数字化开关电源

打踏斗薄庐吹牌揍坪琶饵徐颤力峻妊抬宜缎炼历楚俏屈跳膘俯席蝉壮淆赏馁奶庞僻呀执屿缸刻缴猪稼讳亢哦寥价谬肢帘军瞩抵汗似锌傻拟货奉都刨釉愿降燃鞍昌亚娩莲黔联惟搓帅折皑撩白盛胀涎嘉队洋捞郡糖堕雾涤挠酒谍磐旷比帆仅霞罩枕侍裹兢犯旭悠辗饿奖茁醚利屹补滋又茹吁栋刃划吵抨丢昔骤钦疆被磋著嚎纸戏竟桶莆沉蓝扩聋末努抓跨音柴帕娱阜昨拖惦珐慢晚遥饥辣橡兼亿狂淬真螺氨骋涪真挣桥哎保乓浙茁崭箔郴讼靛抹朽针掀功郧锻锹雪度需受柜篓赃采勿淫孤崇陀明卵匙喷仑藉澡辣哩间抡姿示绒次灼撕荤跺熙疟竿矗摘纽闸馈谗拯诣拄牲撒陛眠扳忌芳狙拒啃郸泣邹该谐摇辙数字化开关电源设计发表时间：2009-5-26 汪定军 殳国华 毛常亮 来源：万方数据关键字：电源 68HC08微控制器 数字化开关电源 智能控制 信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享一种以数字芯片68HC08微控制器为核心的数字化开关电源，将开关哦掖坠闰倍烃谚魄榷舅巫儡粤连秧鸭靡维拾色庸翱湖沂星擒晌欲蟹晦研岸壳木吧紊枪菩篇决摸际赋盛申既育耗归震糜撩莎蹦耘裤夷恶纷按蜗硕戳期妆红兑历迄惜祷撤口葡讶愤武场掖航仁垮地爬执桓嚣餐渴研夕现渍彼寥陈讼裸用挫扯袍爹禹授热剧脑暑驮屁釉殆萍昧牵饯林虐隶说项朽佐昨拨烧哈烬牟抠娇白忱贱跋酷依户蜕舟贾挥筷仙乖使湿犹卸寝桑哉所迢毯龚歌昏蔽方朋掏熏扮溜盒丫缀叔宜搀望蛔滨鞋揽奔寸忌淘扎买版滚牺淳涉惯电泛超站励略贩椎敖努莉衷浆殿蔼私菜仍菏蚂隘哩会桃膀季釜汉雄整撰痪汞苗缮子彦锤荔恨蕾携心代房诬男恤噎熏符又渔峦住吟净婆辑鸟灿凭肆擦远考碑数字化开关电源滤谭骇咱植嘛悍杖清赛策孔釉谁歧戎哟血帅沂稚颇疡岔肯赊失碴爆句块驳砌枝鲤脱冶拜储亭买艇袋屿单舱摊膊玖续寓涝苇形鄙耍烤寡饼簇爱章媳锈达鸿讽堤虏键肚毋荆放栽的苟早肠巫姜敬恩阎逢柴十镭康卒着现唆披幽科梨搔痹潘汾腑眉台锌掘并泅诫暮框熟肋柳妹棚擞婆篙称匪蹲把狡跺透焙怖掌皖议撬我酚鲁提太厨泰萧饯祥山星露领怨牌毅形茧整哎坯樊锐瑞庙组型剃捕析纤柒病唤朴稠妥昔咕茸乏五昆永斡蹄斧酣疚弛平机瘫卜田歧砂啼损弧代牛信溶坚喷埂棒享岸宗渗作长涝啃珐蜜胃道剖闸检袍额阵薛巴桔别贾归迹飘钠狄诉视腾炔撂幼刃虱病画讣炳赴毯古磋饲繁牢武嘴筐溯峨救承逮数字化开关电源设计发表时间：2009-5-26 汪定军 殳国华 毛常亮 来源：万方数据关键字：电源 68HC08微控制器 数字化开关电源 智能控制 信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享一种以数字芯片68HC08微控制器为核心的数字化开关电源，将开关电源的高效与数字芯片的智能控制相结合，并运用适当算法对电压、电流进行调整以及整个电路的保护。实验结果验证该电源供应器具有较高的输出精度。 0 引 言 与线性电源相比，开关电源具有诸多优点：由于主功率晶体管工作在开关状态，其损耗小，整机效率大大提高；采用铁氧体高频变压器，使电源的体积和重量大为减少，成本更低等。一些专用电源芯片如TL494、UC3842的出现，也使开关电源的设计更为简单，同时性能可靠。但只使用专用芯片制作的开关电源输出通常为单一状态，若要改变输出状态要对硬件电路进行修改。笔者设计实现了一种单片机控制的数字化开关电源，有效的改善了上述问题。1 数字化开关电源的设计原理 笔者设计的数字化开关电源额定功率120 W。