基于程控開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)

　　1 總體設(shè)計(jì)方案

　　采用AT89S52單片機(jī)為控制核心，對普通的開關(guān)電源控制部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并通過軟件編程實(shí)現(xiàn)了對開關(guān)電源的智能控制。設(shè)計(jì)中采用隔離變壓器將市電變壓后通過整流濾波送至DC-DC升壓變換器，經(jīng)過一系列的控制整合電路之后可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)總體框圖如圖1.1所示。

　　1．1 DC-DC主回路拓?fù)?/p>

　　采用UC3842和MAX4080構(gòu)成DC-DC轉(zhuǎn)換電路。UC3842是一塊功能齊全、較為典型的單端電流型PWM控制集成電路，內(nèi)包含誤差放大器、電流檢測比較器、PWM鎖存器、振蕩器、內(nèi)部基準(zhǔn)電源和欠壓鎖定等單元。電流控制型升壓DC-DC轉(zhuǎn)換電路，外接元器件少、控制靈活、成本低，輸出功率容易做到100W以上。當(dāng)然，DC-DC轉(zhuǎn)換電路也可以采用成品模塊，若用PI公司生產(chǎn)的DPA-Switch設(shè)計(jì)開關(guān)電源具有集成度高、外圍電路簡單、發(fā)熱量少、性能指標(biāo)優(yōu)良。

　　由UC3842設(shè)計(jì)的DC-DC升壓電路直接用誤差信號控制電感峰值電流，間接地控制PWM脈沖寬度，達(dá)到控制輸出端電壓的目的。開關(guān)管以UC3842設(shè)定的頻率周期開閉，使電感L儲存能量并釋放能量。當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時，電感充電，把能量儲存在L中。當(dāng)開關(guān)截止時，L產(chǎn)生反向感應(yīng)電壓，通過二極管把儲存的電能釋放到輸出電容器中。輸出電壓由傳遞的能量多少來控制，而傳遞能量的多少由通過電感電流的峰值來控制。具體設(shè)計(jì)電路如圖1.2所示。

　　1．2 保護(hù)電路

　　在大電流的情況下容易損壞芯片，所以需要對大電流的情況給予電路保護(hù)。設(shè)計(jì)中采用單片機(jī)控制繼電器的通斷來控制電路中的電流，對輸出電路電流采樣，采樣值與額定值比較，反饋比較電路如圖1．3所示，當(dāng)電流大于2．5A時，則產(chǎn)生信號使單片機(jī)進(jìn)入中斷處理程序，使繼電器起動，實(shí)現(xiàn)DC-DC電路的斷電，從而達(dá)到保護(hù)電路的作用。單片機(jī)控制電路如圖1．4所示。該方案中單片機(jī)控制繼電器的吸合時間短，而且易于實(shí)現(xiàn)。

　　1．3 數(shù)字設(shè)定及顯示電路

　　采用AT89S52單片機(jī)和集成芯片CD4051實(shí)現(xiàn)程控和步進(jìn)，用單片機(jī)控制鍵盤實(shí)現(xiàn)輸出電壓的初始設(shè)定，可以實(shí)現(xiàn)電壓的步進(jìn)1V，步減1V。使用液晶顯示輸出電壓和電流，可撥動轉(zhuǎn)換開關(guān)來選擇顯示電壓／電流模式。

　　1．4 程序設(shè)計(jì)

　　在設(shè)計(jì)好相關(guān)電路的基礎(chǔ)上，通過編程由單片機(jī)對開關(guān)電源進(jìn)行智能控制。系統(tǒng)由單片機(jī)AT89S52控制，電源系統(tǒng)具有"＋‰"和"－"步進(jìn)功能，步進(jìn)幅度為1V。同時AT89S52結(jié)合繼電器等電路實(shí)現(xiàn)了電路過流保護(hù)功能，并且能實(shí)時顯示開關(guān)電源的輸出電壓和電流。程序總流程圖和中斷流程圖如圖1(5，6)所示。