設計應用
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基于Arm的電子束焊機燈絲電源的設計方案
21IC電子網 (0)傳統的電子束焊機電源系統采用工頻或中頻技術,具有體積大、效率低、束流穩定性差等缺點。分析電子束焊機電源目前存在的缺點并結合現代電力電子技術,本文提出一種基于Arm的全數字化控制的燈絲電源方案,并詳細介紹了軟硬件實現方法。實驗表明,該燈絲電源能夠**地穩定陰極燈絲電流,燈絲發射電子密度穩定性好,達到很好的性能要求。1.引言電子束焊機的工作原理如圖1所示,當高壓電子槍中的陰極燈絲被加熱到一定的溫度時會逸出電子,散射出的電子則在高壓電場中被加速至光速或接近光速,電子通過電磁透鏡聚焦后,形成能量密度超高的電子束,當電子束轟擊焊件表面時,電子的強大動能瞬間轉變為熱能,使金屬熔融,待冷卻后自然凝固,達到焊接的目的。電子束焊接陰極燈絲電源主要用于對陰極燈絲的加熱,使其受熱后發射電子,控制燈絲加熱電源的輸出電壓或電流可達到控制溢出電子的目的,從而間接的控制電子束流大小。在實際焊接過程中,需要陰極燈絲能夠穩定的發射電子并維持電子槍內電子密度幾乎不變,故對燈絲加熱電源的要求很高。2.系統構成及主回路設計圖2是數字控制的電子束焊機陰極燈絲加熱電源的電路原理框圖。燈絲電源主要由濾波整流電路、Buck調壓電路、
電源驅動LED的基本原理與具體方法
21IC電子網 (0)原始電源有各種形式,但無論哪種電源,一般都不能直接給LED供電。因此,要用LED做照明光源首先就要解決電源變換問題。LED實際上是一個電流驅動的低電壓單向導電器件,LED驅動器應具有直流控制、高效率、PWM調光、過壓保護、負載斷開、小型尺寸,以及簡便易用等特性。設計給LED供電的電源變換器時必須要注意以下事項。①由于LED是單向導電器件,所以要用直流電流或者單向脈沖電流給LED供電。②由于LED是一個具有PN結結構的半導體器件,具有勢壘電動勢,這就形成了導通門限電壓,所以加在LED上的電壓值必須超過這個門限電壓,LED才會充分導通。大功率LED的門限電壓一般在2.5V以上,正常工作時LED的壓降為3~4V。③LED的電流、電壓特性是非線性的。因為流過LED的電流在數值上等于供電電源的電動勢減去LED的勢壘電動勢后再除以回路的總電阻(電源內阻、引線電阻、LED體電阻之和),所以流過LED的電流和加在LED兩端的電壓不成正比。④由于LED的PN結具有負的溫度系數,則溫度升高時LED的勢壘電動勢會降低。因此LED不能直接用電壓源供電,且必須采取限流措施,否則隨著LED工作時溫度的升高,電流會
設計應用
212開關電源原理與設計(連載七)反轉式串聯開關電源
21IC電子網 (0)1-3-3.反轉式串聯開關電源儲能濾波電容的計算反轉式串聯開關電源儲能濾波電容參數的計算,與串聯式開關電源儲能濾波電容的計算方法基本相同。但要注意,即使是在占空比D等于0.5的情況下,濾波電容器充、放電的時間都不相等,濾波電容器充電的時間小于半個工作周期,而電容器放電的時間則大于半個工作周期,但電容器充、放電的電荷是相等的,即電容器充電時的電流大于放電時的電流。這是整流濾波電路的普遍規律。從圖1-8可以看出,在占空比D等于0.5的情況下,電容器充電的時間為3T/8 ,電容充電電流的平均值為3iLm/8或3Io/2 ;而電容器放電的時間為5T/8,電容放電電流的平均值為0.9 Io。因此有:式中ΔQ為電容器充電的電荷,Io流過負載的平均電流,T為工作周期。電容充電時,電容兩端的電壓由*小值充到*大值(***),相應的電壓增量為2ΔUc,由此求得電容器兩端的波紋電壓ΔUP-P為:(1-33)和(1-34)式,就是計算反轉式串聯開關電源儲能濾波電容的公式(D = 0.5時)。式中:Io是流過負載電流的平均值,T為開關工作周期,ΔUP-P為濾波輸出電壓的波紋,或電壓紋波。一般波紋電壓都是取電壓
開關電源原理與設計(連載六)反轉式串聯開關電源
