單相ACDC變換電路

1、2013年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽單相AC-DC 變換電路（A題）【本科組】2013年9月7日摘要：本設(shè)計(jì)利用PFC控制系統(tǒng)和51單片機(jī)控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)電路系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)控和調(diào)整，來(lái)達(dá)到對(duì)電路性能的提升，以保證電路輸出滿(mǎn)足題目要求，負(fù)載電壓誤差不超過(guò)±0.1V,負(fù)載調(diào)整率和電壓調(diào)整率均不超過(guò)0.5%，功率因數(shù)在95%以上。并且能夠使電路在出現(xiàn)過(guò)流時(shí)能系統(tǒng)斷電，實(shí)現(xiàn)保護(hù)，保證整個(gè)電路系統(tǒng)安全、高效的運(yùn)行。關(guān)鍵詞：PFC控制，單片機(jī)控制，自行校正目錄1.設(shè)計(jì)方案評(píng)定與選擇5方案一：5方案二：5方案三：52.單元模塊設(shè)計(jì)62.1 AC/DC電源模塊62.2 Boost升壓模塊62.2.1Boos

2、t升壓結(jié)構(gòu)特性分析62.2.2 樣機(jī)電路設(shè)計(jì)82.2.3儲(chǔ)能電感L92.2.4 輸出電壓取樣電阻R1、R292.2.5 開(kāi)管S關(guān)102.2.6 輸出二極管D和輸出電容器C2102.2.7 外補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)112.2.8 斜坡補(bǔ)償112.3 功率因數(shù)校正模塊122.4 功率因數(shù)測(cè)量模塊132.5 電路保護(hù)模塊142.6 89C54單片機(jī)控制模塊142.7 LCD液晶顯示模塊142.7.1液晶顯示原理142.7.2引腳功能說(shuō)明152.7.3 1602液晶模塊的指令（說(shuō)明：1為高電平、0為低電平）152.8 直流電源供電模塊163.程序設(shè)計(jì)164.系統(tǒng)調(diào)試與分析174.1測(cè)試儀器：174.2 硬件調(diào)試17

3、4.3 軟件調(diào)試174.4 軟硬聯(lián)調(diào)184.5結(jié)果分析（系統(tǒng)對(duì)題目完成情況）185結(jié)束語(yǔ)186參考文獻(xiàn)：18附錄一：控制電路18附錄二：源程序18單相AC-DC 變換電路（A題）【本科組】1.設(shè)計(jì)方案評(píng)定與選擇89C52單片機(jī)控制模塊、LCD液晶顯示模塊、按鍵控制模塊、直流電源供電模塊組成。在本設(shè)計(jì)中，核心采用PFC校正技術(shù)，因此重點(diǎn)對(duì)PFC控制方案的選取進(jìn)行論證。方案一：使用PWM斬波后利用高頻變壓器隔離升壓的方案。該方案電路原理簡(jiǎn)單，所需元器件少，方便焊接。但由于高頻變壓器的加工設(shè)計(jì)等問(wèn)題，改進(jìn)難度大，使用受到限制，而且其電壓需要高頻整流濾波，電壓毛刺較大，精度低，所以不用該方案。方案二：

4、選用TI公司的UC3854。UC3854封裝引腳多，從而導(dǎo)致應(yīng)用電路復(fù)雜，線(xiàn)路之間的干擾較大，因此產(chǎn)品的噪聲較大。對(duì)焊接工藝要求較高，而且調(diào)試電路的難度較大。UC3854 組成的PFC 電路還需要調(diào)節(jié)電壓放大器電流、放大器和乘法器。方案三：采用帶PFC的Boost型DCDC升壓器。該電路有專(zhuān)用的控制芯片，容易實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)采用PFC功率因數(shù)校正技術(shù)，功耗低，輸出電壓范圍寬。輸出電壓波形中毛刺也比方案一要小。選用TI公司的UCC28019。UCC28019交流輸入市電電流總諧波畸變率低，功率校正因數(shù)高，抗干擾能力強(qiáng)，封裝引腳較少，PFC控制部分電路相對(duì)簡(jiǎn)單。只需調(diào)節(jié)一個(gè)放大器的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)

