第十三讲-功率接口ppt课件.ppt

《第十三讲-功率接口ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第12章单片机功率接口设计要用单片机控制各种各样的高压、大电流负载，如电动机、电磁铁、继电器、灯泡等，不能用单片机的I/O线来直接驱动，而必须通过各种驱动电路和开关电路来驱动。另外，与强电隔离和抗干扰，有时需加接光电耦合器。称此类接口为MCS-51的功率接口。12.1单片机输出驱动能力及其外围集成数字驱动电路12.1.1MCS-51片内I/O口的驱动能力工业生产现场，控制对象是电磁继电器、电磁开关或可控硅、固态继电器和功率电子开关。能否用MCS-51片内的I/O口直接驱动它们呢？P0、P1、P2、P3四个口驱动能力不同。P0口的驱动能力较大，当其输出高电平时，可提供400A的电

2、流；当其输出低电平（0.45V）时，则可提供3.2mA的灌电流，如低电平允许提高，灌电流可相应加大。P1、P2、P3口的每一位只能驱动4个LSTTL，即可提供的电流只有P0口的一半。所以，任何一个口要想获得较大的驱动能力，只能用低电平输出。8031通常要用P0、P2口作访问外部存储器用，所以只能用P1、P3口作输出口。P1、P3口的驱动能力有限，在低电平输出时，一般也只能提供不到2mA的灌电流，通常要加总线驱动器或其它驱动电路。12.1.2外围集成数字驱动电路驱动感性负载时，必须加接限流电阻或箝位二极管。此外，有些驱动器内部还设有逻辑门电路，可以完成与、与非、或以及或非的逻辑功能

3、。例12-1慢开启的白炽灯驱动电路图12-1为慢开启白炽灯驱动电路，白炽灯的延时开启时间长短取决于时间常数RC。此电路能直接驱动工作电压小于30V、额定电流小于500mA的任何灯泡。注意：在设计印刷电路板时，驱动器要加装散热板，以便散热。DM7407HexBufferswithHighVoltageOpen-CollectorOutputs例12-2大功率音频振荡器图12-2电路能直接驱动一个大功率的扬声器，可用于报警系统，改变电阻或电容的值便能改变电路的振荡频率。电路中的两个齐纳二极管IN751A用于输入端的保护。TheSN75446andSN75447dualperipher

4、aldriversaredesignedforuseinsystemsthatrequirehighcurrent,highvoltage,andfastswitchingtimes.TheSN75446andSN75447provideANDandNANDdriversrespectively.Thesedeviceshavediode-clampedinputsaswellashigh-current,high-voltageinductive-clampdiodesontheoutputs.例12-3驱动大电流负载电路如图12-3所示。ULN2068芯片具有四个大电流达林顿

5、开关，能驱动电流高达1.5A的负载。由于ULN2068在25℃时功耗达2075mW，因而使用时一定要加散热板。12.2MCS-51的开关型功率接口常用的开关型驱动器件有，光电耦合器、继电器、晶闸管、功率MOS管、集成功率电子开关、固态继电器等。12.2.1MCS-51与光电耦合器的接口1.晶体管输出型光电耦合器驱动接口光电晶体管除没有使用基极外,跟普通晶体管一样。取代基极电流的是以光作为晶体管的输入。当光电耦合器的发光二极管发光时，光电晶体管受光的影响在cb间和ce间有电流流过，这两个电流基本上受光的照度控制，常用ce极间的电流作为输出电流，输出电流受Vce的电压影响很小。光电晶

6、体管的集电极电流Ic与发光二极管的电流IF之比称为光电耦合器的电流传输比。光电耦合器在传输脉冲信号时，对不同结构的光电耦合器的输入输出延迟时间相差很大。图12-4是使用4N25的光电耦合器接口电路图。4N25使两部分的电流信号独立。输出部分的地线接机壳或接大地，而8031系统的电源地线浮空，不与交流电源的地线相接。可避免输出部分电源变化对单片机电源的影响，减少系统所受的干扰，提高系统的可靠性。4N25输入输出端的最大隔离电压＞2500V。光电耦合器也常用于较远距离的信号隔离传送。可以起到隔离两个系统地线的作用，使两个系统的电源相互独立，消除地电位不同所产生的影响。(2)光电耦合器

7、的发光二极管是电流驱动器件，可以形成电流环路的传送形式。由于电流环电路是低阻抗电路，它对噪音的敏感度低，因此提高了通讯系统的抗干扰能力。图12-5是用光电耦合器组成的电流环发送和接收电路。DM7407：HexBufferswithHighVoltageOpen-CollectorOutputs图12-5电路可以用来传输数据，最大传输距离为900米。环路连线的电阻对传输距离影响很大，此电路中环路连线电阻不能大于30Ω，当连线电阻较大时，100Ω的限流电阻要相应减小。光电耦合管使用T