《2022年毕业设计方案说明书3 .docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年毕业设计方案说明书3 .docx（69页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 吉林化工学院毕业设计说明书基于现场总线的温度采集器的设计Design of Temperature Collecting ModuleBased on Field-Bus学生学号： 05510128 学生姓名：相阳 专业班级： 自动 0501 指导教师：翟玉文职 称：教授 起止日期： 2009.2.232009.6.12 吉林化工学院 Jilin Institute of Chemical Technology1 / 38 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 摘要温度
2、是现代工业生产过程中的一个重要参数, 在生产过程中常需对温度进行检测和监控，特别是在电力、化工等大型自动化企业的生产过程中往往需要监视和测量几十个温 度参数。在某些特殊的生产场合 ( 比如印染和炼油 ，温度参数测量和控制的精度直接影 响后续产品的质量。本文介绍一种基于RS485 现场总线的温度采集模块的设计方法。热电阻随温度的变化而产生不同的电阻信号，电阻信号经过恒定电流变成模拟电压信号，单片机内部多路模拟开关电路对模拟信号进行采集，A/D 转换模块对采集到的信号进行模数转换，把转换得到的数字信号按照顺序分别送入单片机，单片机通过RS485 现场总线实现与PC机的挂接。由于电阻值与温度值之间是
3、非线性关系，为了提高测量精度克服非线性误差，减少分度表的存储量，采用二次插值算法计算温度数值，使测温分辨率达到了 0.05，测温精度优于 0.1。单片机通过现场总线能够把温度值以 MODBUS 协议的形式发送给 PC机，实现了工控计算机的现场总线集中管理。关键词：温度采集； PT100热敏电阻； RS485总线I / 38 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - Abstract Temperature is the process of modern industrial production as an import
4、ant parameter, in the production process often required to detect and monitor the temperature, especially in the electricity, chemical industry and other large enterprises, automation of production processes often require dozens of monitoring and measuring the temperature parameters. Production in s
5、ome special occasions (such as printing and dyeing and refining, temperature measurement and control parameters directly affect the accuracy of follow-up to the quality of the product. In this paper, based on the temperature RS485 fieldbus module design method of collection. Thermal resistance with
6、temperature changes in the resistance of different signals, resistance constant current signal into the analog voltage signal, single-chip multi-channel analog switches internal circuitry of the analog signal acquisition, A / D converter module of the signal collected analog-to-digital conversion, t
7、o convert digital signals received, respectively, in accordance with the sequence into single-chip, single-chip RS485 fieldbus through with PC-articulated. As the resistance value and temperature is non-linear relationship between, in order to improve the measurement accuracy to overcome the non-lin
8、ear error, reducing the index storage table, the use of quadratic interpolation algorithm for calculating the temperature value, so that the temperature resolution of 0.05 , temperature measurement accuracy of better than 0.1 Single-chip microcomputer through fieldbus temperature in order to be able
9、 to MODBUS agreement sent to the PC, the realization of the Industrial Fieldbus computer for centralized management. Key words: Temperature acquisition。 PT100 Thermistor。 RS485 bus II / 38 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录摘要 I AbstractII 第 1 章绪论 1 1.1设计的背景及意义 1 1.2温度采集技术现状
10、 2 第 2 章设计方案选择与论证 4 2.1设计要求及技术指标 4 2.2 系统总体方案设计 4 2.3温度传感器的选择 5 2.3.1 热电阻温度传感器 52.3.2集成电路 (IC 温度传感器 5 2.3 通信接口的选择 6 2.3.1 RS-232双机通讯接口 6 2.3.2 RS-422串行通讯接口 6 2.3.3 RS-485串行通讯接口 6 2.4单片机的选择 7 第 3 章硬件设计 8 3.1单片机接口电路 8 3.2温度信号采集电路 83.2.3恒流源电路仿真 10 3.3 RS485接口通信电路 11 3.4 6N137光电隔离电路 11 3.5开关电源电路 12 3.5.
