专利名称：基于单片机脉冲宽度调制的隔离电压调节电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于单片机脉冲宽度调制的隔离电压调节电路，由单片机发出占空比变化的PWM(脉冲宽度调制)电压信号，再利用滤波技术得到变化的直流电压来控制晶闸管导通角。属于晶闸管触发控制技术领域。
背景技术：
在晶闸管导通控制方法中，采用给晶闸管触发电路一个变化的直流电压去改变晶闸管的触发角的方法是经常用到的。晶闸管触发电路对晶闸管的触发是经过高频脉冲变压器隔离的，这样，使控制晶闸管触发角的弱电部分的电子线路与晶闸管所处的高压强电部分实现了电气隔离，保证了控制系统的安全。
单片机控制晶闸管触发角变化时，也常常采用单片机的PWM功能经过RC滤波得到变化的直流电压改变晶闸管触发角的方法。
典型的电路就是单片机发出的PWM信号首先进入电阻的一端，电阻的另一端连接电容的一端，而电容的另一端接电路的公共地。这样，在电阻与电容连接端得到滤波后的直流电压。当单片机的PWM信号的占空比变化，就得到了滤波后的变化的直流电压。
对于恒流模块晶闸管的触发控制并不经过脉冲隔离变压器，而是加一个可变直流电压控制恒流模块晶闸管流过的电流大小，这种情况下，可变直流电压与高压强电的主电路有直接联系。主电路在工作过程中，既有强烈的电磁干扰，也有电压的波动。
但是，要单片机保持工作正常，不仅要保证单片机不受高压强电的损伤，而且也要保证单片机供电电压的稳定性。因此，单片机发出PWM波形得到变化直流电压的电路需要重新设计。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种基于单片机脉冲宽度调制的隔离电压调节电路，能使晶闸管工作时的高压强电不对单片机工作产生影响，保证系统的安全和稳定。
为实现这样的目的，本发明的技术方案中，对单片机发出的PWM波形经过光耦隔离后再进行滤波，从而得到与单片机系统隔离的变化的直流电压，再用这个变化的直流电压对恒流晶闸管进行控制，由此保证单片机工作的稳定性。
本发明的基于单片机PWM的隔离电压调节电路包括为实现隔离而采用的光耦，提供光耦原边电源VCC，提供原边驱动电流的驱动三极管Q1，隔离光耦O1，与原边电源VCC隔离的副边电源VB，滤波电路RC。单片机发出的PWM波形使光耦的原边有电流流过，在光耦的副边产生PWM波形，经过滤波电路，得到随单片机PWM波形占空比变化而变化的直流电压。
本发明基于单片机PWM的隔离电压调节电路的具体结构如下单片机的电源经过电阻加到隔离光耦的发光二极管的阳极，光耦的发光二极管阴极接基极由单片机驱动的三极管的集电极，光耦副边的集电极经过电阻接恒流模块晶闸管驱动电源，光耦副边的发射极首先通过电阻接地，其次经过电阻接到电容上，而电容的另一端接地。在电阻、电容连接点输出随单片机输出PWM波形占空比变化的直流电压。
当单片机驱动三极管的基极，三极管的集电极使隔离光耦原边产生电流，从而使隔离光耦副边导通，接隔离光耦集电极的电阻与经过隔离光耦发射极接地的电阻对恒流模块晶闸管电源电压分压，在隔离光耦的发射极得到按照电阻分压后的电压值；单片机无驱动信号时，隔离光耦的发射极也没有电压输出。单片机发出PWM信号，隔离光耦的发射极就得到PWM电压波形，再经过RC滤波电路，得到对应PWM占空比的直流电压，这个直流电压控制恒流模块晶闸管工作在预期的状态。
本发明结构简单，实现了单片机隔离控制恒流模块晶闸管工作状态的功能，避免了高压强电和电压波动对单片机工作造成干扰，保证了整个系统工作的稳定性。
图1为本发明基于单片机PWM的隔离电压调节电路原理图。