5、即可, 高壓起動(dòng)源直接接在高壓輸入端，光耦直接接到IC 的端子，不再處理放大器的補(bǔ)償，前沿消隱做在IC 內(nèi)部，IC 外部只有電流取樣。這樣的做法使設(shè)計(jì)的步驟減少了。綜合比較，選擇方案三。方案流程圖如圖2所示圖2 方案流程圖2.單元模塊設(shè)計(jì)2.1 AC/DC電源模塊自耦變壓器是輸出和輸入共用一組線(xiàn)圈的特殊變壓器。通過(guò)改變初、次級(jí)的線(xiàn)圈匝數(shù)比的關(guān)系來(lái)改變初、次級(jí)線(xiàn)圈端電壓，實(shí)現(xiàn)電壓的變換。由于初級(jí)和次級(jí)線(xiàn)圈直接相連，致使會(huì)有跨級(jí)漏電的危險(xiǎn)。隔離變壓器是一種1/1的變壓器，它的輸出端跟輸入端是完全“斷路”隔離的，這樣就有效的對(duì)變壓器的輸入端起到了一個(gè)良好的過(guò)濾作用，從而給用電設(shè)備提供了純凈的電源電壓

6、。加之它的次級(jí)不與大地相連，任意兩線(xiàn)與大地之間沒(méi)有電位差，人接觸任意一條線(xiàn)都不會(huì)發(fā)生觸電，這樣就比較安全。由于MOSFET管工作時(shí)頻繁的開(kāi)關(guān)，因此對(duì)電路的干擾較大，在整流電路前加入EMI濾波電路，從而達(dá)到降低噪聲的作用。設(shè)計(jì)中還加入了壓敏電阻VAR1,當(dāng)電路中回路電流過(guò)大時(shí)，壓敏電阻VAR1閉合保險(xiǎn)絲F1熔斷從而達(dá)到保護(hù)電路的目的。當(dāng)輸入為220V交流電壓時(shí)，首先經(jīng)過(guò)隔離變壓器降至18V左右交流電壓。再經(jīng)過(guò)保護(hù)和濾波后輸出端接入整流橋，整流部分選用了全波橋式整流電路，輸出為直流電壓。在選擇二極管時(shí)，其額定正向電流必須大于流過(guò)它的平均電流ID，其反向擊穿電壓必須大于它兩端承受的最大反向電壓VRM

7、 。由此確定整流二極管的參數(shù)。 利用上述特點(diǎn)，按自耦變壓器、隔離變壓器和橋式整流器的順序?qū)⑷哌B接起來(lái)，就夠成了一個(gè)可調(diào)、濾波、安全的AC/DC降壓模塊，如圖3所示。圖3AC/DC降壓模塊2.2 Boost升壓模塊2.2.1Boost升壓結(jié)構(gòu)特性分析 Boost升壓電路，可以工作在電流斷續(xù)工作模式(DCM)和電流連續(xù)工作模式(CCM)。CCM工作模式適合大功率輸出電路，考慮到負(fù)載達(dá)到10以上時(shí)，電感電流需保持連續(xù)狀態(tài)，因此，按CCM工作模式來(lái)進(jìn)行特性分析。Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)升壓電路基本波形如圖3所示 圖4 Boost升壓電路基本波形 ton時(shí)，開(kāi)關(guān)管S為導(dǎo)通狀態(tài)，二極管D處于截止?fàn)顟B(tài)，流經(jīng)電感

8、L和開(kāi)關(guān)管的電流逐漸增大，電感L兩端的電壓為Vi，考慮到開(kāi)關(guān)管S漏極對(duì)公共端的導(dǎo)通壓降Vs，即為Vi-Vs。ton時(shí)通過(guò)L的電流增加部分ILon滿(mǎn)足式(1)。 (1)式中：Vs為開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)的壓降和電流取樣電阻Rs上的壓降之和，約0.60.9V。    toff時(shí)，開(kāi)關(guān)管S截止，二極管D處于導(dǎo)通狀態(tài)，儲(chǔ)存在電感L中的能量提供給輸出，流經(jīng)電感L和二極管D的電流處于減少狀態(tài)，設(shè)二極管D的正向電壓為Vf，toff時(shí)，電感L兩端的電壓為Vo+Vf-Vi，電流的減少部分ILoff滿(mǎn)足式(2)。 (2)式中：Vf為整流二極管正向壓降，快恢復(fù)二極管約0.8V，肖特基二極管約0.