11、1 PWM芯片 TOP220工作原理 12 3.5.2开关电源电路及工作原理 13 第 4 章软件设计 16 4.1 温度值计算 16 4.2 MODBUS现场总线协议 16 4.3主程序流程框图 18 4.4系统初始化子模块程序设计 18 4.5串口通信子模块程序设计 18 第 5 章使用工具介绍 20 III / 38 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5.1电子设计工具 ProtelDXP20 5.2仿真工具 Multisim924 第 6 章结论 27 参考文献 28 附录 A PT100铂电阻的温度和阻值
12、对应关系表 29附录 B 总体电路原理图 31 致谢 32IV / 38 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 1 章 绪论1.1 设计的背景及意义温度是现代工业生产过程中的一个主要参数，在生产过程中常需对温度进行检测和监控，特别是在电力、化工等大型自动化企业的生产过程中往往需要监视和测量几十个温度参数。在某些特殊的生产场合 精度直接影响后续产品的质量。 ( 比如印染和炼油 ，温度参数测量和控制的自从 1976 年 Intel 公司推出第一批单片机以来， 80 年代单片机技术进入快速发 展时期，近年来，随着大规模集
13、成电路的发展，单片机继续朝快速、高性能方向发 展，从 4 位、8 位单片机发展到 16 位、32 位单片机。单片机主要用于控制，它的应 用领域遍及各行各业，大到航天飞机，小至日常生活中的冰箱、彩电，单片机都可以 大显其能。单片机在国内的三大领域中应用得十分广泛：第一是家用电器业，例如全 自动洗衣机、智能玩具；第二是通讯业，包括电话、手机和 BP 机等等；第三是仪器仪表和计算机外设制造，例如软盘、硬盘、收银机、电表。除了上述传统领域外，汽 车、电子工业在国外也是单片机应用十分广泛的一个领域。它成本低、集成度高、功 耗低、控制功能多能灵活的组装成各种智能控制装置，由它构成的智能仪表解决了长 期以来
14、测量仪器中的误差的修正、线性处理等问题。现场总线是将自动化最底层的现场控制器和现场智能仪表设备互连的实时控制通 讯网络，遵循 ISO的 OSI开放系统互连参考模型的全部或部分通讯协议。FCS则是用 开放的现场总线控制通讯网络将自动化最底层的现场控制器和现场智能仪表设备互连 的实时网络控制系统。现场总线系统由于采用了智能现场设备，能够把原先DCS中处于控制室的控制模块、各输入输出模块置于现场设备，加上现场设备具有通信能力，现场的测量变送仪 表可以与阀门等执行机构直接传送信号，因而控制系统功能能够不依赖控制室的计算机或控制仪表，直接在现场完成，实现了彻底的分散控制。DCS随着计算机、控制、网络通信
15、、组态软件、信息集成和数据库技术的发展而不断 更新和发展，主要体现在以下几个方面：1）信息化： DCS已从单一的控制系统，发展为集控制和管理于一体的综合信息 系统。 DCS提供了从生产现场到车间，再从工厂到公司，最后到企业集团的整个信息 通道，充分体现了信息的全面性、准确性和实时性。1 / 38 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2）集成化： DCS已从单一封闭系统，发展为集成各类 PLC、工业 PC、数字化仪表和设备，甚至不同型号 系统。DCS可以互相集成和信息共享，为最终用户提供集成化综合3）智能化：随着人工智
16、能、专家系统、自适应、预测和推理等先进控制技术的 发展和应用， DCS也适时地融合这些新技术，实现先进的智能化控制功能。4）开放式网络： DCS已从单一封闭网络，发展为开放式网络系统，通过互联网 技术和 IE 浏览器，可以访问过程画面、查询数据、管理调度和指挥生产。开放式网 络的关键是网络安全，传统 DCS采用软件防火墙，现代 DCS不仅有软件防火墙，而且 Honeywell 公 有硬件防火墙，既保证网络安全开放，又保证监控层的实时性。例如，司的 Experion PKS R300的控制站采用硬件防火墙技术。：传统 DCS用两条独立网络 (A，B实现冗余，两台设备之间 只有一条通信路径，其本质
17、是单条网络运行，故障时整条网络切换 (A 到 B 或 B 到 A， 切 换 时 间 长 ， 可 靠 性 低 。 现 代 DCS 用 容 错 以 太 网 (FTE， Fault Tolerant Ethernet 。6）无线网络技术：支持手持移动无线操作站，将无线技术与控制技术融为一 体，进行现场操作监控、故障处理和仪表校验，实现操作与维护的无缝集成。例如，Honeywell 公司的 Experion PKS R300采用此无线网络技术。7）数字视频技术：通过摄像头采集现场图像信息，再通过图像识别软件，进行图像 处理，发现异常图像，立即发出报警信号，具有自动录像和录像回放功能，便于事故 分析，并