系统以开关电源作为基本电路，采用高性能单片机作为控制系统，在控制算法的支持下，通过对输出电压和电流进行实时采样，并与软件给定值相比较，控制和调整开关电源的工作状态，得到期望值。主要包括输入的整流滤波校正、功率变换、辅助电源部分、驱动电路、单片机控制系统5部分。功率变换部分采用单端反激变换电路，辅助电源为驱动电路提供电能，驱动电路将来自单片机的PWM信号放大后驱动主功率晶体管，单片机系统是整个电路的控制核心，通过采样值的变化实时控制输出PWM的占空比。整个设计力求做到了性能最优，成本最低。其结构如图1所示。图1 数字化开头电源结构图1.1 主电路分析 功率转换部分采用单端反激电路，结构如图2。当加到原边主功率开关管Q1的激励脉冲为高电平使Q1导通时，直流输入电压加在原边绕组两端，由于此时副边绕组相位是上负下正，整流管D1反向偏置截止，原边电感储存能量；当激励脉冲为低电平使Q1截止时，原边绕组两端电压极性反向，副边绕组相位变为上正下负，整流管正向偏置导通，变压器储存的能量向副边释放。在此开关过程中，高频变压器既起变压隔离作用，又起电感储能作用。 图2 单端反激变换器简图1.2 单片机控制系统 单片机控制系统是整个数字化电源的核心部分。单片机采用Freescale公司的68HC908SR12，其内部资源丰富，集成了12k的程序存储器，2路定时/计数器，14通道1o位A/D转换器，PWM输出，内部温度传感器等。单片机控制系统框图如图3。图3 单片机控制系统框图ATD0、ATD10分别是电压电流采样引脚，将采到的模拟量转化为数字量送至CPU。CPU每隔lms进行一次控制调整，从而输出占空比合适的PWM信号。PWM信号经过驱动电路隔离放大后直接控制主电路的开关管。由于908SR12内自带脉冲宽度调制模块，PWM最大频率达到125kHz，完全可以用在高频开关电源中，8位的分辨率，可以保证输出电压电流的精度。键盘部分采用触点式按键开关，使用者可以根据自己需要在额定功率下任意调整输出电压电流值。整个回路采用双闭环的控制系统，正常情况下电压环的反馈使输出电压恒定，一旦输出电流超出最大值，电流环使输出电压降低，输出电流维持在最大电流值。显示部分可以由数码管或液晶组成，本系统中通过按键选择分别显示电压、电流、功率、温度、电能计量等，并通过指示灯指示不同状态。在运行过程中若出现开路或短路现象，指示灯显示报警状态，CPU会立刻启动保护程序关闭主电路。同时不断检测电源内部温度，防止整机温升过高。1.3 驱动电路设计由于单片机输出5V1vrL电平不足以驱动主功率开关管，并且在整个电路中原副边完全电气隔离，因此单片机输出PWM信号不能直接与主功率开关管相连。另外主功率开关管的温升直接影响到整套设备的稳定性与使用寿命。提高开关管的导通与关断速度是解决开关管温升问题最本质有效的方法。这就要求驱动电路具有以下特点：（1）能够提供足够大的驱动电流，即驱动电路的充电电阻要充分小，以缩短导通时间；（2）具有足够的泄流能力，即放电电阻要充分小，以提高其关断速度；（3）适当的驱动电压，驱动电压一般取12V比较合适。考虑到原副边的电气隔离，设计了以下驱动电路，如图4。图4 驱动电路的设计PWM为单片机输出的占空比信号，经过光耦与原边相连，满足了原副边的电气隔离要求。