21IC電子網 (0)1-3-2.反轉式串聯開關電源儲能電感的計算反轉式串聯開關電源儲能電感的計算方法與前面“串聯式開關電源儲能濾波電感的計算”方法基本相同,計算反轉式串聯開關電源中儲能電感的數值,也是從流過儲能電感的電流為臨界連續電流狀態進行分析。但須要特別注意,反轉式串聯開關電源中的儲能電感僅在控制開關K關斷期間才產生反電動勢向負載提供能量,因此,流過負載的電流比串聯式開關電源流過負載的電流小一倍,即:當占空比小于0.5時,反轉式串聯開關電源中流過負載R的電流Io只有流過儲能電感L*大電流iLm的四分之一。根據(1-21)式:iLm =Ui*Ton/L —— K關斷前瞬間 (1-21)(1-21)式可以改寫為:4Io = Ui*T/2L —— K關斷前瞬間 (1-28)式中Io為流過負載的電流,當D = 0.5時,其大小等于*大電流iLm的四分之一;T為開關電源的工作周期,T正好等于2倍Ton。由此求得:L = Ui*T/8Io —— D = 0.5時 (1-29)或:L > Ui*T/8Io —— D = 0.5時 (1-30)(1-29)和(1-30)式,就是計算反轉式串聯開關電源中儲能電感的公式。
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213四軸飛行器無刷直流電機驅動技術研究
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ATMEGA16單片機作為控制核心,利用反電勢過零點檢測輪流導通驅動電路的6個MOSFET實現換向;直流無刷電機控制程序完成MOSFET上電自檢、電機啟動軟件控制,PWM電機轉速控制以及電路保護功能。實踐證明,該設計電路結構簡單,成本低、電機運行穩定可靠,實現了電機連續運轉。0 引言近年來,四軸飛行器的研究和應用范圍逐步擴大,它采用四個無刷直流電機作為其動力來源。無刷直流電機為外轉子結構,直接驅動螺旋槳高速旋轉。無刷主流電機的驅動控制方式主要分為有位置傳感器和無位置傳感器的控制方式兩種。由于在四軸飛行器中的要求無刷直流電機控制器要求體積小、重量輕、高效可靠,因而采用無位置傳感器的無刷直流電機。本文采用的是朗宇X2212 kv980無刷直流電機。無刷直流電機驅動控制系統包括驅動電路和系統程序控制兩部分。采用功率管的開關特性構成三相全橋驅動電路,之后使用DSP作為主控芯片,借助其強大的運算處理能力,實現電機的啟動與控制,但電路結構復雜成本高,缺乏經濟性。直流無刷電機的換向采用反電勢過零檢測法,一旦檢測到第三相的反電勢過零點就為換向做準備。反電勢過零檢測采用虛擬中性點的方法,通過檢測電機各相
交流異步電動機的矢量控制系統設計方案
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0 引言異步電動機的動態數學模型是一個高階、非線性、強耦合的多變量系統,矢量控制是電機控制系統的一種先進控制方法,由于其交流調速時的優越性被廣泛應用到異步電機調速系統中。基于Simulink 的交流異步電機仿真可以驗證系統設計方案的有效性,在實驗室應用過程中可能遇到系統設計難題。本文以雙閉環矢量控制系統為研究對象,在Simu-link 中進行仿真來驗證控制系統的有效性。通過分析仿真結果得到矢量控制系統的動靜態特性,從而證實了本設計方案的可行性。1 矢量控制原理矢量控制系統,簡稱VC 系統,坐標變換是核心思想。矢量控制的基本思想是以產生同樣的旋轉磁動勢為準則,將異步電動機在靜止三相坐標系上的定子交流電流等效成兩相靜止坐標系上的交流電流,在通過坐標旋轉變換將其等效成同步旋轉坐標系上的直流電流,等效過程中實現磁通和轉矩的解耦控制,達到直流電機的控制效果,得到直流電動機的控制量。便可將三相異步電動機等效為直流電動機來控制,獲得與直流調速系統接近的動、靜態性能。矢量控制中矢量變換包括三相-兩相變換和同步旋轉變換,將d 軸沿著轉子總磁鏈矢量φr 的方向稱為M 軸,將q 軸逆時針轉90°,即垂直于矢
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基于三相BLDC電機控制系統的設計探討
