铁芯面积S与升流变压器功率P满足下面经验公式:ln(S)=0.498×ln(P)+0.22。带入功率P=500VA,可算出铁芯截面积S=53.144cm2。根据计算结果,取S=54cm2,选用硅钢片中间舌尺寸a=6cm,叠厚尺寸b=9cm。
根据铁芯截面积S和铁芯的磁通密度B,初级线圈的每伏圈数N可由下式确定:ln(N)=-0.494×ln(P)-0.317×ln(B)+6.439。采用质量优良的硅钢片,铁芯B值取11000高斯,计算得到每伏匝数N=0.831。初级电压取220V,初级匝数N1=220×0.831=183;次级电压取7V,次级匝数N2=7×0.831=6。
初、次级匝数以及次级最大电流100A,次级电流:I1=I2×N2/N1=3.4A。根据经验,每安培电流分配0.3mm2导线截面积。这样初级导线截面积为1.02mm2,初级导线可选用135mm2扁铜线。次级导线截面积为30mm2,次级导线可选用240mm2扁铜板。
3 电流检测反馈电路控制显示模块
电流检测反馈模块由电流互感器、精密绝对值电路、有源低通滤波器以及A/D转换芯片构成。根据输出电流,我们选择DHKYZ-500型号电流互感器作为电流采样传感器,该传感器满量程电流为500A,满量程次极输出电流为100mA,为了满足A/D转换器输入量程(0~5V)的要求。A/D转换需要直流信号,因此需对交流信号进行调理,本设计所用的精密整流电路如图3所示,该电路主要由两个双运算放大器TL062和相关元器件组成。电路的输入电压uin为电流互感器感应输出的电流。
图3 精密整流电路
如图3所示,当ui>0时,Dl导通,D2反向阻断,可以算出u11=-ui/2,u12=-u11=ui/2>0;当ui<0时,Dl反向阻断,D2导通,对于第一个运算放大器TL062,可得u11=-ui/3,从而可以算得u12=-ui/2>0,u21=-2u12,最后得uo=-u21=2u12,所以输出全波整流波形。
由于精密整流电路输出的信号是脉动直流信号,不能直接作为AD采样的输入信号,因此还必须先经过低通滤波器,滤除交流分量,取出直流分量,再给A/D转换器输入。
4 控制显示模块
目前工业控制中的LED显示驱动电路普遍采用一种定时或中断控制方式,这种方式要占据CPU一部分时间,而且动态显示往往具有亮度不够,闪烁等特点,而静态显示又有硬件电路复杂等缺陷。本系统采用OD-DM12864液晶模块,其可直接与微机串行口相连,完全解决了LED显示的诸多不足。用户只需对位和控制寄存器编程,就可选择译码方式、显示亮度、关闭等功能。