开关稳压电源37568.docVIP

开关稳压电源 摘要 本系统以C8051F020为核心，电压可预置，步进电压为1V，输出电压范围为30V到36V，输出电流为0-2A。可显示预置电压，实测电压，实测电流，实测效率。该系统主要由最小单片机系统，PWM信号控制芯片KA3842，开关电源升压主回路，A/D以及D/A组成。系统通过键盘预置电压值送给KA3842形成闭环反馈回路。本系统具有调整速度快，精度高，电压调整率低，负载调整率低，效率高，，输出纹波小等优点。 关键词：C8051F020；KA3842；开关电源；boost电路。 ABSTRACT For this system to C8051F020 core voltage can be preset, stepping voltage of 1V output voltage range of 30V to 36V, output current is 0-2A. That preset voltage can be measured voltage, current measurement, the measured efficiency. The system mainly by the smallest SCM system, TL494 chip PWM control signal, the main boost switching power supply circuit, A / D and D / A component. Through the keyboard preset voltage TL494 gave a closed-loop feedback loop. The system has adjusted speed, high precision, low voltage adjustment, the adjusted rates low load, high efficiency, no auxiliary power supply plus a plate, the advantages of small output ripple. Keywords: C8051F020;KA3842; Switching Power Supply; Boost Circuit. 方案论证与比较 图1.1 方案二：并联开关电路形式。并联开关电路原理与串联开关电路类似，但此电路为升压型电路，开关导通时电感储能，截止时电感能量输出。只要电感绕制合理，能达到题目要求的30--36V，且输出电压Uo呈现连续平滑的特性。（见图1.2） 图1.2 方案三：串并联开关电路形式。实际上此电路是在串联开关电路后接入一个并联开关电路。用电感的储能特性来实现升降压，电路控制复杂。（见图1.3） 图1.3 由于本题只需升压，故选择方案二。 控制方法的方案选择 方案一：采用单片机产生PWM波,控制开关的导通与截止。根据A/D后的反馈电压程控改变占空比，使输出电压稳定在设定值。负载电流在康铜丝上的取样经A/D后输入单片机，当该电压达到一定值时关闭开关管，形成过流保护。该方案主要由软件实现，控制算法比较复杂，速度慢，输出电压稳定性不好，若想实现自动恢复，实现起来比较复杂。 方案二：采用KA3842 作为主回路的控制芯片。KA3842是一种电流控制型脉宽调制芯片，价格低廉，广泛应用于电子信息设备的电源电路设计根据3842的功能特点，结合Boost拓扑结构，完全可设计成电流控制型的升压DCDC电路外接元器件少，控制灵活，成本低，输出功率容易做到100W以上，具有其他专用芯片难以实现的功能。 鉴于上面分析，选用方案二。 1.3 电流工作模式的方案选择 方案一：电流连续模式,电流连续工作状态，在下一周期到来时，电感中的电流还未减小到零，电容的电流能够得倒及时的补充，输出电流的峰值较小，输出纹波电压小。 方案二：电流断续模式。断续模式下，电感能量释放完时，下一周期尚未到来，电容能量得不到及时补充，二极管的峰值电流非常大，对开关管和二极管的要求就非常高，二极管的损耗非常大，而且由于电流是断续的，输出电流交流成分比较大，会增加输出电容上的损耗。由于对于相同功率的输出，断续工作模式的峰值电流要高很多，而且输出直流电压的纹波也会增加，损耗大。 鉴于上面分析，本设计采用方案。一 二.电路设计与参数的计算 2.1 总体的电路设计框图 图2.1 系统总体电路框图 如图2.1所示，系统的DC-DC变换是由硬件完成的，软件控制并不复杂，单片机主要完成命令输入、输出采样、软件过流保护和结果显示等功能。因此，采用低功耗单片机C8051F020，这是一个完全集成的混合信号系统级MCU芯片。内部集成12的A/D和D/A芯片，且这个单片机管脚