船舶防腐開(kāi)關(guān)電源的研究.pdf

1、船舶腐蝕會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的海洋污染，影響船舶使用性能，帶來(lái)高額的維修費(fèi)用。外加電流陰極保護(hù)是一種經(jīng)濟(jì)、有效的防腐方法。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)和微處理器技術(shù)的高速發(fā)展，并在船舶電源領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，智能型船舶防腐電源的研究成為熱點(diǎn)。
　　論文詳細(xì)闡述了開(kāi)關(guān)電源的理論基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)，較為深入地研究了AC/DC、CV/CC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制方法，并針對(duì)上海電氣集團(tuán)由船舶電源的特點(diǎn)分析所提出的要求設(shè)計(jì)數(shù)控型恒流開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品。系統(tǒng)硬件分為AC/DC、

2、CV/CC、通信監(jiān)控模塊三部分，軟件包括上位機(jī)、下位機(jī)控制程序兩部分。
　　硬件電路中AC/DC模塊將220V AC轉(zhuǎn)換成24V DC，采用了單端反激式電路以及PWM脈寬調(diào)制方法。AC/DC包括輸入整流電路、RCD箝位電路、EMI濾波電路、變壓器、輸出濾波電路、控制電路、電壓反饋電路以及過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)電路。CV/CC模塊將恒壓轉(zhuǎn)換成最大值為2000mA恒流輸出。CV/CC模塊由1.25V高精度電壓源作為1024點(diǎn)可編程電阻網(wǎng)

3、絡(luò)的基準(zhǔn)電源，采用運(yùn)算放大器對(duì)電阻網(wǎng)絡(luò)輸出構(gòu)成跟隨器減小前級(jí)干擾，單片機(jī) C8051F340通過(guò) I2C控制可編程電阻網(wǎng)絡(luò)來(lái)調(diào)節(jié)恒流模塊的輸出電流。通信監(jiān)控模塊為了實(shí)現(xiàn)電平匹配，設(shè)計(jì)了電平轉(zhuǎn)換電路，支持 TTL/CMOS電平與RS232電平的雙向轉(zhuǎn)換，與上位機(jī)進(jìn)行通信。
　　控制軟件中的下位機(jī)程序是基于C語(yǔ)言在keil編譯環(huán)境中進(jìn)行調(diào)試。程序采用模塊化設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)初始化模塊，I2C通信模塊，串口UART0監(jiān)測(cè)模塊，并利用這些模塊

4、設(shè)置輸出電流與反饋電流、電壓。上位機(jī)程序是基于C++語(yǔ)言在Qt編譯環(huán)境中進(jìn)行調(diào)試，設(shè)計(jì)包括人機(jī)交互界面，串口設(shè)置、串口通信等功能模塊，并利用這些功能模塊設(shè)置下位機(jī)電流，讀取下位機(jī)輸出電流和電壓。為了有效地通信，在上位機(jī)與下位機(jī)的控制程序中定義相同的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)幀格式，并構(gòu)建與解析數(shù)據(jù)幀。
　　在設(shè)計(jì)完成后，利用Altium Designer09繪制電路原理圖與PCB圖。元器件焊接與程序燒錄后，搭建測(cè)試平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和性能測(cè)試