一种用于汽车电磁阀质量测试电源的设计

文章摘要： 具体控制占空比过程如下：单片机进入外部中断之后，将P2．3置高电平，延时一段时间t，再将P2．3置低电平。这样P2．3口就输出占空比q％=t／T的矩形波，通过改变延时t就能改变占空比，延时函数如下：单片机晶振为12 MHz时，此函数延时8c μs，假设AD9851输出频率为f的方波送给INT0，例如需要产生占空比为q％的矩形波，则满足如下关系： 因此延时时间t=delay(1 250q／f)时，即可由P2．3口输出频率为f，占空比为q％的矩形波。需要注意的是，如果频率很高，T很小，因为延时函数t延时8μs整数倍，所以占空比控制精度将会无法保证，频率越高，精度越低。由于

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  具体控制占空比过程如下：单片机进入外部中断之后，将P2．3置高电平，延时一段时间t，再将P2．3置低电平。这样P2．3口就输出占空比q％=t／T的矩形波，通过改变延时t就能改变占空比，延时函数如下：

　　单片机晶振为12 MHz时，此函数延时8c μs，假设AD9851输出频率为f的方波送给INT0，例如需要产生占空比为q％的矩形波，则满足如下关系：

    因此延时时间t=delay(1 250q／f)时，即可由P2．3口输出频率为f，占空比为q％的矩形波。需要注意的是，如果频率很高，T很小，因为延时函数t延时8μs整数倍，所以占空比控制精度将会无法保证，频率越高，精度越低。由于本设计低频率段在0～200 Hz范围内，AD9851送给外部中断引脚的方波周期比较大，因此采用上述方法可以比较精确地控制q在O～100内变化，输出比较理想的频率占空比独立可调的低频PWM信号。

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      2．2 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。

   

      3 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。

　　4 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。

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