9、5V。    在電路穩(wěn)定狀態(tài)下，即從電流連續(xù)后到最大輸出時(shí)，ILon=ILoFf，由式(1)和(2)可得 (3)因占空比，即最大占空比 (4)如果忽略電感損耗，電感輸入功率等于輸出功率，即 (5)由式(4)和式(5)得電感器平均電流 (6)同時(shí)由式(1)得電感器電流紋波 (7)式中：f為開(kāi)關(guān)頻率。為保證電流連續(xù)，電感電流應(yīng)滿(mǎn)足 (8)考慮到式(6)、式(7)和式(8)，可得到滿(mǎn)足電流連續(xù)情況下的電感值為 (9)另外，由Boost升壓電路結(jié)構(gòu)可知，開(kāi)關(guān)管電流峰值Is(max)=二極管電流峰值Id(max)=電感器電流峰值ILP， (10)開(kāi)關(guān)管耐壓 (11)二極管反

10、向耐壓 (12) 樣機(jī)電路設(shè)計(jì)樣機(jī)的電路圖如圖2所示，是基于UCC28019控制的升壓式DCDC變換器。電路的技術(shù)指標(biāo)為：輸入Vi=18V，輸出Vo=30V、Io=2A，頻率f49 kHz，輸出紋波噪聲1。根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求，結(jié)合Boost電路結(jié)構(gòu)的定性分析，對(duì)圖5的樣機(jī)電路設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)的選擇進(jìn)行具體的說(shuō)明。 圖5 Boost升壓模塊儲(chǔ)能電感L根據(jù)輸入電壓和輸出電壓確定最大占空比。由式(4)得DMAX=0.4當(dāng)輸出最大負(fù)載時(shí)至少應(yīng)滿(mǎn)足電路工作在CCM模式下，即必須滿(mǎn)足式(9)，   L=220µH同時(shí)考慮在10額定負(fù)載以上電流連續(xù)的情況，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)可以假

11、設(shè)電路在額定輸出時(shí)，電感紋波電流為平均電流的2030，因增加IL可以減小電感L，但為不增加輸出紋波電壓而須增大輸出電容C2，取30為平衡點(diǎn)，即流過(guò)電感L的峰值電流由式（10）得L可選用電感量為200500H且通過(guò)4.5A以上電流不會(huì)飽和的電感器。電感的設(shè)計(jì)包括磁芯材料、尺寸選擇及繞組匝數(shù)計(jì)算、線(xiàn)徑選用等。電路工作時(shí)重要的是避免電感飽和、溫升過(guò)高。磁芯和線(xiàn)徑的選擇對(duì)電感性能和溫升影響很大，材質(zhì)好的磁芯如環(huán)形鐵粉磁芯，承受峰值電流能力較強(qiáng)，EMI低。而選用線(xiàn)徑大的導(dǎo)線(xiàn)繞制電感，能有效降低電感的溫升。2.2.4 輸出電壓取樣電阻R1、R2因UCC28019的腳2為誤差放大器反向輸入端，芯片內(nèi)正向輸入

12、端為基準(zhǔn)2.5v，可知輸出電壓Vo=2.5(1+R1R2)，根據(jù)輸出電壓可確定取樣電阻R1、R2的取值。由于儲(chǔ)能電感的作用，在開(kāi)關(guān)管開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)會(huì)形成大的尖峰電流，在檢測(cè)電阻Rs上產(chǎn)生一個(gè)尖峰脈沖，為防止造成UC3842的誤動(dòng)作，在Rs取樣點(diǎn)到UC3842的腳3間加入R、C濾波電路，R、C時(shí)間常數(shù)約等于電流尖峰的持續(xù)時(shí)間。2.2.5 開(kāi)管S關(guān)開(kāi)關(guān)管的電流峰值由式(10)得Iv(max)=ILP=4.17A開(kāi)關(guān)管的耐壓由式(11)得Vds(off)=Vo+Vf=30+0.8=30.8V按20的余量，可選用6A50V以上的開(kāi)關(guān)管。為使溫升較低，應(yīng)選用Rds較小的MOS開(kāi)關(guān)管，要考慮的是通態(tài)電阻Rd

13、s會(huì)隨PN結(jié)溫度T1的升高而增大。下圖為實(shí)測(cè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電壓波形和電流瞬態(tài)波形圖如圖6所示。圖6 實(shí)測(cè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電壓波形和電流瞬態(tài)波形圖2.2.6 輸出二極管D和輸出電容器C2升壓電路中輸出二極管D必須承受和輸出電壓值相等的反向電壓，并傳導(dǎo)負(fù)載所需的最大電流。二極管的峰值電流Id(max)=ILP=5.11A，本電路可選用6A50V以上的快恢復(fù)二極管，若采用正向壓降低的肖特基二極管，整個(gè)電路的效率將得到提高。輸出電容C2的選定取決于對(duì)輸出紋波電壓的要求，紋波電壓與電容的等效串聯(lián)電阻ESR有關(guān)，電容器的容許紋波電流要大于電路中的紋波電流。電容的ESR<Vo/IL=30x1/1.33=0.