18、将数字视频技术与操作监控软件融为一体。例如，Honeywell 公司的 Experion PKS R300 采用此数字视频技术。，硬件控制防火墙 (冗余，冗余控制器、冗余I/O 、冗余电源、冗余现场总线接口；采用先进的预估控制算法，鲁棒性好，具有参数自整定功能。Honeywell 公司的 Experion PKS R300 控制站是上述先进控制站的代表之一。随着现代信息技术的飞速发展，温度采集控制系统在工业、农业及人们的日常生 活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，例如：在冶金 工业、化工生产、电力工程、机械制造和食品加工等许多领域中，人们都需要对各类 加热炉等温度进行
19、采集和控制。温度采集与控制，在保证产品质量、节约能源和安全 生产等方面起着关键的作用。2 / 38 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.2 温度采集技术现状随着电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了 根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么可 编程控制器的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。在现代社会 中 ， 温 度 控 制 不 仅 应 用 在 工 厂 生 产 方 面 ， 其 作 用 也 体 现 到 了 各 个 方 面 。随着人们生活质量的
20、提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子，温度控制将更好的服务于社会目前，单片机控制器在从生活工具到工业应用的各个领域，例 如生活工具的电梯、工业生产中的现场控制仪表、数控机床等。尤其是用单片机控制 器改造落后的设备具有性价比高、提高设备的使用寿命、提高设备的自动化程度的特 点。现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到温度控制 , 早期温度控制主要应 用于工厂中，例如钢铁的水溶温度，不同等级的钢铁要通过不同温度的铁水来实现，这样就可能有效的利用温度控制来掌握所需要的产品了。3 / 38 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 38 页精选学习资料 - - - -
21、- - - - - 第 2 章设计方案选择与论证2.1 设计要求及技术指标本课题要求设计出能够支持MODBUS 协议的 RS485现场总线通信的热阻型温度采集模块，该模块能够通过现场总线与工控计算机挂接。技术指标：1. 输入信号： PT100；2. 测温分辨： 0.05 ；3. 测温精度 : 0.1 ；4. 供电电源： 220VAC 10%；5. 环境温度： -45 85；6. 环境湿度： 85%；7. 通信方式： RS485现场总线。2.2 系统总体方案设计针对本课题的研究内容是设计一款测量精度高、支持 RS485硬件接口和 MODBUS工业现场总线协议的温度采集模块。该温度采集模块能够对
22、6 点温度进行实时采集，采用支持 MODBUS 工业现场总线协议的 RS485光电隔离接口与 PC机进行通信。基于以上功能，具体设计方案如图 2-1 所示。PT100(1 信 号 放 大 多A/D 接路口 +5V 开PT100(2 信 号 放 大 模 关拟-5V . . 电 220VAC. . 开 C8051F410 源关 单片机电PT100(6 信 号 放 大 GND 路PC机 RS485接口电路图 2-1 实施方案原理框图4 / 38 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 根据上述研究内容和技术要求，采用图2-1
