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小试验:用PIC12F683设计、制作一个多功能的电源控制器(稳压,充电,放电)

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发表于 2017-11-11 10:23:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 chensibo 于 2017-11-11 11:32 编辑

PIC12F683是一款只有8个脚的单片机,由于管脚少为了及时显示工作时的电压、电流以及开机时的人机对话,就给它配了个具有IIC通讯端口的JLX1602A显示LCD模块,用IIC通讯只要用到2个脚传输数据,适合于脚比较少的单片机。具体的8个脚的使用方案如下:
第1脚:电源正极
第2脚:GP5作为IIC通讯的SCL脚。
第3脚:GP4作为电压检测的A/D输入,以及开机设置时的参数输入。
第4脚:GP3按规定只能用作输入脚,所以就作为“确认”按键输入使用。
第5脚:GP2作为CCP模块的PWM输出脚,控制MOS管来调压、调电流。
第6脚:GP1作为电流检测的A/D输入脚。
第7脚:GP0作为IIC通讯的SDA脚。
第8脚:电源负极。
.
***********************************************************
本次试验制作的多用途电源控制器的功能主要有3个:
1)作为稳压电源(稳压优先、限制最大电流)。电压范围可以从1—95V,电流最大限定为4.5A。
2)作为充电器(恒流充电优先、限制最高电压,以及最小的关机电流和延时关机定时),电压范围也是1—95V,最大电流4.5A,延时关机定时时间为0—240分钟。
3)作为放电器(恒流放电优先、限制最低的放电电压)。电压范围1—95V,恒流电流最大为4.5A。
(以上的电压和电流范围理论上可以从0-100V和0-5A,但实际上要差一点到不了两头,所以就取以上的数值)
.
因此,根据上述的功能和要求来制作,要用到的该单片机的基本功能有:定时器TMR1、TMR2和CCP模块的PWM,A/D转换,IIC通讯,EEPROM的读写,等等。
.
在本贴中较详细介绍的内容,即是本制作中自觉得有特色的一个有用的功能,就是输入时的人机对话采用一个“确认”按键和一个电位器来搞定,以询问的方式左右旋转电位来选择“yes”或“No”,然后按“确认”即可选择以上的3种工作模式:稳压、充电或放电。电压、电流和时间输入的人机对话,也是使用电位器,通过单片机的模数转换为具体的数字来存储,作为工作时的比较基准。为了让大家明白输入原理,下面上几个视频作为解析。

视频1:左右旋转电位器时“yes”和“no”的选择






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发表于 2017-11-11 10:38:31 | 显示全部楼层
视频2:电压设定




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发表于 2017-11-11 10:40:41 | 显示全部楼层
视频3:电流设定


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发表于 2017-11-11 10:41:31 | 显示全部楼层
视频4:延时时间的设定


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发表于 2017-11-11 10:42:21 | 显示全部楼层
该电源控制器调压、调流的原理为:由单片机闭环控制的PWM输出信号,控制MOS管的导通角,使得当输出的电压或电流超出开机设定的电压、电流时,就及时地减少MOS管的导通角,否则就加大导通角。下面一个视频显示当输出电流增大时,单片机为了稳压,单片机加大导通角的PWM波形的变化情况。


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发表于 2017-11-11 10:43:42 | 显示全部楼层
下面是详细介绍工作在稳压时的PWM的工作原理:
图E20V-01:
一。设置稳压电压为20.06V

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发表于 2017-11-11 10:44:42 | 显示全部楼层
图E20V-02::设置的电流限制最大为1A

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发表于 2017-11-11 10:45:29 | 显示全部楼层
图E20V-03::该图为挂上负载(220V100W灯泡)后实际的工作电压和电流,电压20.1V电流0.15A在1A的最大限定内。假如工作电压超过1A,则电压将降下来不会稳压在20V左右,以保证电流能稳定不超过1A的最大限定内。

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发表于 2017-11-11 10:46:15 | 显示全部楼层
图E20V-04W:该图为当工作电压为20.1V电流为0.15A时的PWM波形。

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发表于 2017-11-11 10:47:17 | 显示全部楼层
图E36V-01:
二。设置稳压36.08V的图

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