14、22。另外，為滿(mǎn)足輸出紋波電壓相對(duì)值的要求，濾波電容量應(yīng)滿(mǎn)足1157µF根據(jù)計(jì)算出的ESR值和容量值選擇電容器，由于低溫時(shí)ESR值增大，故應(yīng)按低溫下的ESR來(lái)選擇電容，因此，選用1000F50V以上頻率特性好的電解電容可滿(mǎn)足要求。2.2.7 外補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)UCC28019誤差放大器的輸出端腳l與反相輸入端腳2之間外接補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)Rf、Cf。 Rf、Cf的取值取決于UCC28019環(huán)路電壓增益、額定輸出電流和輸出電容，通過(guò)改變Rf、Cf的值可改變放大器閉環(huán)增益和頻響。為使環(huán)路得到最佳補(bǔ)償，可測(cè)試環(huán)路的穩(wěn)定度，測(cè)量Io脈動(dòng)時(shí)輸出電壓Vo的瞬態(tài)響應(yīng)來(lái)加以判斷。   

15、圖7為Cf選用0.0lF和470pF時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)控制波形的區(qū)別，上沖下降幅度和復(fù)位時(shí)間都有差別。圖7 Cf選用0.0lF和470pF時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)控制波形2.2.8 斜坡補(bǔ)償在實(shí)用電路中，增加斜坡補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，一般有二種方法，一是從斜坡端腳4接補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)Rx、Cx至誤差放大器反相輸入端腳2，使誤差放大器輸出為斜坡?tīng)?，再與Rs上感應(yīng)的電壓比較。二是從斜坡端腳4接補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)Rx、Cx到電流感應(yīng)端腳3，將在Rs的感應(yīng)電壓上增加斜坡的斜率，再與平滑的誤差電壓進(jìn)行比較，作用是防止諧波振蕩現(xiàn)象，避免UC3842工作不穩(wěn)定，同時(shí)改善電流型控制開(kāi)關(guān)電壓的噪聲特性。本文采用方法二。2.3 功率因數(shù)校正模塊該系統(tǒng)（如圖7所示）

16、采用有源功率因數(shù)校正，可改善電源輸入功率因數(shù)，減小輸入電流諧波。其主要實(shí)現(xiàn)方式有2 種：(1)兩級(jí)PFC技術(shù)，即在整流濾波和DCDC功率級(jí)之間加入有源PFC電路為前置級(jí)，用于提高功率因數(shù)和實(shí)現(xiàn)DCDC級(jí)輸入的預(yù)穩(wěn)，該技術(shù)一般用于較大功率輸出場(chǎng)合；(2)單級(jí)PFC技術(shù)，即將PFC級(jí)與DCDC級(jí)中的元件共用，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制，通常共用器件為MOSFET。該方式設(shè)計(jì)與優(yōu)化尤為重要，適用于小功率應(yīng)用。有源功率因數(shù)校正的控制方式又可根據(jù)電感電流是否連續(xù)分為平均電流型控制、CCMDCM邊界控制和電流箝位控制模式。其中CCMDCM邊界控制 Boost PFC是一種滯后控制技術(shù)，其上限為正弦基準(zhǔn)電流，由輸出檢測(cè)信