21IC電子網 (0)0 引言如今,工程師將電機控制系統用于數字與模擬技術來應對過去面臨的挑戰,包括電機速度控制、旋轉方向、漂移及電機疲勞等。微控制器 (MCU) 的應用為當代工程師提供了動態控制電機動作的機會,從而使其能夠應對環境壓力和狀況。這有助于延長操作壽命并減少維修,從而降低成本。目前,電機制造商傾向于制造三相BLDC電機。原因在于BLDC電機不直接接觸換向器和電氣終端(有刷電機直接接觸),因而不僅可降低功耗增加扭矩,同時還可延長操作時間。遺憾的是,與有刷直流或交流電機相比,三相電機控制裝置更加復雜。此外,數字與模擬組件之間的關系變得非常重要。本文將簡要探討在三相BLDC電機應用中使用模擬組件和微控制器時應考慮的問題。同時還將重點介紹適合在直流電壓從12V到300V不等的電源下驅動微控制器的電源管理裝置及功率電平位移器。1 對BLDC電機的需求的來源近來,設計師更喜歡使用高效的BLDC???機。這種趨勢適用于眾多市場和各種應用。目前,許多應用能夠或已經使用BLDC電機替代過時的交流電機或機械泵技術。使用BLDC電機的重要優勢包括:●更高效(達 75%,交流電機僅為 40%)●更少的熱量●高耐久性(無刷型
在網格數據組織中使用概念
電子設計工程 (0)摘要:商業企業每天產生大量的網格數據,作為網頁信息交換的實際標準,*重要的挑戰之一是如何有效地進行數據搜索,數據搜索可以以鏈接的方式進行。一些研究人員已經研究出了演算法,以減少搜索過程中產生的無效信息。另一些研究人員引入了記錄法,可以進行相關元素的定位,無需搜索原始網格文檔,通過記錄的方式完成搜索過程。文中介紹的方法是基于正在被搜索的數據的概念,以及對網格數據庫的內容搜索及關鍵字搜索,使用概念搜索可以提高搜索效率。關鍵詞:網格;搜索;*佳化;演算;網頁描述語言WSDL半結構化數據在網頁中的**應用越來越普遍,商業企業每天生產及消費大量的數據。網格作為網頁上半結構化的數據具有相當復雜的內部結構,有時還被提取出來作為命令樹。在大多數的網格搜索語言中,網格查詢的結構以鏈接的形式出現,網格元素的價值被用作選擇謂詞的一部分。有效鏈接模式匹配是網格數據庫中網格搜索程序的關鍵。筆者概述了一種**方式,將數據的概念考慮進來進行網格搜索,介紹了在網格數據庫中進行關鍵詞搜索的一種有效的演算法。該方法的實質是,如果數據的概念是已知的,那么數據的概念可以用于搜索*佳化。首先定義一個數據模型,稱之為CRD—FS
設計應用
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基于單片機的紡紗斷線檢測控制裝置
21IC電子網 (0)0 引言紡紗機器在繞線過程中,判斷細線是否斷線是十分重要,因此紡紗斷線檢測裝置是根據實際需要應運而生的產品,它能對紡紗過程進行斷線檢測和監控。本文就根據實際需要設計了一多功能紡紗斷線檢測控制裝置,能夠自動檢測紗斷情況,并且在斷紗時,停止電機轉動,并進行報警,提醒工作人員,方便工作人員進行故障處理。該裝置能給紡紗工帶來無限的方便,免去了紡紗工一直觀察紗線狀態的麻煩,大大地為紡紗工減少了勞動強度,同時也提高了產品的質量,并且也給商家帶來更大的價值。同時該裝置不僅可以應用于紡紗機器,還可以用于生產類似紗線之類的某些生產廠家。1 系統功能基于紡紗斷線檢測裝置的功能要求,紡紗斷線檢測控制裝置的電路主要由以AT89C2051為核心的單片機*小系統、斷線檢測模塊、LED工作指示燈模塊、紡紗機器控制模塊、電源系統等電路組成。其具體工作情況如下:(1)上電后,工作LED 指示燈亮,當按下按鈕后,LED指示燈滅,同時紡紗機器開始工作。(2)紡紗機器工作5 s后,如果紗線出現異常情況,LED 工作指示燈開始閃爍,同時控制紡紗機器停止工作。(3)當紗線工作異常后,此時工作人員進行紗線檢修,當檢修完畢時,工作人
選擇*佳DC/DC變換器的要點及途徑
21IC電子網 (0)一、元器件的選擇1.DC-DC電源變換器的三個元器件1)開關: 無論哪一種DC/DC變換器主回路使用的元件只是電子開關、電感、電容。電子開關只有快速地開通、快速地關斷這兩種狀態。只有快速狀態轉換引起的損耗才小,目前使用的電子開關多是雙極型晶體管、功率場效應管,逐步普及的有IGBT管,還有各種特性較好的新式的大功率開關元件。2)電感: 電感是開關電源中常用的元件,由于它的電流,電壓相位不同,因此理論損耗為零。電感常為儲能元件,也常與電容公用在輸入濾波器和輸出濾波器上,用于平滑電流,也稱它為扼流圈。其特點是流過它上的電流有“很大的慣性”.換句話說,由于“磁通連續性”,電感上的電流必須是連續的,否則將會產生很大的電壓尖峰波。 電感為磁性元件,自然有磁飽和的問題,多數情況下,電感工作在線性區,此時電感值為一常數,不隨端電壓與流過的電流而變化。但是,在開關電源中有一個不可忽視的問題,就是電感的繞線所引起的兩個分布參數(或稱寄生參數)的現象。其一是繞線電阻,這是不可避免的;其二是分布式雜散電容,隨繞線工藝、材料而定。雜散電容在低頻時影響不大,隨頻率提高而漸顯出來,到一頻率以上時,電感也許變成電容的
