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高频段PWM信号产生电路 SG3525是一种性能优良、功能齐全、通用性强的单片集成脉宽调制控制器，由于它简单可靠及使用方便灵活，大大简化了控制电路的设计及调试。因此选择SG3525作为本设计的高频PWM信号发生器，产生200～25 000 Hz的PWM信号。高频段PWM信号产生电路如图4所示。单片机通过两路D／A转换之后产生两个模拟电压信号，分别用于控制SG3525的占空比和频率。通过控制调频三级管 Q1的基极电压Ub来调节SG3525的2脚Non上的电流大小，达到控制SG3525输出PWM频率的目的。通过改变控制三级管Q2的基极电压Ub来调节SG3525的6脚RT上的电流大小，达到控制SG3525输出PWM占空比的目的。本设计中把SG3525的11脚、14脚与12脚接地，让PWM脉冲由13脚VC输出，这样既保证了13脚的输出与锁存器的输出一致，而且又输出频率占空比独立可调PWM信号。此外，由于输出频率和占空比分别与控制它们的两路模拟电压信号为线性关系，所以软件实现也很方便。
频率选择电路
需要将低频段与高频段PWM信号结合才能得到完整频率段PWM信号，因此需要进行频率选择，本系统的频率选择电路如图5所示。首先将两路 PWM信号分别转换为标准TTL电平，低频段PWM信号通过74LS00和上拉电阻即可实现TTL电平，在高频段由于SG3525输出幅值为12 V，因此需要5 V稳压管降低幅值，再由74LS00和上拉电阻输出TTL电平。通过单片机控制单片集成模拟开关MAX318来实现频率的选择，这里选用常开脚NO作为开关的输入，公用端COM作为输出信号。通过IN脚的真值来切换开关状态，分别通过单片机I／O端口P2．3和P2．4控制，当IN逻辑真值为0时，断开 NO端，当逻辑真值为1时，导通N0端。同一时刻只能有一个芯片的IN脚为高电平，另一个必须为低电平，否则会使两路信号发生串扰。
光耦隔离与驱动电路
PWM 控制电路与驱动电路之间需要进行电气隔离，以消除主电路对信号发生电路的干扰。PWM信号发生电路产生的PWM信号电流太小，不能直接驱动功率放大管，而且无法调整输出PWM电源输出的幅度，由此设计了光耦隔离与驱动电路。电路如图6所示，PWM作为整个电路的控制信号，经过光耦隔离放大后再由两级开关三极管来控制主电路的通断，在电磁阀上产生频率和占空比可变的PWM脉冲信号，同时单片机通过D／A转换产生一路可变的模拟电压信号，该信号经过电压负反馈电路以稳定输出电压幅度，再通过连续几级射级跟随器以增大输入电流以驱动功率管，通过改变输入电压就可以改变施加在电磁阀上的PWM电压幅度，实现幅度在 0～36 V之间任意设置。
设计的用于模拟汽车电磁阀工作状态的PWM电源，通过矩阵键盘和LCD实现人机对话，通过单片机处理数据来控制PWM波的频率、占空比和幅度，所有对电源要求的数据都可以通过键盘传送给单片机，并且通过LCD实时显示。单片机产生的控制信号来模拟电磁阀的实际工作状态，可以对汽车电磁阀在各种工作状态下的质量要求进行检测，保障电磁阀出厂前的质量。该电源运行稳定、精度高，目前已成功应用到汽车电磁阀的生产企业，为企业创造了显著的经济效益，为我国电磁阀的出口做出了贡献。 |
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