基于MK6A11P單片機(jī)的寬電壓智能型爆閃燈的設(shè)計
變壓器T1初級儲存的能量由式(1)決定。
圖2電路中UH=UD+UZ,UZ為穩(wěn)壓管D3的穩(wěn)壓值,當(dāng)UH>UF時NE555輸出低電平,開關(guān)管關(guān)斷,因此式(2)成立。
可知變壓器初級電感儲存的能量取決于UF的大小,而UF的大小取決于K點(diǎn)的PWM信號的占空比,因此改變占空比可改變UF的大小,從而調(diào)節(jié)充電速率。
MK6A11P單片機(jī)發(fā)出30 kHz的同步脈沖,經(jīng)過C5加到2腳觸發(fā),使輸出為高電平,開關(guān)管Q1導(dǎo)通,變壓器初級的電流線性增加,D點(diǎn)的電壓也線性增加,當(dāng)UD>UF-UZ 時,NE555輸出為低電平,快速關(guān)斷開關(guān)管,變壓器初級儲存的能量通過次級釋放到高壓電容,電容被充電。由于同步脈沖是單片機(jī)發(fā)出的,因此工作頻率穩(wěn)定,可減少諧波。
1.4 充電速率的智能控制原理
圖3為2次爆閃模式下工作時,正常、過慢、過快充電情況下的充電曲線。理想的充電速率是,當(dāng)電壓剛達(dá)到設(shè)定值時,頻閃管被觸發(fā),高壓電容的電壓被放電。由圖3可知充電過慢達(dá)不到設(shè)定值,影響爆閃亮度,過陜產(chǎn)生過充電壓,增加開關(guān)管、變壓器、高壓電容的負(fù)擔(dān),在3次或4次爆閃模式下工作時更為嚴(yán)重。
表l是電容C1為100μF時充電電壓與儲存能量的關(guān)系表。當(dāng)正常工作時一次放電電壓為350 V,二次放電電壓為200 V,而過快時一次放電電壓為350 V,而二次放電電壓為240 V,過充電壓為40 V,則電壓改變量為20%,而能量改變量可達(dá)44%,這是因?yàn)殡娙葜袃Υ娴哪芰颗c充電電壓成平方關(guān)系。
工作時MK6A11P單片機(jī)檢測圖7中E點(diǎn)的電壓,當(dāng)電壓過早達(dá)到設(shè)定值時,K點(diǎn)的PWM信號占空比減少,從而UF降低,減少充電速率,反之亦然。
圖4為升壓電路工作時B,D,F(xiàn),G點(diǎn)的波形,每次被觸發(fā)后延遲5~6μs后G點(diǎn)為高電平,可知同步效果和開關(guān)波形良好,能量控制點(diǎn)(F點(diǎn))的電壓紋波很小。
圖5為3次爆閃模式工作時,實(shí)測的工作波形,可見高壓剛達(dá)到設(shè)定值后,被觸發(fā)脈沖觸發(fā)放電,不發(fā)生過慢、過快充電現(xiàn)象。
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