图1中，O1为隔离光耦，R1为隔离光耦原边的限流电阻，Q1为光耦驱动三极管，R2为三极管基极电阻，R3、R4为分压电阻，电阻R5、电容C1组成滤波电路。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。
本发明设计的基于单片机PWM的隔离电压调节电路原理图如图1所示，单片机的电源VCC经过限流电阻R1加到隔离光耦O1的发光二极管的阳极，隔离光耦的发光二极管阴极接光耦驱动三极管Q1的集电极，单片机的PWM波形输出接光耦驱动三极管Q1的基极电阻R2，光耦驱动三极管Q1的发射极接单片机电源地GND；隔离光耦O1副边的集电极经过电阻R3接恒流模块晶闸管驱动电源VB，光耦副边的发射极通过电阻R4接地GND1，同时又经过电阻R5接到电容C1上，而电容C1的另一端接地GND1。在电阻R5、电容C1连接点处输出随单片机PWM波形占空比变化而变化的直流电压。
当单片机PWM波形通过电阻R2对光耦驱动三极管Q1的基极注入电流时，光耦驱动三极管Q1的集电极使隔离光耦O1原边产生电流，从而使隔离光耦O1副边导通，连接隔离光耦集电极的电阻R3与经过隔离光耦发射极接地的电阻R4对恒流模块晶闸管电源电压分压，在隔离光耦O1的发射极得到按照电阻R3、R4分压后R4上的电压值；而当单片机无PWM驱动信号时，隔离光耦O1的发射极处的电压为零。这样，单片机发出PWM信号，隔离光耦O1的发射极就得到PWM电压波形，再经过由电阻R5、电容C1组成的RC滤波电路，就得到对应PWM占空比的直流电压，这个直流电压控制恒流模块晶闸管工作在预期的状态，实现了单片机的隔离电压调节电路。
在本发明的一个实施例中，采用如图1所示的电路图。
其中隔离光耦O1为TLP521-1，Q1为9013/30V/500mA，R2＝10k/0.25W，R1＝820/0.25W，R3＝2K/0.25W，R4＝1k/0.25W，R5＝100k/0.25W，C1＝0.1Uf，VB＝12V，VCC＝5V。
权利要求
1.一种基于单片机脉冲宽度调制的隔离电压调节电路，其特征在于单片机的电源(VCC)经过限流电阻(R1)加到隔离光耦(O1)的发光二极管的阳极，隔离光耦的发光二极管阴极接光耦驱动三极管(Q1)的集电极，单片机的脉冲宽度调制波形输出接光耦驱动三极管(Q1)的基极电阻(R2)，光耦驱动三极管(Q1)的发射极接单片机电源地(GND)；隔离光耦(O1)副边的集电极经分压电阻(R3)接恒流模块晶闸管驱动电源(VB)，光耦副边的发射极经另一个分压电阻(R4)接地(GND1)，同时又经滤波电路中的电阻(R5)接到电容(C1)上，而电容(C1)的另一端接地(GND1)，在滤波电路中的电阻(R5)、电容(C1)连接点处输出随单片机脉冲宽度调制波形占空比变化而变化的直流电压。
全文摘要
一种基于单片机脉冲宽度调制的隔离电压调节电路，单片机电源经限流电阻加到隔离光耦的发光二极管的阳极，隔离光耦的发光二极管阴极接光耦驱动三极管的集电极，单片机的脉冲宽度调制波形输出接光耦驱动三极管的基极电阻，光耦驱动三极管的发射极接单片机电源地，隔离光耦副边的集电极经分压电阻接恒流模块晶闸管驱动电源，光耦副边的发射极连接滤波电路后输出。本发明对单片机发出的脉冲宽度调制波形经过光耦隔离后再进行滤波，从而得到与单片机系统隔离的变化的直流电压，再用这个变化的直流电压对恒流晶闸管进行控制，由此保证单片机工作的稳定性。
文档编号H02M1/06GK1658483SQ20051002428
公开日2005年8月24日 申请日期2005年3月10日 优先权日2005年3月10日
发明者常越, 邹勇波, 张蕾, 刘金龙 申请人:上海交通大学