船舶防腐開關電源的研究.pdf

1、船舶腐蝕會導致嚴重的海洋污染，影響船舶使用性能，帶來高額的維修費用。外加電流陰極保護是一種經濟、有效的防腐方法。隨著現代電力電子技術和微處理器技術的高速發(fā)展，并在船舶電源領域中的廣泛應用，智能型船舶防腐電源的研究成為熱點。
　　論文詳細闡述了開關電源的理論基礎及關鍵技術，較為深入地研究了AC/DC、CV/CC的拓撲結構與控制方法，并針對上海電氣集團由船舶電源的特點分析所提出的要求設計數控型恒流開關電源產品。系統硬件分為AC/DC、

2、CV/CC、通信監(jiān)控模塊三部分，軟件包括上位機、下位機控制程序兩部分。
　　硬件電路中AC/DC模塊將220V AC轉換成24V DC，采用了單端反激式電路以及PWM脈寬調制方法。AC/DC包括輸入整流電路、RCD箝位電路、EMI濾波電路、變壓器、輸出濾波電路、控制電路、電壓反饋電路以及過壓、過流、過熱保護電路。CV/CC模塊將恒壓轉換成最大值為2000mA恒流輸出。CV/CC模塊由1.25V高精度電壓源作為1024點可編程電阻網

3、絡的基準電源，采用運算放大器對電阻網絡輸出構成跟隨器減小前級干擾，單片機 C8051F340通過 I2C控制可編程電阻網絡來調節(jié)恒流模塊的輸出電流。通信監(jiān)控模塊為了實現電平匹配，設計了電平轉換電路，支持 TTL/CMOS電平與RS232電平的雙向轉換，與上位機進行通信。
　　控制軟件中的下位機程序是基于C語言在keil編譯環(huán)境中進行調試。程序采用模塊化設計，包括系統初始化模塊，I2C通信模塊，串口UART0監(jiān)測模塊，并利用這些模塊

4、設置輸出電流與反饋電流、電壓。上位機程序是基于C++語言在Qt編譯環(huán)境中進行調試，設計包括人機交互界面，串口設置、串口通信等功能模塊，并利用這些功能模塊設置下位機電流，讀取下位機輸出電流和電壓。為了有效地通信，在上位機與下位機的控制程序中定義相同的通信協議和數據幀格式，并構建與解析數據幀。
　　在設計完成后，利用Altium Designer09繪制電路原理圖與PCB圖。元器件焊接與程序燒錄后，搭建測試平臺對系統進行調試和性能測試