CAWS600B氣象站電源控制系統(tǒng)應(yīng)用解析
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(3)充電及穩(wěn)壓輸出電路
單片機PIC16C711-041／P模塊為帶模／數(shù)轉(zhuǎn)換器的8位微控制器。當(dāng)輸于電壓在其門限值附近時，CMOS輸入緩沖器將吸收電流，根據(jù)這個原理，蓄電池電壓經(jīng)通過電位調(diào)制器W1調(diào)控，到達單片機模塊的第18腳，這時可以將其看作為控制電路充電的門限電壓，當(dāng)此時電壓不大于2．2 V時，CMOS輸入緩沖器將啟動單片機內(nèi)部程序?qū)﹄姵剡M行充電，直到電池電壓升至3．8 V左右，此時充電電路關(guān)閉充電過程結(jié)束。同
理，當(dāng)電池電壓大于或等于3．8 V時，電池放電，則此時電壓慢慢減小，直至2．2 V時，放電過程結(jié)束，此時充電電路則重新啟動對電池進行充電。整個充電電路主要由如圖1右下角的三極管Q2、場效應(yīng)管Q4(原理同Q5，Q6)和可調(diào)節(jié)3端正電壓穩(wěn)壓器U3，R20組成?？烧{(diào)節(jié)3端正電壓穩(wěn)壓器U3(LM317)是輸出電壓可調(diào)的集成穩(wěn)壓器件。穩(wěn)壓電源的輸出電壓可用下式計算：Vo=1．25(1+R2／R1)。僅僅從公式本身看，R1，R2的電阻值可以隨意設(shè)定，然而作為穩(wěn)壓電源的輸出電壓計算公式，R1和R2的阻值是不能隨意設(shè)定的，首先LM317穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是1．25～37 V(高輸出電壓的LM317穩(wěn)壓塊如LM317HVA、LM317HVK等，其輸出電壓變化范圍是1．25～45 V)，所以R2／R1的比值范圍只能是0～28．6。所以該電路組成恒流源電路，以恒定電流給電池充電，目的是延長電池的使用壽命，保持儀器運行的穩(wěn)定性。
(4)供電檢測系統(tǒng)電路。通過單片機PIC16C711-041／P工作原理，單片機第1腳可以通過電阻R15過來的信號檢測A點是否有電壓，若有電壓，通過模塊內(nèi)部的調(diào)節(jié)作用在第9腳輸出4．8 V直流電壓，經(jīng)過圖1右上角的兩個電阻R21，R22分壓，使三極管Q5導(dǎo)通，此時場效應(yīng)管Q6源極電壓Vs為A點直流電壓22 V，經(jīng)3個電阻R23，R24，R25分壓產(chǎn)生9．8 VDC柵極電壓Vg。綜上所述，此時柵極電壓Vg為9．8 VDC，場效應(yīng)管Q6源極電壓Vs為22 VDC，可以得出兩級電壓差Vgs為-12．2 VDC，則絕對電壓值遠大于P溝道MOS場效應(yīng)管RF9530開啟電壓V1，所以場效應(yīng)管Q6處于導(dǎo)通狀態(tài)，且內(nèi)阻極小遠遠趨近于零，此時場效應(yīng)管Q6漏極電壓應(yīng)為22 VDC，經(jīng)三端穩(wěn)壓器U7(7812)穩(wěn)壓和濾波電容C10(濾除噪聲使輸出更加平穩(wěn)；提供儲備電流，當(dāng)需要突發(fā)大電流時可以彌補不足)濾波后輸出12 V直流電壓。當(dāng)單片機PIC16C711-041／P模塊1腳接受不到A點的電壓時，此時三極管Q5處于截止?fàn)顟B(tài)，而此時場效應(yīng)管Q6柵極電壓Vg與源極電壓Vs想同，都為22 VDC，則兩級電壓Vgs為0，不滿足場效應(yīng)管導(dǎo)通條件所以處于截止?fàn)顟B(tài)，此電路無電流通過對系統(tǒng)不供電。與此同時在單片機PIC16C711-041／P第7腳輸出4．8 V直流電壓，使三極管Q1、場效應(yīng)管Q3導(dǎo)通(工作原理同Q5、Q6)，蓄電池輸出直流電壓經(jīng)E點通過場效應(yīng)管Q3、二極管D8提供12 V直流輸出電壓。輸出的12 V直流電壓經(jīng)三端穩(wěn)壓集成器U4(7805)穩(wěn)壓、濾波電容C8濾波后輸出提供5 V直流電壓。此時系統(tǒng)通過發(fā)光二極管顯示12 V直流輸出電壓是否正常，正常則亮。
需要注意的是整個電源系統(tǒng)的輸出都是經(jīng)過右端的12 VDC輸出，右端的所標(biāo)5 V輸出功能閑置，系統(tǒng)沒有使用。
2 常見故障分析與處理
常見故障分析可從交流輸入部分、智能控制系統(tǒng)電路故障、充電及直流輸出電路三部分著手：
(1)交流輸入部分故障，此部分故障排除比較簡單，首先用萬用表測量變壓器T1輸入端的交流220 V電壓是否正常，然后再測量T1輸出端是否正常，有時由于變壓器故障容易出現(xiàn)電壓衰減現(xiàn)象。接著可測量電源板交流輸入端電壓是否為18 V交流電，再測量A點直流電壓是否為22 V，通過以上幾點測量就可判斷出故障部件。
(2)智能控制系統(tǒng)電路故障。這部分電路出現(xiàn)故障一般有兩種情況：單片機PIC16C711-041／P損壞或因供電故障不能工作，這種故障現(xiàn)象一般表現(xiàn)在電源系統(tǒng)無12 V直流電輸出，不能給電池充電，造成采集器不能采集數(shù)據(jù)。依次測量單片機第4、14腳是否有5 V直流電壓，B點是否有11 V左右直流電壓，然后分兩路一直測試到A、E點即可查出故障原因。曾經(jīng)有一站點，雷電后采集器工作異常，經(jīng)現(xiàn)場測量單片機第4腳電壓為4．8 VDC，B點電壓為零，此時可確定是單片機芯片損壞造成的，更換單片機芯片后采集器恢復(fù)正常工作。
(3)充電及直流輸出電路故障。由原理圖可知，充放電電路包括3部分電路，此三部分電路主要部分是完全相同的，原理一樣?？梢砸越涣?20 V供電電路為例，首先確定單片機第9腳電壓是否為4．8 VDC，然后再量取場效應(yīng)管Q6源極的源級電壓Vs是否為直流22 V，柵極電壓Vg是否為9．8 VDC，漏極電壓是否應(yīng)為22 VDC，否則場效應(yīng)管Q6損壞，如果場效應(yīng)管Q6柵極電壓Vg與源極電壓Vs基本相同，則三極管Q5不通，則可以判定三極管Q5損壞或相關(guān)電阻故障，如果場效應(yīng)管Q6柵極電壓Vg沒有電壓示值，則可以判斷電阻R25故障。三端穩(wěn)壓集成電器U7和濾波電容的故障直接通過測量其端腳電壓即可判斷。
3 結(jié)語
通過研究了解電路系統(tǒng)內(nèi)部的工作原理可以很好地進行維護維修工作，當(dāng)面對一些突發(fā)故障時能少走彎路，節(jié)約時間和成本。所以，當(dāng)面對一些新生產(chǎn)品時，了解和掌握其內(nèi)部的工作原理和運行機制，對未來的維護保障工作具有深遠的意義。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/176078.htm
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