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润生介绍基于单片机的可编程运城油浸式变压器设计

发布者:运城油浸式变压器厂    发布时间:2019-01-14
润生介绍基于单片机的可编程运城油浸式变压器设计

摘要:随着电力电子技术的迅速发展,运城油浸式变压器应用非常广泛,其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能。目

前,市场上各种运城油浸式变压器的基本环节大致相同,都包括交流运城油浸式变压器、交流运城油浸式变压器、整流电路、滤波电路等。文章介绍了

将单片机控制系统应用于运城油浸式变压器的方法和原理,实现了运城油浸式变压器的数控调节,在宽输出电压下实现了O.1v步进调

节,并分析了工作原理和电压调节方法。该运城油浸式变压器具有电压调整简便、电压输出稳定、便于智能化管理等特点。

关键词:运城油浸式变压器;单片机;D/A转换;运城油浸式变压器;电压调节

中用分类号:TMl31

文献标识码:A

文章编号:1009-2374(2009)21-0036--02

随着电力电子技术的迅速发展,运城油浸式变压器应用非常广泛,

其好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能。

运城油浸式变压器是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等

领域。传统的多功能运城油浸式变压器功能简单、难控制、可靠性

低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。而基于单片机控制的

运城油浸式变压器能较好地解决以上传统运城油浸式变压器的不足。其良好

的性价比更能为人们所接受,因此,具有一定的设计价值。

一、系统设计

(一)方框图设计

该电路采用单片机(AT89C51)作为主控电路,由三端集成

器(LM317)作为输出部分。另外,电路还增加参考电

压电路、D/A转换电路、电压放大电路、显示电路等部分电路。其

方框图如图1所示:

5.12V,所以:荏DAC的8脚输出电压的分辨率为5.12V/256=0.02V,

也就是说D^输^数据端每增加1,电压增力110.02V。

图2单片机控制电压输出电路图

DA的电压输出端接放ShT:器OP07的输入端,放大器的放大

倍数为(R8+R9)/R8=(1K+4K)/1K=5,输出到电压模块LM317的

电压分辨率为0.02V×5--0.IV。所以,当MCU输出数据增加l的

时候,最终输出电压增加0.IV,当调节电压的时候,可以以每次

0.1V的梯度增加或者降低电压。

图1用单片机制作的运城油浸式变压器框图

整个电路的运行需要模拟电压源提供+5V,±15V的模拟

电压,以便使电路中的集成数字芯片能够正常工作。电路运行

时,首先由单片机设置初始电压值,并送显示电路显示。然后将

电压值送D/A转换电路进行数模转换,再经放大电路进行电压

放大,最终反馈到三端集成器(LM317)输出模拟电压。

(二)硬件设计

本电路的硬件组成部分主要由单片机(AT89C51)、运城油浸式变压器、

整流电路、滤波电路、器(LM317)、参考电压电路、D/A转换

电路(DA0832)、放大电路、显示电路等组成。

硬件电路如图2所示,整个电路通过单片机(AT89C51)控

制,P0121和DAC0832的数据口直接相连,DA的cs和WRl连接后

扫印26,WR2和XFER接地,让DA工作在单缓冲方式下。DA的11

脚接参考电压,通过调节电阻使LM336的输出电压为

一36—

本电路设计两个按键,S1为电压增键,S2为电压减键,按一

下S1。当前电压增加O.iv,按一下S2,当前电压减d,o.IV。

显示部分由三位共阳数码管和74LSl64串入并出模块组

成,电路如图3所示,可以显示三位数,一位显示十位,一位显示

个位,另外还有—个小数位,比如可以显示12.5v,采用动态扫描

驱动方式。本主电路的原理就是通过MCU控制DA的输出电压

大小,通过放大器放大,给电压模块作为最终输出的参考电压,

真正的电压,电流还是模块LM317.输出。

(三)软件设计

在本电路中由于CPU的工作任务是单一的,因此,源程序

的工作过程为:系统上电复位后,默认输出9V电压,然后扫描

S1,S2键,当s1或S2键有按下时,程序跳转至相应的按键处理子

程序,经按键子程序处理后,再嵌套调用显示子程序,完成显示

与输出操作后返回主程序,继续扫描此两键,程序运行原理如

万方数据

硬件调试:首先检查整个电路,电路连接完好,没有明显的

错连,漏连。接上运城油浸式变压器,运城油浸式变压器指示灯亮,数码管显示初始电压

值+5V,用万用表的两只表笔测试LM317的输出电压为4.96V。

当按下S1键一次,数码显示电压值变为4.9V,万用表读数变为

4.85V。再按下S2键一次,数码显示电压值变为5.0V,万用表读

数再次变为4.96V。通过改变显示电压值,用万用表测得几组输

出电压数据见表l:

表l电压调试所测数据对比分析表单位:v

预设电压0.0

实际电压O.Ol

误差0.01

1.0

0.96

0.04

1.2

1.16

0.04

IA

1.35

0.05

1.5

1.45

0.05

3.0

3.0l

0.Ol

5.0

4.96

0.04

8.8

8.75

O.05

10.0

9.92

0.08

系统平均误差A d=0.41V。

图3显示部分

下:

误差原因分析:(1)工作运城油浸式变压器不够稳定。不能为数字集成块

提供精确工作电压;(2)电路参数设定不够精确;(3)提供给D/A

转换的参考电压不够精确,使得转换过程存在误差;(4)单片机

的POU传输给D/A转换的数据不够准确,使得输出出现误差;

(5)系统缺少电压电流采样电路。

三、结语

在本文中,实现了以单片机为核心的运城油浸式变压器的智能

控制,达到了预期的目的和要求。

参考文献

程序设计需要考虑的主要问题有两个方面:一方面要找出

数字量Dn与输出电压的关系,这是程序设计的依据;另一方面

要建立显示值与输出电压值的对应关系。这是程序设计是否成

功的标志。因为在本系统中,显示的输出电压值不是之前从输

出电路中通过检测得到的,因此显示与输出并不存在直接联

系。但为了使显示值与实际输出值相一致,在程序编写时,必须

人为地为两者建立某种关系。采用的方法是:在程序存储器中

建立TABl和TAB2两张表格,TABl放101个Dn值,数值从小到大

顺序排列,其值分别对应输出电压0.10v,TAB2存放数码显示

器0—99符所对应的数据。TABl表格的数据指针存放在内存

RAM中23H单元,内存20H,21H和22H三个单元分别存放数码

显示器小数点一位,个位和十位的字符数据指针。在主程序中

初始化后之后首先给23H赋予40的偏移量,这个偏移量指向

TAB表中的Dn为145,此值对应的输出电压为9V,由于这个原

因,必然要求显示器显示的字符为“05.0”,为此。须分别给

20H,21H和22H赋予O,5和0的偏移量,这三个偏移量分别指向

TAB2中0。5和输出两者之间就建立了初步的对应关系。为了使

两者保持这种对应的关系,在K1和K2按键处理子程序中,必须

使23H,20H,21H和22H四个数据指针保持“同步”地变化,即为

当K有键时。23H单元增加l指向下一Dn时,20H单元也相应增

加1指向下一字符,并且20H单元(小数点一位指针)、21H单元

(个位指针)和22H元(十位指针)应遵循十进制加法的原则。有

进位时相应各位应作出相应地变化;当l(2有键时,23H单元减l

指向前一Dn时,20H单元也相应减1指向前一字符,并且

20H,21H,22H----个单元的数据指针应遵循十进制减法原则,有

借位时相应的各位须作出相应地变化。按照这一算法只要控制

TABl表格数据指针不超出表格的长度就能使显示值与输出值

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【5]郑耀添.运城油浸式变压器技术的发展方向阴.韩山师范学院学

报,2005,26(3).

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Period And Prospect To the Year

2020阴.ELECTRICITY,2004.

同陈宁.基于单片机的高品质运城油浸式变压器凹.电子产品世界,

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【8】顾旭.关于运城油浸式变压器整流电路的探讨忉.科技信息,

2005,(10).

【9】葛晖.运城油浸式变压器的基本原理阴.集宁师专学报,2004,26

(4).

保持一对应的关系,即显示器能准确地显示出运城油浸式变压器输出电压

路需要对输出电压进行校正。

值的大小。达到电路设计的目的。由于理论计算与实际情况还

存在着一定的差异,为了使显示值更加接近实际输出值,本电

[10】韩建文.基于单片机的智能运城油浸式变压器的设计叨.琼州大

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二、调试与分析

调试仪器:数字万用表、电烙铁、斜口钳、尖嘴钳、吸锡器、

镊子。

社.2002.

万方数据

一37—

基于单片机的可编程运城油浸式变压器设计

刊名:

英文刊名:

年,卷(期):

中国高新技术企业

CHINA HIGH TECHNOLOGY ENTERPRISES

2009(21)

参考文献(12条)

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