設計應用
216開關電源原理與設計(連載五)反轉式串聯開關電源
21IC電子網 (0)
1-3.反轉式串聯開關電源1-3-1.反轉式串聯開關電源的工作原理圖1-7是另一種串聯式開關電源,一般稱為反轉式串聯開關電源。這種反轉式串聯開關電源與一般串聯式開關電源的區別是,這種反轉式串聯開關電源輸出的電壓是負電壓,正好與一般串聯式開關電源輸出的正電壓極性相反;并且由于儲能電感L只在開關K關斷時才向負載輸出電流,因此,在相同條件下,反轉式串聯開關電源輸出的電流比串聯式開關電源輸出的電流小一倍。在一般電路中大部分都是使用單極性電源,但在一些特殊場合,有時需要兩組電源,其中一組為負電源。因此,選用圖1-7所示的反轉式串聯開關電源作為負電源是很方便的。圖1-7中,Ui為輸入電源,K為控制開關,L為儲能電感,D為整流二極管,C為儲能濾波電容,R為負載電阻。當控制開關K接通的時候,輸入電源Ui開始對儲能電感L加電,流過儲能電感L的電流開始增加,同時電流在儲能電感中也要產生磁場;當控制開關K由接通轉為關斷的時候,儲能電感會產生反電動勢,使電流繼續流動,并通過整流二極管D進行整流,再經電容儲能濾波,然后向負載R提供電流輸出。控制開??K不斷地反復接通和關斷過程,在負載R上就可以得到一個負極性的電壓
基于多傳感器的多模型機動目標跟蹤算法設計
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本文選用當今*為流行、應用*廣泛的雷達和紅外作為傳感器,在紅外/雷達雙模導引頭的多傳感器平臺下展開研究,設計并仿真實現了更接近真實的**與民用環境的多模型機動目標跟蹤算法。仿真結果驗證了該算法跟蹤性能的有效性。0 引言隨著信息技術的快速發展和現代**及民用需求的不斷提高,對目標跟蹤的精度也相應地提出了更高的要求。在真實的目標跟蹤系統中,目標的狀態總是處在不斷變化中,當目標真實運動模型與算法模型不匹配時,跟蹤精度會明顯下降,此時采用多模型(MulTIpleModel,MM)機動目標跟蹤算法將會成為*佳選擇。然而,當今的多模型目標跟蹤方法大都停留在理論層面,對于多模型的實際應用價值及各模型的應用場合都需要做進一步的研究。本文選用當今*為流行、應用*廣泛的雷達和紅外作為傳感器,在紅外/雷達雙模導引頭平臺下開展對交互式多模型機動目標跟蹤算法的研究,并加入噪聲干擾,更接近真實的**與民用環境。首先搭建紅外/雷達雙模導引頭仿真平臺,進而設計基于多傳感器的多模型機動目標跟蹤算法,采用擴展卡爾曼濾波,*終實現算法的軟件仿真及跟蹤性能評估,驗證了所設計方法的有效性和實用性。1 多傳感器平臺搭建雷達和紅外
電容式觸摸屏原理及故障處理
21IC電子網 (0)電容式觸摸屏結構圖一、 電容式觸摸屏概念電容式觸摸屏技術是利用人體的電流感應進行工作的。電容式觸摸屏是一塊四層復合玻璃屏,玻璃屏的內表面和夾層各涂有一層ITO,*外層是一薄層矽土玻璃保護層,夾層ITO涂層作為工作面,四個角上引出四個電極 ,內層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環境。 當手指觸摸在金屬層上時,由于人體電場,用戶和觸摸屏表面形成以一個耦合電容,對于高頻電流 來說,電容是直接導體,于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。這個電流分從觸摸屏的四角上的電極中流出,并且流經這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比,控制器通過對這四個電流比例的**計算,得出觸摸點的位置。二、電容式觸摸屏工作原理電容屏要實現多點觸控,靠的就是增加互電容的電極,簡單地說,就是將屏幕分塊,在每一個區域里設置一組互電容模塊都是獨立工作,所以電容屏就可以獨立檢測到各區域的觸控情況,進行處理后,簡單地實現多點觸控。電容式觸摸屏原理電容技術觸摸屏CTP(Capacity Touch Panel)是利用人體的電流感應進行工作的。電容屏是一塊四層復合玻璃屏,玻璃屏的內表面和夾層各涂一層ITO(納米銦錫金屬氧化物),*外層是