一種智能調控開關穩(wěn)壓電源的設計

1 引言

開關電源由于其小型化、輕量化、高效率、可大量節(jié)約能源等特點而被廣泛應用于電子計算機、電視機、郵電通信、軍事裝備、交通設施、儀器儀表、工業(yè)設備等方面[1]。隨著集成電路技術的日益進步和開關電源所用功率器件的發(fā)展，開關電源得到了蓬勃的發(fā)展[2]，而怎樣使開關電源在低成本情況下實現高精度的智能化調控成了人們研究的熱點。本文闡述了筆者所設計的一種智能調控開關穩(wěn)壓電源。

2 系統(tǒng)硬件設計

2.1開關電源系統(tǒng)

圖1為智能調控開關穩(wěn)壓電源結構框圖。50Hz 220V交流信號經電網濾波器消除來自電網的干擾（電網濾波器還有防止開關電源產生的噪聲向電網擴散的功能）進入到輸入整流濾波器進行整流濾波，變換成紋波較小的直流電壓信號。直流信號通過變換器轉化成高頻交流信號（變換器還具有輸出與電網之間的隔離作用），經輸出整流濾波器轉化成直流電壓V0輸出?？刂齐娐樊a生的脈寬可調的脈沖信號（控制電路也起穩(wěn)壓作用）經驅動電路處理后，驅動變換器工作[2]。分壓電路實現了直流電壓Vo與A/D轉換器的模擬輸入電壓范圍的匹配。在開關電源發(fā)生過壓、過流或短路故障時，保護電路對電源和負載起保護作用。輔助電源為控制電路、驅動電路等提供直流電源。

2.2單片機系統(tǒng)

圖2為控制系統(tǒng)硬件圖。單片機系統(tǒng)由8031芯片、程序存儲器27128、8D鎖存器74LS373和數據存儲器6264構成[3]。復位電路采用上電復位與按鈕復位組合的形式。AD574、6264、8255的片選端分別由8031的P1.3、P1.4和P1.7控制。復位電路采用上電復位與開關復位組合形式。

2.3數據采集、比較與調控系統(tǒng)

接通電源或按下復位開關后，復位電路產生一個脈寬大于10ms的正脈沖使8031和8255復位。當8031的P1.5檢測到來自取樣電路的高電平信號后（有直流電壓Vo輸出時P1.5一定為高電平），通過P1.3輸出0信號選定AD574芯片，同時P1.2和P1.0分別向AD574發(fā)出0信號啟動12位A/D轉換。當8031的P1.1檢測到轉換結束的信號后，P1.2再發(fā)出1信號、P1.0發(fā)出0、1信號將轉換結果的高8位和低4位通過P0口存放在暫存區(qū)[4]。當用戶將所需電壓值由鍵盤鍵入時，單片機系統(tǒng)將此電壓值與暫存區(qū)的數據進行比較分析，然后由P2.6、P2.7輸出一組數字信號通過調節(jié)數字電位器對控制電路產生的脈沖進行脈寬調節(jié)，使輸出電壓向鍵入電壓接近。然后8031再重復啟動A/D轉換、數值比較和輸出電壓調節(jié)過程，最終使得輸出電壓Vo等于鍵入電壓。

2.4數碼顯示和鍵盤系統(tǒng)

8255的 PB口經 聯接數碼顯示器的段控制端，PA0~PA4經7406聯接各數碼顯示器的位控制端，由程序采用動態(tài)掃描的方法驅動數碼顯示器顯示[5]。

8255 的PC0~PC3作行線,PC4~PC7作列線組成16鍵開關矩陣。4條列線為掃描線，8255在程序管理下輪流向各列線發(fā)出低電平，4條行線通過程序確定鍵入的數值。