Z8マイクロコントローラーのパワーレギュレーター

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マイクロコントローラー Z8 の電源レギュレーター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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負荷または「調光器」の電力コントローラ (PM) は、軽負荷に供給される電力をさまざまな所定のレベルに自動的に変更します。上位レベルと下位レベルの値、およびそれらの間の遷移時間はユーザーによって設定されます。 RM を使用すると、部屋やホールの快適なレベルの照明を設定できるだけでなく、一定時間スムーズにスイッチをオンにすることができ、白熱灯の耐用年数を延ばすこともできます。

ボタンと 5 桁のインジケーターを使用してデバイスを制御します。 PM は手動モードと自動モードの両方で動作できます。前者の場合、ランプの必要な明るさが選択され、ランプに供給される電力が 0% ずつ増加または減少します。後者の場合、レギュレータは、設定された時間の間、所定の間隔で出力電力を自動的に滑らかに変更します。電力レベルの境界値は 99 ～ 5% の範囲で選択されます (4% 刻み、最後は 0%)。それらの間の遷移時間間隔は 60 ～ 5 秒以内です (XNUMX 秒刻み)。

RM は、光だけでなく、他のアクティブなネットワーク負荷 (たとえば、はんだごてなどを含むさまざまなタイプのヒーター) にもサービスを提供するために使用できます。

デバイスの主な技術的特性: 供給電圧 -220 V ±20%。消費電流 - 60 mA以下; 周囲温度範囲 - 0 ～ +60°С。

負荷電流の最大値とスイッチング電力の制限値は、使用するトライアックとそのヒートシンクによって決まります。

RM の基礎は 5 つのマイクロコントローラーです。そのうちの 7 つ (ペアのメインまたはリーダー) は、「Radio」第 XNUMX 号で説明されている修正された PU ボード (図 XNUMX) 上にあります。

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SPIシリアルインターフェースを介してスレーブデバイスを接続するための接点X2（X1P）の列があり、レギュレータ内のその機能はフロントパネルボードによって実行されます（図6）。これには、前述の設計で使用されているものと同様の周波数設定回路を備えた DD1 ペアの 1 番目 (スレーブ) マイクロコントローラ、1 桁のインジケータ HG4、ボタン SB1 ～ SBXNUMX、および不揮発性メモリチップ DSXNUMX が含まれています。。インジケーターとボタンの存在により動作モードの選択が簡単になり、デバイスの電源がオフになった後も不揮発性メモリに選択されたモードが保存されます。

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このペアのメインマイクロコントローラーは、ボタンと不揮発性メモリユニットに機能し、デバイスの電源スイッチング回路の制御信号を生成し、インジケータープロセッサーの情報コードも生成します。 XNUMX 番目のマイクロコントローラーは最初のマイクロコントローラーと同期して動作し、その情報コードをデジタルインジケーターを動的に制御するためのインパルスに変換することのみを担当します。

PM マイクロコントローラーは強力なトランスレス電源 PU によって電力を供給されます。この電源では、コンデンサ C3 の静電容量が 1 μF に増加し、抵抗 R1 の抵抗が 24 オームに減少します。より強力なマイクロコントローラー Z1E86PSC が DD0408 として使用されます。さらに、このアプリケーションでは 2 ピン (1 ピンの代わりに) X2.6 (X2.7P) コネクタが PU ボードに取り付けられており、P7 ポートが使用されます。 P8、抵抗 R1、R1 (それらの機能はフロントパネルボードの抵抗 R5 によって実行されます)、トライアック VS7、および回路 VD6C8、VDXNUMXCXNUMX を除外します (代わりに、フロントパネルボード上の対応するターゲットを使用します)。それ以外の点では、RM の PU ボード上に組み立てられたデバイスは、この記事の最初の部分で説明したものと同様です。

デバイスの誤動作を避けるため、マイコンDD1のポートP3の保護ダイオードVD3～VD1として順方向電圧降下が小さいダイオードを使用しました（図6）（ダイオードD310、D311または任意の信号ショットキーダイオードを使用できます）。

PU とフロントパネルのボードを 200 mm 以下のワイヤで接続し、トライアック VS1 およびそのヒートシンクとともに適切なケースに配置することで、一定の電力に対応する既製の RM が得られます。コード「ファームウェア」PROM マイクロコントローラーボード PU とフロントパネルを表に示します。 6と7。

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PM インジケーターには、自動モード設定の表示、その補正、および現在の電力値の表示の XNUMX つのモードがあります。 XNUMX つ目はパラメーターを表示し、XNUMX つ目と XNUMX つ目はその値を表示します。

インジケーターパラメーターは、自動モードパラメーターとデバイスの出力電力の現在値を特徴付けるパラメーターに分割されます。 XNUMX つの自動モードパラメータがあります。L は最初 (下位) ステージの電力値、H は XNUMX 番目 (上位) ステージ、t はそれらの XNUMX つから別のステージへの移行時間です。

負荷に供給される電力の現在値を特徴付ける 0 つのパラメータもあります: o - 初期レベル (常に 1%)、u - 最初 (下位) ステージの電力、u - 同じ、8 番目 (上位)ステージ。太字の文字を構成する HGXNUMX インジケーターの最初の桁の要素を表に示します。 XNUMX.

