可編程電源的應(yīng)用案例分析

隨著各種電器和儀表設(shè)備的日漸豐富，對(duì)電源應(yīng)用的靈活性提出了更高的要求。設(shè)計(jì)一款使用靈活、方便且價(jià)格相對(duì)便宜的通用電源，正越來越成為市場(chǎng)所需?，F(xiàn)代單片機(jī)正朝著處理速度越來越快，外設(shè)資源越來越豐富，價(jià)格越來越便宜的方向發(fā)展，將單片機(jī)融入電源的設(shè)計(jì)中可以極大地提升電源的性能和靈活性。

通過對(duì)電源的編程，可以方便地實(shí)現(xiàn)圖1所示的電壓輸出波形。其中，V1、V2、T1、T2、dv、dt都是可以通過編程來設(shè)定的。電壓值的輸出范圍為0～16 V，最大輸出電流為10 A。輸出電壓精度為0.1 V，電流精度為10 mA。電流的設(shè)定值指的是允許輸出的最大電流，也可以被編程為與輸出電壓一樣的波形。

圖1 編程輸出電壓波形

另外，電源也可以工作在鉛酸電池充電器的模式（簡(jiǎn)稱“LBC模式”）。根據(jù)鉛酸電池的特性，當(dāng)電源工作在LBC模式時(shí)，電源首先將輸出較大的充電電壓和電流V1/I1，至少維持10 s；當(dāng)充電電流降到小于設(shè)定值I2時(shí)，電源輸出較小的充電電壓和電流V2/I2。如果到了設(shè)定時(shí)間T1，充電電流還未降到I2以下，這時(shí)電源輸出也會(huì)降為V2/I2。當(dāng)輸出電流再次大于I2時(shí)，電源將再次輸出V1/I1充電。其中，V2設(shè)定值必須小于14 V。若設(shè)置為大于14 V，電源會(huì)自動(dòng)將其設(shè)成14 V。I2的值必須大于1/8I1，否則將被自動(dòng)設(shè)成1/8I1。LBC模式如圖2所示。

圖2 LBC模式

用戶可以通過3種方式對(duì)電源進(jìn)行輸出設(shè)定：

① 通過電源面板上按鍵編程。通過按鍵對(duì)輸出電壓、電流限流值、時(shí)間等量進(jìn)行設(shè)定。

② 通過PC機(jī)串口編程。通過將PC機(jī)的串口RS232與電源串口相連，再運(yùn)行PC機(jī)上一串口通信的軟件對(duì)電源進(jìn)行編程。

③ 電源間相互編程。通過將兩臺(tái)電源的串口相連，操作其中一臺(tái)電源面板上的按鍵來對(duì)另一臺(tái)進(jìn)行編程。操作的一臺(tái)電源叫做“主電源”，被編程的電源叫做“從電源”。在這種編程方式中，只能將從電源的參數(shù)設(shè)置為與主電源完全一致，而不能對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)定。一臺(tái)電源只能提供100 W的功率。這種方式可以應(yīng)用在需要較大功率的場(chǎng)合，可將兩臺(tái)或多臺(tái)具有相同設(shè)置的電源輸出并聯(lián)來方便地實(shí)現(xiàn)功率擴(kuò)展。

可編程電源的應(yīng)用

一、電池類負(fù)載應(yīng)用：

? ? ? ? 當(dāng)直流電源供應(yīng)器對(duì)電池類負(fù)載充電應(yīng)用時(shí)，為了防止誤接電池的極性導(dǎo)致電源供應(yīng)器的損壞，應(yīng)在電源供應(yīng)器與電池之間串接二極管，以保護(hù)直流電源供應(yīng)器的安全使用。

二、會(huì)產(chǎn)生反向電流的負(fù)載應(yīng)用：

當(dāng)連接在直流電源供應(yīng)器輸出端的電機(jī)突然剎車時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的反向電流，由于直流電源供應(yīng)器不能吸收從負(fù)載端產(chǎn)生的反向電流，因而輸出電壓會(huì)上升。解決方法是在直流電源供應(yīng)器的輸出端與負(fù)載之間串聯(lián)一只二極管，并在負(fù)載端并接一瀉放電阻來吸收反向電流。當(dāng)反向電流為一尖峰突波時(shí)，請(qǐng)?jiān)谪?fù)載兩端并接一個(gè)大容量電解電容。

三、電容性負(fù)載應(yīng)用：

因?yàn)殡娙菪载?fù)載往往會(huì)導(dǎo)致輸出電壓升高，尤其在輸出電壓由高向低調(diào)節(jié)時(shí)會(huì)導(dǎo)致輸出電壓下降緩慢，因此，使用時(shí)在直流電源供應(yīng)器的輸出端并聯(lián)一只功率電阻，并在輸出與負(fù)載之間串聯(lián)一只二極管，可獲得較好的使用效果。

