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臭氧发生器供电电源硬件设计

电源系统硬件设计

　　在臭氧发生器供电电源的设★计中，由＠于可控硅SCR在三相整流时产生的换流压降对输出电压平均值和电压波形都会产生严重影响。因此，在电源主回路∞的设计中采用大功率二♀极管整流取代SCR整流，使得整流电路输出的电压脉动很小，从而提高电源的稳定性和效率。

　　由于电源整流部分采用◥不可控的二极管进♀行整流，输出电压的调节就不能通♀过整流部分进行控制。因此，电源输出电压和频率的调节就只能通过逆变部分进行调节Ψ，即通过对逆变触发脉冲≡的占空比和频率的控制从而达到对电源输出电压和频率的调节，以满足㊣设计要求。下面重点讨论如何进行占空比调【节、频率调节和》软启动时间调节。

 1 占空比调节单元

　　图l为占空比调节电路。该电路是将调节器输「出的电压信号作为压控振※荡器№VCO（Voltage Controlled Oscillator）的输入信号，此信号是一个在0～5 V之间变化的」直流电压信号，即INPUT信号，由于VCO是一个电流控制振荡⊙器，对定时电容C1的充电电流与从引脚9输入的控制电压成正比，使VCO的振荡频ω率正比于该控制电压。当VCO控制电』压为0 V时，其输出频率zui低；当输入控制电压等于电源电压VDD时，输出频率则线性增大到zui高输出★频率。VCO振荡频率的范围由R1、R2和C1决定。VCO振荡频率由CD4046的引脚4直接输出到CPLD处理单元，CPLD内部通过对该脉冲信号的计数◆来控制逆变〓触发脉冲的宽度，来调节触发脉冲的占空比。

　　1．2软启动时间的调节单元

　　图2为软启动时间调节电路。该电路单元是将调节器输出信≡号作为电压比较器LM339的输入信号，此信号是一个在0～5 V之间变化的直流电压信号（即INPUT信号）。按照设计要▲求，LM339的引脚6给定电压为1 V，当INPUT信号的电压大于l V时，LM339的引脚l通过上拉电阻输出一个高电平作为启动█信号送入CPLD。在CPLD内部通过调节外部的拨段开关控制比较器的输出，从而控制软启动的时间。

　　1．3频率调节单△元

　　图3为频率调节电路。通过调节CD4046外接电位器POTll，控制VCO输出脉冲的频率，根据设计要求，该电ξ　路将输出一个变化范围在1～6 kHz之间的脉冲信号PLS，将该信号作为CPLD的输入信号。在CPLD内部通过计数延【时和占空比设计要求，zui终◆输出一个频率在400～3 000 Hz之间符合占空比要求的逆变触发信号，并可通过POT11调节该信号的频率。

　　2 系统软件设计

　　该系统软件设计是根据系︼统功能要求而设计的，基于EPM7128的软件程序设计分为：输出脉冲占空比调节、频率调节、软√启动时间调节和过压过流报警。开发系统√使用VHDL语言进行模块化编程，这样可以提高程序的移植性，缩短开发周期，降低开▃发成本。而且易于维护系统软件，提高可靠性。图4是输出的两路PWM脉冲仿真■波形，其中GCLK是∞一个基准时钟源，CLKl和CLK2分别是经VCO转换的频率调节和占空比调节信号，SET和SOFT分别是2个外接的4位占空比调节和软启动调节拨段开关。

　　3 结束语

　　介绍了基于CPLD的臭氧发生器电源控制系统的软硬件设计。数字电路在电源控制系统的应用使得该系统的可靠性增强、功能更加∏完善，该控制系统只需调节外接的2个拨段开关就可实现对输出脉冲的占空比调节和对软启动时间的控制，从而使电源控制更方便和灵活。通过调试工︽业现场，该控制系统能*对中频臭氧电源的控制，而且具有抗干扰能力强、稳定〓性好等优点，具有广泛的应用前景。

资料整理：青岛维斯特电子净化设备有限公司 赵德平