23、所示设计方案。在图2-1 中包含采集放大电路，主控单元， RS485接口电路，电源电路等 4 个主要功能模块。采集放大电路：将热电阻信号转换为0-2v 的模拟电压信号 , 用来测量温度；主控单元：采用 C8051F410单片机作为整个电路的核心 , 控制采集通道的选择 , 数 据的处理并与 RS485接口电路相连接 , 进行数据的传输和通信；RS485接口电路：实现 PC机与现场总线模块之间的通讯；电源电路：将 220VAC通过开关电源稳压电路输出 +5V和-5V 电压 , 给模块中的各部 分电路提供工作电源。其中，采集放大电路采用三线制接线法，来消除导线引入的测量误差。因为 C8051F41
24、0单片机中自带 A/D 转换接口，因此不需要单独设计 A/D转换电路。2.3 温度传感器的选择2.3.1 热电阻温度传感器热电阻是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：1测量精度高。因热电阻直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。2测量范围广。常用的热电偶从-50+1600均可边续测量，某些特殊热电阻最低可测到 -269如金铁镍铬），最高可达 +2800 温度传感器集成电路 (IC 温度传感器性能离散度很大 , 用于高精度测量时 , 必须进行校准。测 温铂电阻温度系数的离散度很小 , 精确度高 , 灵敏度也较好 , 特别适用于 1000 度以下的 温度测量 , 但价格昂贵。集成电路温度传感
25、器利用了半导体 PN 结电流电压特性和温度 的相关性 , 和热敏电阻、热电偶相比 , 最大优点是输出线性好 , 测温精度较高。感温部 分、传感器驱动部分、信号处理部分等电路均集成化并封闭在一个小型管壳内 , 使用 方便。题目设计要求输入信号为PT100；测温分辨为 0.05；测温精度为 0.1；综合以上因素考虑选择热电阻温度传感器 (PT100。PT100铂电阻的温度和阻值对应关系见附录 A5 / 38 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.3 通信接口的选择2.3.1 RS-232 双机通讯接口目前 RS-23
26、2是 PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232 采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。如果双机通讯距离在 30m 之内，可利用 RS-232 标准接口实现点对点的双机通讯。2.3.2 RS-422 串行通讯接口RS-422 标准全称是 “平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。典型的 RS-422是四线接口。实际上还有一根信号地线，共 5 根线。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多 可 接 10 个节点 。即一 个主设备Mast
27、er） ， 其余为从设备Salve），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为 4k，故发端最大负载能力是 10 4k+100 终接电阻）。 RS-422 四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式 XON/XOFF 握手）或硬件方式 一对单独的双绞线）实现。 RS-422的最大传输距离为 1219M，最大传输速率为 10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在 100kb/s 速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般 100M 长的双绞线上所能获得的最
28、大传输速率仅为 1Mb/s。RS-422 需要一终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻，即一般在 端。300M 以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远2.3.3 RS-485 串行通讯接口由于 RS-485是从 RS-422 基础上发展而来的，所以 RS-485 许多电气规定与 RS-422 相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485 可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信，而采用四线连接时，与 RS-422 一样只能实现点对多的通信，即只能有一个主Master）设备，其余为从设备，但它比 RS-422有改进