17、號(hào)經(jīng)誤差放大后與輸入全波電壓檢測(cè)信號(hào)相乘得到，下限為零。具體工作過(guò)程為：檢測(cè)電感電流并與正弦電流基準(zhǔn)信號(hào)相比較，當(dāng)電感電流達(dá)到該基準(zhǔn)時(shí)，關(guān)斷開(kāi)關(guān)：當(dāng)電感電流為零則再次導(dǎo)通，使電感電流為臨界電流工作狀態(tài)。即CCMDCM邊界，可消除二極管的反向恢復(fù)損耗，大大減小主開(kāi)關(guān)的非零電壓導(dǎo)通損耗。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，使用專(zhuān)用器件的外圍元件數(shù)量少。運(yùn)用Boost電路的PFC，在 CCM模式下輸入電流畸變小且易于濾波，開(kāi)關(guān)管的電流應(yīng)力也小，可以處理較大的功率并保持較高的效率。這里選用CCM模式PFC控制器UCC28019實(shí)現(xiàn)最終的功率因數(shù)校正。該器件采用軟啟動(dòng)機(jī)制，動(dòng)態(tài)響應(yīng)良好，結(jié)合外圍電路可實(shí)現(xiàn)輸入欠壓保護(hù)

18、，開(kāi)環(huán)保護(hù)，輸出過(guò)壓保護(hù)，軟過(guò)流控制(SOC)和峰值電流限制等功能。系統(tǒng)輸出電壓由該器件VSENSE引腳所接分壓電阻與其內(nèi)部+5 V的基準(zhǔn)決定。由公式 可得，通過(guò)調(diào)節(jié)分壓電阻的比率實(shí)現(xiàn)輸出電壓的數(shù)字可調(diào)。PFC控制部分的電路設(shè)計(jì)見(jiàn)附錄1，芯片管腳3電流信號(hào)的采集通常采用串聯(lián)一個(gè)電阻，這種方案電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，開(kāi)關(guān)電流通過(guò)MOSFET開(kāi)關(guān)源串連的分路電阻轉(zhuǎn)換為一個(gè)電壓。該分壓電阻從源極（地）連接到輸入整流器返回引腳3。這種檢測(cè)電流的方法會(huì)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)電壓，這對(duì)于IC而言并不理想，但方案容易實(shí)現(xiàn)，所以本方案采用串聯(lián)一個(gè)電阻。經(jīng)計(jì)算 ，本方案用0.05。圖7 功率因數(shù)校正框架2.4 功率因數(shù)測(cè)量模

19、塊變壓器副邊處通過(guò)電流互感器和電壓互感器取樣交流信號(hào)，然后經(jīng)雙路比較器LM393整形后利用等精度法測(cè)量相位差，得到系統(tǒng)功率因數(shù)。LM393的整形電路如圖8所示。根據(jù)公式進(jìn)行編程，即可算出功率因數(shù)。圖8 功率因數(shù)測(cè)量模塊2.5 電路保護(hù)模塊圖9 繼電器驅(qū)動(dòng)電路圖繼電器驅(qū)動(dòng)接口電路如圖9所示，如果輸入信號(hào)為低電平，三極管的基極就會(huì)被拉低而產(chǎn)生足夠的基極電流，使三極管導(dǎo)通，繼電器就會(huì)得電吸合，從而斷電保護(hù)。繼電器的輸出端并聯(lián)100的電阻和6800pF的電容，目的是避免繼電器吸合與釋放期間產(chǎn)生火花。每個(gè)繼電器都有一對(duì)常開(kāi)常閉的觸點(diǎn)，便于在其他電路中使用，繼電器線(xiàn)圈兩端反相并聯(lián)的二極管是起到吸收反向電動(dòng)

20、勢(shì)的功能，保護(hù)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)三極管，這種繼電器驅(qū)動(dòng)方式硬件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。2.6 89C54單片機(jī)控制模塊該系統(tǒng)采用AT89C54為控制和運(yùn)算核心，通過(guò)等精度測(cè)相法測(cè)量出系統(tǒng)的功率因數(shù)。功率因數(shù)校正則以UCC28019為核心，利用硬件電路形成閉環(huán)反饋電路，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸出電壓、電流。單片機(jī)提供過(guò)流保護(hù)來(lái)控制繼電器以及采樣和顯示電壓電流。通過(guò)單片機(jī)實(shí)時(shí)采樣輸出電流。當(dāng)電流過(guò)大時(shí)單片機(jī)控制繼電器模塊使其斷開(kāi)，系統(tǒng)斷電；當(dāng)故障排除后測(cè)得電流值小于預(yù)定值時(shí)單片機(jī)再次發(fā)出指令使繼電器閉合，電路重新開(kāi)始正常工作。2.7 LCD液晶顯示模塊2.7.1液晶顯示原理液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域

21、進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。2.7.2引腳功能說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫(xiě)選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極2.7.3 1602液晶模塊的指令（說(shuō)明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置