四、電感性負(fù)載應(yīng)用：

當(dāng)開關(guān)直流電源供應(yīng)器時(shí)或者改變輸出電壓時(shí)，電感性負(fù)載會(huì)產(chǎn)生反方向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)影響直流電源供應(yīng)器的工作，甚至?xí)?dǎo)致直流電源供應(yīng)器的損壞，此時(shí)，在直流電源供應(yīng)器的輸出端與負(fù)載之間串聯(lián)一只二極管，并且在負(fù)載端并聯(lián)一只功率電阻和一只電容器組成的RC 吸收電路，能夠有效保護(hù)直流電源供應(yīng)器;

五、脈沖類負(fù)載應(yīng)用：

脈沖類負(fù)載的電流峰值即使在直流電源供應(yīng)器輸出額定電流值范圍內(nèi)，或者脈沖類電路或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路負(fù)載電流波形，在計(jì)量設(shè)備所指示的標(biāo)稱值（平均值）內(nèi)。電流也會(huì)達(dá)到直流電源供應(yīng)器額定電流區(qū)域，從而使輸出電壓下降或者顯得不穩(wěn)定。解決方法是在電源供應(yīng)器與負(fù)載之間串接電感器，或者選擇輸出電流更大的直流電源供應(yīng)器。

如果脈沖類電路脈沖寬度較窄或者電流峰值比較小，可以在負(fù)載端加裝大容量電容器，加以改善 ， 可按照1 安培約 1000UF選擇電容器。

可編程電源的分類和使用方法

可編程電源，顧名思義，就是可用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行編程，利用編程來控制的電源。比如你要輸出多少電壓，多大的電流，這個(gè)電流要再什么樣的區(qū)間內(nèi)輸出等等，這些功能，都可以通過計(jì)算機(jī)編程來實(shí)現(xiàn)。可編程電源是科學(xué)技術(shù)更新?lián)Q代的體現(xiàn)，隨著愈來愈多的自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)出來，電源當(dāng)然也不能落后于其他。

按照可編程電源的工作模式來劃分，其主要可以分為四類：恒壓輸出模式、恒流輸出模式、串聯(lián)模式、并聯(lián)模式等。所謂恒壓輸出模式，是指為了保持輸出電壓的恒定，電流的輸出會(huì)隨著負(fù)載變化;所謂恒流輸出模式，是指為了保持輸出電流的穩(wěn)定，電壓的輸出會(huì)隨著負(fù)載變化;所謂串聯(lián)模式，是指線路在串聯(lián)模式下，線路中所有設(shè)備的電流是相等的;所謂并聯(lián)模式，是指在電壓相同的情況下，各線路的電流相加起來等于總電流。

可編程電源的作用有許多，譬如跟蹤、感應(yīng)、任意波形、調(diào)制等。我們?cè)谝恍┛删幊痰碾娫粗?，植入一些通道間聯(lián)動(dòng)的功能，也就是所謂的跟蹤功能，當(dāng)我們事先設(shè)定的電壓與它正在流通的電壓保持一致時(shí)，系統(tǒng)會(huì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但是當(dāng)正在流通的電壓上下波動(dòng)，波動(dòng)到事先設(shè)定的極限時(shí)，就會(huì)自動(dòng)反饋到設(shè)備，設(shè)備會(huì)作出相應(yīng)的斷電舉措。感應(yīng)指的是為了保持負(fù)載的電壓的穩(wěn)定，我們把電壓通過導(dǎo)線加載在負(fù)載上，為了更高效的輸出電源，使其等于導(dǎo)線壓降和所需負(fù)載電壓之和。任意波形，是指一些可編程的電源具有任意波形編輯的功能，它可以隨著時(shí)間的變化而變化波形。調(diào)制作用是指一些可編程電源，無(wú)論功率的大小，都可以利用后面板上的端子，對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)制。

可編程電源一般運(yùn)用于較高端的科學(xué)技術(shù)或是生產(chǎn)技術(shù)中，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化生產(chǎn)中的多、快、好、省的最重要的技術(shù)組成部分，沒有智能化電力管理，新時(shí)代的生產(chǎn)技術(shù)就是不完整的。我們要學(xué)習(xí)它，了解它，推廣它，使用它，才能物盡其用。相對(duì)于相同的電源設(shè)備，可編程電源雖然不及直流電源、交流電源那樣大眾化、普及化，但是他也是我們也占據(jù)著我們用電管理、設(shè)備管理的重要地位！