本文關(guān)鍵詞：激光電源的控制子系統(tǒng)研制

  更多相關(guān)文章： 激光電源控制子系統(tǒng) CAN通信 電流源 溫控 AVR

【摘要】：近年來,社會對電源控制系統(tǒng)的要求越來越高,傳統(tǒng)的電源控制系統(tǒng)由于數(shù)字化程度不高、速度不夠快、精度和可靠性低等缺點,使其逐漸滿足不了人們的需求。隨著電力電子技術(shù)、功率器件和數(shù)字芯片的發(fā)展,嵌入式設(shè)備電源控制系統(tǒng)逐漸進入人們的視野。同傳統(tǒng)的電源系統(tǒng)相比,嵌入式設(shè)備電源系統(tǒng)具有速度快、可靠性強、通訊實時性好以及故障診斷處理等優(yōu)點。因此,在科研和生產(chǎn)中,嵌入式設(shè)備電源控制系統(tǒng)有很好的應(yīng)用前景�；诖�,本文基于嵌入式設(shè)備設(shè)計了一種激光電源控制子系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中,采用AVR單片機作為主控制芯片,并設(shè)計了多路測量信號調(diào)理電路、模擬信號和數(shù)字信號的隔離和驅(qū)動電路、通訊單元、脈沖調(diào)制成形單元等電路。此系統(tǒng)可用于發(fā)送控制命令和配置參數(shù),通過采集電源的電壓、電流和溫度等參數(shù)來實現(xiàn)對電源運行狀態(tài)的實時監(jiān)控,保證電源的正常運行,實現(xiàn)激光器按預(yù)設(shè)流程一鍵出光,并通過采集的數(shù)據(jù)對電源工作狀態(tài)進行故障診斷,及時發(fā)現(xiàn)故障和報警,實現(xiàn)電源的抗浪涌擊穿、斷電保護和過流保護等多種功能,避免生產(chǎn)事故的發(fā)生,從而節(jié)約大量的人力和事故支出。本設(shè)計以ATMEL公司的MCU芯片ATxmega128A1為核心控制器,設(shè)計了激光電源控制子系統(tǒng)的硬件電路,主要包括CAN通信硬件設(shè)計電路、電流源設(shè)計電路、溫控系統(tǒng)保護電路和過流保護電路,采用負反饋原理和閉環(huán)控制思想分別實現(xiàn)對驅(qū)動電流和溫度的控制。在硬件電路的基礎(chǔ)上,使用ATMEL公司的AVR studio配合C高級語言的軟件開發(fā)平臺完成了軟件設(shè)計,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、故障診斷以及控制脈沖信號產(chǎn)生等功能。本論文給出整體結(jié)構(gòu),該系統(tǒng)在實驗室和工業(yè)現(xiàn)場上進行了調(diào)試,滿足激光器電源的控制需求。測試結(jié)果表明,該系統(tǒng)可實現(xiàn)報文的發(fā)送、接收、故障診斷處理等功能,可靠性強,通訊實時性好。該系統(tǒng)能夠控制激光器電源輸出占空比20%及以上的0.5～6A范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的穩(wěn)定的電流,能使激光驅(qū)動電路一小時內(nèi)電流偏差率控制在0.02%,溫度控制偏差控制在±0.005°。另外,電氣隔離電路的設(shè)計,進一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力;同時,軟件設(shè)計部分采用自頂向下的模塊化設(shè)計方法,增強系統(tǒng)的可移植性。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP273;TN24

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曾博;李剛;韓帥;鄧志軍;姚興茂;;一種抑制直流大電流源紋波的新型方法[J];中國測試;2016年02期

2 張文杰;王坤;;淺談CAN通信的硬件抗干擾設(shè)計[J];科技信息;2012年23期

3 韓鑫;鮑可進;;CAN總線網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議棧開發(fā)測試[J];計算機工程;2011年15期

4 張濤;;線性光耦器件IL300-F-X009原理及其應(yīng)用[J];山西電子技術(shù);2011年02期

5 孫書鷹;陳志佳;寇超;;新一代嵌入式微處理器STM32F103開發(fā)與應(yīng)用[J];微計算機應(yīng)用;2010年12期

6 胡黎明;李再金;秦莉;楊曄;王燁;劉云;王冰冰;王立軍;;大功率無鋁量子阱半導(dǎo)體激光陣列特性[J];中國激光;2010年02期

7 胡瀅濱;葉玉堂;吳云峰;葉林;;基于單片機的半導(dǎo)體激光器恒流源設(shè)計[J];實驗科學(xué)與技術(shù);2008年01期

8 張臘明;佟宇;;狀態(tài)機技術(shù)在數(shù)據(jù)通訊協(xié)議棧中的編程應(yīng)用[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2008年03期

9 龍燕;任青毅;曹科峰;;一種半導(dǎo)體激光器的精密溫度控制電路[J];信息與電子工程;2007年02期

10 陶秋紅;張偉龍;;CAN總線技術(shù)及發(fā)展[J];商場現(xiàn)代化;2007年09期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張興;PWM整流器及其控制策略的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2003年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王曉艷;12位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計[D];西北大學(xué);2007年

，

本文編號：1273513