22、。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無(wú)效。指令4：顯示開(kāi)關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開(kāi)與關(guān)，高電平表示開(kāi)顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開(kāi)與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為4位總線(xiàn)，低電平時(shí)為8位總線(xiàn) N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平

23、時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫(xiě)數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)測(cè)量輸出電壓、電流電路圖如圖5所示，該電路采用霍耳傳感器采集電流信號(hào)，提高了采集信號(hào)的精度，減小了測(cè)量誤差。單片機(jī)內(nèi)部具有D/A轉(zhuǎn)換功能，通過(guò)編程即可將輸出電壓、電流顯示在LCD上。2.8 直流電源供電模塊電源按功能分為主電源模塊和輔助電源模塊兩類(lèi)。主電源由變壓部分、濾波部分和穩(wěn)壓部分組成。為整個(gè)系統(tǒng)提供高電壓或者大電流，確保電路的正常穩(wěn)定的工作。這部分電路

24、由自耦變壓器、隔離變壓器和整流橋組成。輔助電源是控制電路、驅(qū)動(dòng)電路的電源。其作用是給控制電路、驅(qū)動(dòng)電路提供穩(wěn)定的低壓穩(wěn)壓電源。要求能輸出12V、5V的穩(wěn)壓直流電。3.程序設(shè)計(jì)程序功能設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)采用相位差測(cè)量法，即分別對(duì)變壓器副邊檢測(cè)的電壓、電流信號(hào)先經(jīng)比較器整形，然后通過(guò)計(jì)算得到電壓電流的相位差，再進(jìn)行余弦運(yùn)算，即可得到系統(tǒng)的功率因數(shù)。負(fù)載端輸出電壓、電流經(jīng)采樣得到系統(tǒng)視在功率。根據(jù)P=S×COSQ=S2-P2(Q表示無(wú)功功率)計(jì)算電源的有功功率、無(wú)功功率等參數(shù)。具體算法見(jiàn)圖10。該方法易于操作，而且通過(guò)等精度法測(cè)相，可達(dá)到很高精度，從而能很好滿(mǎn)足系統(tǒng)要求（程序見(jiàn)附錄）。圖10 程

25、序算法4.系統(tǒng)調(diào)試與分析4.1測(cè)試儀器：(1)數(shù)字萬(wàn)用表(2)雙蹤示波器GOS6051(50MHz) (3)失真度測(cè)試儀4.2 硬件調(diào)試整個(gè)主電路比較復(fù)雜，有三部分：ACDC電路，boost電路及控制電路， 當(dāng)電路焊接好后，首先要做的就是檢查電路的連接狀況，看是否有短路的地方或者是接錯(cuò)了的地方，然后測(cè)量輸入電壓是不是在預(yù)定的范圍內(nèi)，通常是沒(méi)有什么問(wèn)題的，因?yàn)榍凹?jí)的電路就是一個(gè)整流橋加一個(gè)電感濾波輸出通常是輸入的0.9-1.2倍，具體值與電容值有關(guān)。輸出只會(huì)有兩種情況，一是有輸出但輸出的電壓不是設(shè)定值，這種情況很好解決 就是改變電壓反饋電阻的值，如果怎么改都沒(méi)有效果則電路元件的參數(shù)沒(méi)有選好，需要好好的將電路的參數(shù)重新計(jì)算一遍，二是沒(méi)有輸出，導(dǎo)致這個(gè)結(jié)果的可能有很多的情況，需要認(rèn)真讀控制器的數(shù)據(jù)手冊(cè)查看芯片，然后根據(jù)電路的狀態(tài)確定控制器的工作情況，這是最麻煩的事情了。而且問(wèn)題比較難找到！很幸運(yùn)我們沒(méi)有碰到這個(gè)問(wèn)題，雖然電路的輸出與設(shè)定值有一定的差距但改變反饋電阻后可以達(dá)到設(shè)定值。4.3 軟件調(diào)試與硬件相比，軟件的調(diào)試麻煩的多了，對(duì)輸出電壓采樣顯示來(lái)說(shuō)，為了達(dá)到一定的準(zhǔn)確度好多的參數(shù)需要校準(zhǔn)，將采樣值轉(zhuǎn)換為實(shí)際的電壓值時(shí)，其結(jié)果與ADC的參考電壓與硬件電路的