Z8マイクロコントローラーのパワーレギュレーター

パラメータ値のビットで、インジケータは負荷に供給される電力レベル (0 ～ 99%) を表示します。または、設定レベル間の出力電力の自動モードでの滑らかな変化の時間間隔 (0 ～ 60 秒)。

表示の種類に応じて、デバイスの動作を制御するボタンの機能が異なります（表 9）。したがって、リング内の SB2 ボタンを連続して押すことにより、表示モードで希望のパラメータが選択されます: L、H、t、#、L、H、...。ここで # は、現在の状態を特徴付けるパラメータの XNUMX つです。 (o、u、u) をロードします。この場合、インジケーターの XNUMX 桁目と XNUMX 桁目は、各パラメーターの自動モードの現在の設定値 (L、H、t が選択されている場合)、または負荷への出力電力の現在値 (# の場合) を表示します。が選択されています）。

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自動モードのパラメータに新しい値を入力するには、指示モード (SB2 を使用) で必要な値を選択し、SB4 ボタンを押して値を修正するモードにデバイスを切り替えます。デバイスがこのモードであることは、インジケーターの最初の桁の小数点の点滅で確認できます。パラメータは、SB 1 または SB3 ボタンを連続して押すことによって変更されます。最初のボタンを 5 回押すと、その値は 4 単位ずつ減少し、2 番目を押すと、同じ増分で増加します。最後に、SB4 ボタンを押すと、新しいパラメータ値が現在の値としてデバイスの不揮発性メモリに保存されます。何らかの理由で、補正結果をキャンセルしてパラメータの以前の値に戻す必要がある場合は、SB2 ボタンを押してください。いずれの場合も、ボタン (SBXNUMX または SBXNUMX) を押すと、インジケーターが補正モードからに戻ります。表示モード（XNUMX桁目の小数点の点滅が止まります）になります。

デバイスを自動モードで動作させるには、パラメータL、H、tの対応する値が補正モードで事前に設定されます。次に、SB2 ボタンを使用して、出力電力の現在値 (o、u、u) を表示するモードに切り替えます。 SB1 および SB3 ボタンを使用して、以前に入力した自動モード設定 (L、H、t) に従って現在の出力レベルを変更できます。

出力パワーのステップ間の自動遷移を実行しているとき、HG1 の 50 番目と XNUMX 番目のビットが点滅し、その変化のプロセスを示します。最初のステージ (u) の値が点滅すると、下のステージへの遷移が実行され、XNUMX 番目のステージ (u) - の値が点滅すると、上のステージへの遷移が実行されます。初期段階 (o) に関連する移行は、常に「ハード」最大許容速度 (XNUMX%/s) で行われます。この値は、初期電力サージを排除して白熱灯の寿命を延ばすために、ソフトウェアによって設定されます。最初の段階から最初の段階に移行するときは、最後の (o) の値が常に点滅します。

手動制御に切り替える場合は、インジケーターを（SB2 ボタンで）出力電力の現在値を表示するモードに切り替え、SB4 ボタンを押します。手動制御モードの存在は、インジケータの最初の桁の同じ小数点の点滅によって示されます。同時に、ボタン SB1 と SB3 を使用して、負荷時の電力レベルをそれぞれ 5% ずつ増減できます。自動制御への復帰はSB2ボタンを押すことで実行され、小数点の点滅が消えることで確認されます。

手動制御モードでは、負荷グローの明るさを直接重視して、自動運転の下段（L）と上段（H）の電力レベルを設定（選択）できます。これを行うには、デバイスを自動モードに切り替え、SB1 または SB3 ボタンを使用して、補正が必要な出力パワーのステップを選択します。この場合、デバイスは出力を特定の電力レベル (L または H) に調整します。次に、SB4 ボタンを使用してデバイスを手動制御モードに切り替え、SB1 または SB3 ボタンを使用して、補正された電力レベルに必要な負荷の明るさを実現します。その後、再度SB4ボタンを押すと、手動モードで選択された電力値が、修正されたステップに対応する不揮発性メモリセルに書き換えられます。現在のパラメータ u の値を選択すると、下段 L の設定値が変化し、パラメータ u - 上段 H の設定値が変化します。初期段 o の値を変更することはできません。

著者: A. Olkhovsky、S. Shcheglov、A. Matevosov、K. Chernyavsky、モスクワ

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