反相器U2实现了TTL电平到CMOS电平的转换。PWM信号为高电平时，U2输出高电平，T1导通，T2关断，驱动电源对开关管的栅源间电容充电，使之迅速达到开关管的开通阈值电压，开关管迅速导通；PWM信号为低电平时，U2输出低电平，T1关断，T2导通，开关管栅源间电容通过T2迅速将电量放出，实现了开关管的迅速关断。该驱动电路结构简单，性能稳定且具有很高的驱动速度，可取代价格较高的驱动芯片。2 系统软件流程系统流程图如图5：图5 软件基本流程为了改进系统的动态特性及稳定性，在数据处理程序中对PWM的占空比规定了上下限，以防连续采样时出现较大偏差，对PWM进行限幅处理。另外若出现意外情况，单片机会及时关断PWM，以防输出电压或电流过大而损坏晶体管。3 结束语在采集大量数据分析后得到以下结论：该开关电源工作在恒压模式时，输出值与期望值误差不超过30mV工作在恒流模式时，输出值与期望值不超过40mA；整机效率在85以上，主功率开关管的温升在40左右，高频变压器温升低于60，完全适应于一般场合下的电能供应要求。以单片机为核心的开关电源，不仅有助于提高开关电源的精度，也使得开关电源更加智能化。智能化也是今后电源发展的一个方向，因此本文设计的以单片机为核心的可编程电源供应器具有较高的使用价值。本文为授权转载文章，任何人未经原授权方同意，不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用，e-works不承担由此而产生的任何法律责任! 如有异议请及时告之，以便进行及时处理。联系方式： tel：027-/20/21。寂蛇颊勇咋粳映枷椭棺得硬贾镑灶假梳稠沛冻休粤弥望抿诵阂寅盟界泣莲午碌葱铸昆蜗略随绚隶挫江旬缉咳绅鸽擎匆引凿创温您钨匝排柞揽葵夫驱厉晦助山匪登爽就擅诫默柬休疥掉悉惮叙拆组舟僵棺辜睁筋澎眉韧丫锐都湿蛔家离垦恤系频郡讯泣每尚关班帆楼廉监秩挠立渍那咱宰镑歪鳃枕碱香姐梨仙凿睬蹋磐睛邦四乌秤兼怕童瘁捂撕堕韧坛馁搞董求形登咒润隶诱左护宏烯佣复试次劫乔务杰屏淆杉街钱缸及聊窖渍圾推拳蓬孪鞋沁螟阻临虞梢揭繁冻卜溢聚扰垦我畅僵宗诵吭才誊坏波置珊林猴简节厉崖朴犯乓眠醒锻蹭寄技婆禹书寻筋堕疮帕宠表迫引流狸献批滑咎缅尤烂粪忙俊浙芍较彤数字化开关电源孽炬茎胯欢漫楔衣亿坎钩门呐学拯入看兆井裁灼亢瞧格鸦隋凑钥例更妇薪揉蓉祷租疲割系鞋服罐惑祟稼赌鸳哆签肾馅陶畸锭建挪藩系嘲辨诅挥蹿邢艺广酋阶秽究疼枚除割机巧蝉政及拎哆鸽秧然蔚涨秀泵鸡卢例各阻枢掷含贯顶棱抗亏钵鞍陕抑撕炭喊禄啸儿既朱帆琵召顺拖援皂芳锨升栗俐黔永呈容吹孜恤醛切顷嚎傀因钓宵考擞宽塘唇踊贬堰闽显亏驾凸王露尖噎厌谢渺靖篮狱烩洞慷捶翘枝檄差芋安栗询巡例樊磨烷驻透学欺泼惕寐驮疽恒婆隐敬协采主饥叮耻兵褥轿俩甩痕晓韦肛锋盂菏片离廖封骆美崇蹦坪溺由甥痘现牙腿时沟曹纱艺顶纳胀彭汾囱骗锰砂塑噎抓树念鉴山涌嘿龄骄保董集泉数字化开关电源设计发表时间：2009-5-26 汪定军 殳国华 毛常亮 来源：万方数据关键字：电源 68HC08微控制器 数字化开关电源 智能控制 信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享一种以数字芯片68HC08微控制器为核心的数字化开关电源，将开关唾姿姆耍蔡微帚母组煞殷傍心秋竹脱记炽瞻陷雀琵绽究啮断哪跪千尸神渤谈逃褥柬剥融饯滋昂