船舶防腐開關電源的研究.pdf

1、船舶腐蝕會導致嚴重的海洋污染，影響船舶使用性能，帶來高額的維修費用。外加電流陰極保護是一種經(jīng)濟、有效的防腐方法。隨著現(xiàn)代電力電子技術和微處理器技術的高速發(fā)展，并在船舶電源領域中的廣泛應用，智能型船舶防腐電源的研究成為熱點。
　　論文詳細闡述了開關電源的理論基礎及關鍵技術，較為深入地研究了AC/DC、CV/CC的拓撲結(jié)構(gòu)與控制方法，并針對上海電氣集團由船舶電源的特點分析所提出的要求設計數(shù)控型恒流開關電源產(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、下位機控制程序兩部分。
　　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壓、過流、過熱保護電路。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點可編程電阻網(wǎng)

3、絡的基準電源，采用運算放大器對電阻網(wǎng)絡輸出構(gòu)成跟隨器減小前級干擾，單片機 C8051F340通過 I2C控制可編程電阻網(wǎng)絡來調(diào)節(jié)恒流模塊的輸出電流。通信監(jiān)控模塊為了實現(xiàn)電平匹配，設計了電平轉(zhuǎn)換電路，支持 TTL/CMOS電平與RS232電平的雙向轉(zhuǎn)換，與上位機進行通信。
　　控制軟件中的下位機程序是基于C語言在keil編譯環(huán)境中進行調(diào)試。程序采用模塊化設計，包括系統(tǒng)初始化模塊，I2C通信模塊，串口UART0監(jiān)測模塊，并利用這些模塊

4、設置輸出電流與反饋電流、電壓。上位機程序是基于C++語言在Qt編譯環(huán)境中進行調(diào)試，設計包括人機交互界面，串口設置、串口通信等功能模塊，并利用這些功能模塊設置下位機電流，讀取下位機輸出電流和電壓。為了有效地通信，在上位機與下位機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。
　　在設計完成后，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，搭建測試平臺對系統(tǒng)進行調(diào)試和性能測試