29、， 无论四线还是二线连接方式总线上可多接到 32个设备。 RS-485与 RS-422 的不同还在于其共模输出电压是不同的，RS-485 是-7V 至+12V 之间，而RS-422在-7V 至+7V 之间， RS-485接收器最小输入阻抗为 12k，RS-485满足所有 RS-422的规范，所以 RS-485的驱动器可以用在 RS-422网络中应用。 RS-485与 RS-422一样，其最大传输距离约为1219M，最大传输速率为 10Mb/s。平衡双绞线的长度与传输 6 / 38 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - -
30、 速率成反比，在 100kb/s 速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100M 长双绞线最大传输速率仅为1Mb/s RS-485需要 2 个终接电阻，其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗。在矩距离传输时可不需终接电阻，即一般在 300M 以下不需终接电阻。终接电阻接在传输总线的两端。综上所述， RS-232 双机传输距离太短，故不采用。 RS-422A 双机通讯需四芯传输线，这对工业现场的长距离通信是很不经济的，因此采用 2.4 单片机的选择RS-485串行通讯接口。C8051F410 MCU 在 CIP-51 内核和外设方面有几项关键性的改进，提高
31、了整体性能，更易于在最终应用中使用。扩展的中断系统允许大量的模拟和数字外设独立于微控制器工作，只在必要时中断微控制器。一个中断驱动的系统需要较少的 MCU 干预，因而有更高的执行效率，并使多任务实时系统的实现更加容易。C8051F410内部有一个 12 位 SAR ADC 和一个 27 通道单端输入多路选择器，该ADC 的最大转换速率为 200ksps。 ADC 系统包含一个可编程的模拟多路选择器，用于选择 ADC 的输入。端口 02 可以作为 ADC 的输入；另外，片内温度传感器的输出和电源电压 VDD）也可以作为 ADC 的输入。用户固件可以将 ADC 置于关断状态或使用突发模式以节省功耗
32、。C8051F410内部 24 个 I/O 引脚，端口引脚被组织为三个 8位端口。端口的工作情况与标准 8051相似，但有一些改进。每个端口引脚都可以被配置为数字或模拟 I/O 引脚。被选择作为数字 I/O 的引脚还可以被配置为推挽或漏极开路输出。在标准 8051中固定的“ 弱上拉” 可以被单独或总体禁止，以降低功耗。根据设计要求，只需一个全双工串行接口，一个A/D 转换电路，一个多路模拟开关电路，因此 C8051F410单片机足以满足控制要求，功耗较低。因此选择 C8051F410 单片机作为主控制器。7 / 38 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 38 页精选学习资
33、料 - - - - - - - - - 第 3 章硬件设计本设计硬件电路由采集放大电路，主控单元电路，RS485通信接口电路，光电隔离电路，稳压电源电路组成，总体硬件电路图见附录 B。3.1 单片机接口电路C8051F410单片机接口如图 3-1。图 3-1C8051F410单片机VDD 为内核电源， VIO 为 I/O 电源，GND 为地。 VRTC-BACKUP 为 smaRTClock后备电源， P1.0-P1.5为 6 路模拟信号的接收端， RP0.5）、TRT+2R,R15+RR 则有V2= I ( KT + 2 R ( 3-1 V1= I R ( 3-2 V4= V3=1/3 V2
34、 ( 3-3 (V1-1/3*V2/R15=(1/3*V2-V0/(R23+R19 ( 3-4 9 / 38 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - V0=(R24*VR1/(R17+R24 ( 3-5 带入各电阻值整理得 : VR1=11*I*RT ( 3-6 V0=I*RT ( 3-7 由式( 3-7可见, 热电阻测量电路的输出电压仅与电流 I 和热阻 RT有关 , 与 r 无关, 消除了由导线电阻引入的测量误差。本设计采用由 LM258构成的精密恒流源电路。在图3-3 中 3脚电压为 V+，2 脚电压为 V-，输
