其有效性,很好的改善了电能质量指标。[9]Zhi Jian Yin,Qiang Luo,Kun Xiang,Fan Wang设计了基于单片机控制,以按键和液晶显示器作为数控直流电源的人机接口系统,主要由整流滤波电路、输出电流控制模块、LCD显示模块电流和压控恒流模块组成,具有稳定的输出电流、步进精度高、易于控制等优点。[10]Jian Hui Wang,Li Zhang,Yun Long的设计是基于数字控制方案采用ATmega8单片机作为主控制器从而构建具有电流反馈和速度反馈外环内环的双闭环直流调速系统,具有良好的跟踪性能。[11]S.C. Bera,R. Sarkar,N. Mandal在遇到晶闸管输出和直流输入之间的非线性关系的问题时提出了一种基于光隔离器的典型晶闸管驱动泵线性化技术并进行了实验研究,通过实验结果证明该技术具有很好的线性度。[12]

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