基于單片機(jī)的數(shù)控開關(guān)電源設(shè)計(jì)方案

　　2.3 功率變換電路

　　功率變換電路采用不對(duì)稱半橋功率變換器，如圖5所示。圖5（a）所示電路開關(guān)管M1導(dǎo)通、M2截止，電容C4放電。圖5（b）所示電路開關(guān)管M2導(dǎo)通、M1截止時(shí)，電容C4充電。圖中R1、R2、R6、R7在開關(guān)管關(guān)斷時(shí)為泄放電阻，用來泄放開關(guān)管結(jié)電容電壓。C4為儲(chǔ)能電容，電容容量不能低于2μF,否則會(huì)降低系統(tǒng)帶載能力。

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　　圖5 不對(duì)稱半橋功率變換器電流流向圖

　　2.4驅(qū)動(dòng)電路

　　PWM信號(hào)產(chǎn)生芯片采用KA3525,它是一個(gè)典型的性能優(yōu)良的開關(guān)電源控制芯片。其內(nèi)部包括誤差放大器、比較器、振蕩器、觸發(fā)器、輸出邏輯控制電路和輸出三極管等環(huán)節(jié)。KA3525的1和2腳是內(nèi)部運(yùn)算放大器的輸入端，系統(tǒng)中單片機(jī)的D/A轉(zhuǎn)換接口的一個(gè)引腳與KA3525的2腳連接，實(shí)現(xiàn)KA3525的數(shù)字控制與步進(jìn)調(diào)整。11和14腳輸出交替的兩路控制信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路與功率開關(guān)管的門極相連接。本文采用的驅(qū)動(dòng)電路如圖6所示。當(dāng)11腳輸出高電平、14腳輸出低電平時(shí)，N1、P2導(dǎo)通，耦合變壓器原邊電流流向如圖6（a）所示。當(dāng)14腳輸出高電平、11腳輸出低電平時(shí)，N2、P1導(dǎo)通，耦合變壓器原邊電流流向如圖6（b）所示。圖7為驅(qū)動(dòng)電路耦合變壓器的輸出波形。

　　圖6 不對(duì)稱半橋驅(qū)動(dòng)電路電流流向圖

　　圖7 驅(qū)動(dòng)電路耦合變壓器的輸出波形

　　2.5輸出電路

　　圖8即為LC濾波電路。電路中電感L4使電流波形變得平滑，電容則起到穩(wěn)壓的作用。其中電容C1為低頻濾波，電容C7為高頻濾波。

　　圖8 LC濾波電路

　　2.6穩(wěn)壓電路

　　如上圖2所示，輸出電壓經(jīng)采樣電阻采樣調(diào)整后輸入KA3525的1腳，與單片機(jī)設(shè)定的KA3525的2腳電壓進(jìn)行比較，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出電壓。若輸出電壓升高，則采樣電壓大于2腳給定電壓，KA3525輸出的脈寬變窄，反之變寬。

　　2.7輔助電源電路

　　由于本電路中KA3525芯片和單片機(jī)分別需要12V和5V的直流電壓，故須設(shè)計(jì)輔助電源，其電路如圖9所示。 輔助電源輸出采用三端穩(wěn)壓器7812和7805實(shí)現(xiàn)12V和5V的直流電壓。

　　圖9 輔助電源電路

　　3、基于凌陽單片機(jī)開關(guān)電源的數(shù)控設(shè)計(jì)

　　本文數(shù)控部分采用凌陽公司的SPCE061A進(jìn)行控制。SPCE061A主要包括輸入/輸出端口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、串行設(shè)備輸入輸出、通用異步串行接口、低電壓監(jiān)測(cè)和復(fù)位等部分。SPCE061A單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。