35、出电压为 Vo，则由虚断可知 V+ = V-，虚短可知 I+ = I-。所以有： 3-8 3-9将式 3-9）代入式 3-8）得3.2.3 恒流源电路仿真仿真电路图如图 3-4 所示。V，所以恒流源输出电流 1mA 10 / 38 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 38 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 3-4 恒流源电路仿真图如图 3-4 所示，恒流源输出稳定电流 测得电压为 1.001V，由此得 I=1mA。3.3RS485接口通信电路I , 经过负载电阻 R1，R1=1.0K，由万用表RS-485 总线采用双绞线差分传输方式 , 可连接成半双
36、工和全双工方式 , 最远传输距离为 112 km.系统数据通信采用半双工通信方式 , 即整个网络中任一时刻只能由一个节点成为主节点 , 处于发送状态 , 并向总线发送数据 , 其他的节点都必须处于接收 状态 , 如果 2 个或 2 个以上节点同时向总线发送数据 , 将导致所有发送方发送数据失 败 , 因此通信网一般采取主从式 , 即主节点控制整个网络的通信时序 , 使总线上的各 节点分时使用总线 , 解决总线数据传输的冲突。由于设计的控制器具备现场总线通信功能，支持MODBUS 协议与组态软件直接挂接 ,因此设计了 RS485通信接口电路。为适应供电系统， RS485器件选择 SP3485 芯
37、 片。图 3-5 为 SP3485 芯片与 C8051F410片上系统的接口电路，微处理器的 UART 串 口的 TXD 连接到 SP3485芯片的 DE 和 /RE 引脚， RXD 连接到 SP3485芯片的 RO 引脚。由微处理器输出的TXD 信号控制 SP3485芯片的发送器 /接收器使能，此时微处理器可以向 RS485总线发送数据。任一时刻， SP3485芯片中的“接收器” 和“发送器”只能够有一个处于工作状态。连接至 A 引脚的上拉电阻 R3、连接至 B 引脚的下11 / 38 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 38 页精选学习资料 - - - - - - -
38、 - - 拉电阻 R5 用于保证无连接的SP3485芯片处于空闲状态 ,提供网络失效保护，以提高RS485节点与网络连接的可靠性。图 3-5 RS485 通信接口电路3.46N137光电隔离电路在未采用光电隔离器的电路中，源部分由隔离变压器隔离，减少电网中的噪声影响，数字电源和模拟电源不共地，由于模拟电路一般只有15V，而AD 转换器还需要+5V 电源，为使数字电路与模拟电路真正隔离，+5V 电源由+15V模拟电源经 DC-DC变换器得到。模拟电路以及AD转换电路与数字电路的信号联系都通过6N137。逐次比较型 AD并行输出 12 位数据，每一路信号经缓存器后送入6N137的脚 3，进行同相逻
39、辑传输至数字电路，输入端限流电阻选用470 ，输出端上拉电阻选用47k ，输出端电源和地间 即 6N137的脚 8 与脚 5 间）接 0.1uF 瓷片电容，作为旁路电容以减少对电源的干扰， 6N137 的使能端接选通信号，使6N137 在数据有效时才工作，减少工作电流。模拟电路和 AD转换所需的各路控制信号也通过 6N137 接收，接法同上，在时序设计中要特别注意 6N137 约有 50ns 的延时，与未采用光电隔离器的数据采集电路相比，系统信噪比提高了一倍以上，满足了系统设计要求。如图 3-6。12 / 38 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 38 页精选学习资料 -
40、 - - - - - - - - 图3-6 光电隔离接口电路3.5 开关电源电路3.5.1PWM芯片 TOP220工作原理该芯片仅有漏极端、控制端和源极端三个管脚。主要由 10 部分构成：控制电压源 带隙基准电源 振荡器 并联调整器 误差放大器 脉宽调制 器门驱动级和输出级 过流保护电路 过热保护及上电复位电路 关断 自动需启动电路 高压电流源 。芯片内部带有高频、高压型功率器件和振荡器高达的电压模式脉宽调制器较好地解决了功率电子学中高压、高频和功率三者的关系。芯片内部还具有的启动电路 ,自锁定保护电路、环路补偿电路、误差放大器 , 及利用本身的导通电阻来代替外部过流检测电阻实现的过流保护更是该芯片的一大优点 , 使器件工作的可靠性、稳定性得到保证。芯片实现脉宽调制的工作原理启动操作时 , 漏极端 由内部电流源提供偏置电流流入芯片 , 提供开环输入 , 该输人通过旁路