提高开关工作效率的方法及实现方案 键盘, 接口, 影响

冈田电子

设计指标又要求能显示输出电压、电流的测量值等系统信息，为了更好地美化显示界面，采用控制器为RA8803 的240× 128 带国标字库液晶显示器。液晶显示器通过并行数据总线与单片机进行通信。
本系统中的人机接口包括键盘和液晶显示器。考虑到要求输出电压进行键盘设定和步进调整，需要大量按键（ 如0 ～ 9 数字键，+、－ 键，取消、确认键等） ，PS2 键盘的小键盘区刚好满足此要求，又PS2 键盘通过PS2 协议与单片机进行串行通信，接口简单，易于实现，因此采用PS2 键盘作为系统输入设备。
其中，开关器件的开关损耗是影响系统效率的最主要方面，因此，除主电路结构尽量简化外，选用开通、关断比较迅速、通态电阻小的功率MOS 管作为主开关器件，Boost 二极管也选用超快恢复二极管。
影响系统效率的主要因素有： a. 功率变换器开关器件的开关损耗； b. 感性元件的铁损和铜损； c. 控制电路的损耗等。
为了实现系统自恢复，在Boost 输出和负载之间增加Buck 电路。Buck 电路的开关管由单片机直接控制，自动焊接机采用电流霍尔作为电流传感器，单片机通过AD（ MAX197） 实时取样输出电流信号。
当系统正常工作时，Buck 开关管直通； 一旦出现过流故障，单片机检测到故障信号后，可以两种方式实行保护，一种是限流输出保护方式，另一种是封锁输出保护方式。
在限流输出保护方式下，单片机发出PWM信号，控制Buck 开关管，降低输出电压，从而达到限制输出电流的目的，同时在液晶上显示故障。过流故障解除后，在输出封锁保护方式下，单片机发出Buck 开关管的封锁信号，切断输出电流。
之后单片机每隔0. 5 s 发出封锁解除信号，若过流故障排除，单片机停止发出封锁信号，系统恢复到正常状态。
感性元件主要是Boost 电感，选取铁损比较小的铁氧体为磁芯，尽量选用截面比较粗的漆包线以降低损耗。控制电路的工作电源采取两种方式来降低损耗： 主控制芯片UC3842 直接用主电路的整流滤波电路供电，单片机和少量外围电路用自制的开关电源供电。




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