摘要：介绍了用AT89C2051单片机控制二进制绕组变压器抽头，以构成交流电网调节器的设计思想。详细阐述了二进制绕组变压器的调压原理，给出了智能交流电网调节器的工作原理和控制电路，最后还介绍了该交流电网调节器的软件设计思想。

    关键词：单片机 二进制绕组变压 A/D采样 AT89C2051

智能型交流电网调节器的主控回路是一个具有二进制绕组的变压器。当交流电网电压发生变化时，计算机将根据采样电路采得的电压值自动选择二进制绕组变压器初级相应的抽头，以确保输出电压不发生变化。本设计采用ATMEL公司生产的AT89C2051单片机控制下的继电器来切换二进制绕组变压器的抽头以实现稳压，该系统响应速度快，显示信息直观，是一种低成本、高性能的交流电网调节设备。

1 硬件设计原理

图1所示是该智能交流电网调节器的原理框图，该系统的核心器件为AT89C2051单片机。当电网电压经采样电路采样后，通过8位串行A/D转换器TLC0831将电网电压值送入AT89C2051，计算机对数据进行处理并自动选择开关状态后，快速切换二进制绕组变压器的抽头，从而保持输出电压的稳定。

1.1 二进制绕组变压器的调压原理

图2即为二进制绕组变压器的调压原理示意图。在交流调压系统中，一般将变压器初级设计为二进制绕组，次级为普通绕组。变压器初始可设置为最小电压值为Uo的基本绕组n，再根据最小位调整设计其它绕组。因此，可利用二进制绕组的不同串联方式把二进制绕组中电压值Uo最小的绕组电压作为调整电压，以得到最高调整电压为的调整电压范围。在本系统中，绕组电压值Uo最小为1V，对应匝数为n匝，最高调整电压为128V，对应匝数为128n匝。表1为开关状态与二进制绕组对应的电压关系。

由表1可知，通过控制开关工作模式来选择二进制绕组的串联组合，即可实现绕组电压按Uo的倍数调整。

表1 开关状态与二进制绕组所对应的电压关系

K8	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	电压值（V）
0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0

K8	K7	K6	K5	K4	K3	K2	K1	电压值（V）
0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0