Entwicklung eines 150-W-Mikrocontrollers für die medizinische Präzisionselektrophorese-Stromversorgung

Einer. Überblick:

    Elektrophorese-Netzteile werden häufig für die DNA-, RNA-, Proteinelektrophorese und den Blot-Transfer verwendet. Das von unserem Unternehmen entwickelte Netzteil für die medizinische Präzisionselektrophorese weist die folgenden Eigenschaften auf.

    Durch die Verwendung einer dualen MCU-Struktur in Verbindung mit einer Optokoppler-Isolationsvorrichtung zur Gewährleistung einer vollständigen Isolation der Hochspannungsausgangsspannung und der manuellen Kontaktschnittstelle, einer hochauflösenden ADC- und DAC-Struktur, um eine ausreichende Spannungsregelung und Konstantstromgenauigkeit der Stromversorgung sicherzustellen, ist die Genauigkeit der Spannungsregelung gleich 1%, Konstantstromgenauigkeit ist 0,3%, die erforderliche Spannung, Stromstärke und Leistung können beliebig eingestellt werden, bis zu 10x10 Gruppen programmierbarer Einstellungen, Ausschaltspeicherfunktion, LCD-Punktmatrixanzeige. Es kann zwischen Spannungsregelung, Konstantstrom oder konstanter Ausgangsleistung, Timing oder Dauerbetrieb gewählt werden. Der Timer kann auf 99 Stunden und 60 Minuten eingestellt werden. Ein leistungsstarkes Steuerprogramm mit mehreren Schutzfunktionen kann mehrere Sätze von Ausgangsanschlüssen verbinden, um mehrere Sätze von Gel zu erzielen Elektrophorese.

zwei. Die Hauptparameter:

    ☆ Spannungsbereich: 1-300 V (Genauigkeit ± 1 V)

    ☆ Stufenspannung: 1V

    ☆ Strombereich: 1-800mA (Genauigkeit ± 10mA)

    ☆ Schrittstrom: 1mA

    ☆ Leistungsbereich: 1-150 W (Genauigkeit ± 1 W)

    ☆ Schrittleistung: 1W

    ☆ Timer-Einstellung: 0-99: 60 (Stunde / Minute)

    ☆ Programmierfunktion: 10 Dateiprogrammierung, jede Datei kann 10 Programme speichern

    ☆ Anzeigemodus: 2,4 "LCD-Punktmatrix-Anzeige

    ☆ Eingangsspannung: 115 V / 60 Hz oder 220 V (230 V) / 50/60 Hz

    ☆ Arbeitsmodus: PWM-Schaltnetzteil

    ☆ Arbeitsfrequenz: 30 kHz

    ☆ Schutzfunktion: Überspannung, Überstrom, Übertemperatur, Kurzschluss, Leerlauf, Leckage und Fehlerschutz

drei. Schaltplan:

Die obige Abbildung ist ein Funktionsblockdiagramm der Steuerschaltung.

     Die gesamte Schaltung ist unterteilt in Eingangs-Gleichtaktfilternetzwerk, Gleichrichtung, PFC-Schaltung (unter Berücksichtigung der Exportanforderungen verlangen einige Länder, dass PFC-Schaltungskomponenten obligatorisch sind), PWM-Ansteuerschaltung, Leistungsteil, Haupttrennwandlertransformator, Ausgangsgleichrichtungsteil, Steuer-MCU , Dual-ADC-Abtastschaltung, Dual-DAC-Ausgangsteil, Komparator, Optokoppler-Isolation und vollständige Schutzschaltung. Der Hauptteil der MCU verfügt über einen Anzeigetreiber, eine Tastatureingabe, eine Steuerausgabe, einen Einstellspeicher und eine Schutzschaltung.

     Das folgende Bild zeigt das Erscheinungsbild der Schaltnetzteilplatine

Dieses Schaltnetzteil verwendet eine Vollspannungsauslegung, Arbeitsspannung: 115 V oder 230 V (AC), 50-60 Hz, Wirkungsgrad über 87%, Leistungsfaktor größer als 78,8%, Ausgangsspannung 0-300 V, ± 1 V, maximaler Ausgangsstrom bis zu 800 mA, ± 1 mA kann die Anforderungen der Elektrophorese-Stromversorgung für medizinische und biologische Experimente vollständig erfüllen.

    Für die Anforderungen des europäischen und amerikanischen Marktes wurde das Schaltungsdesign in voller Übereinstimmung mit UL-, CE- und anderen Sicherheitszertifizierungen sowie EMV-Anforderungen (Electromagnetic Compatibility Certification) entwickelt und hat die entsprechende Zertifizierung bestanden und erfüllt die ROHS-Umweltschutzanforderungen.

    Unter Berücksichtigung der besonderen Anlässe medizinischer und biologischer Experimente basiert das Design der Schaltung auf Zuverlässigkeit und Stabilität. Die Stromversorgung kann lange funktionieren und wird normalerweise in unbeaufsichtigten Situationen verwendet. Zusätzlich zum wissenschaftlichen Design der Schaltung Eine perfekte Schutzfunktion ist unabdingbar. Benutzer müssen nur die entsprechenden Parameter (Spannung, Strom, Leistung, programmierbare Elektrophoreseschritte und Arbeitszeit) einstellen, die Starttaste drücken und der Rest der Arbeit wird vollständig vom Maschinenprogramm verwaltet.

    Da die Schaltung eine vollständige Schutzschaltung, einen Überstromschutz, einen Überspannungs- und Leerlaufschutz, eine Temperaturregelung usw. hinzugefügt hat, ist die gesamte Schaltung sicher und zuverlässig, wenn sie nach Massenproduktion und langer Zeit für längere Zeit unbeaufsichtigt bleibt Die Anwendung beweist, dass dieses Design erfolgreich und wissenschaftlich ist. Natürlich kann diese Schaltung auch auf andere Produkte erweitert werden, die eine Anpassung von Spannung, Strom und Leistung erfordern. Das allgemeine Designprinzip ist dasselbe.