dc-dc开关电源及其控制系统3

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1、摘要：本文主要阐述了降压型DC-DC开关电源的控制电路、反馈电路和软件的设计，实现了20~30V输入5~10V输出，精度为开、闭环控制误差范围均在±0.05V以内。单片机输出的可调占空比的PWM波通过相应的滤波和耦合电路，接入开关电路构成输出电压可调的供电系统；通过A/D转换和单片机软件控制实现闭环控制。本文档包含了系统整体设计及各个组成部分的详细说明、软件源代码以及在设计和调试过程中遇到的问题。关键词：开关电源，单片机，闭环控制，低通滤波器，模数转换ABSTRACTThisdocumentpres

2、entsthedesignofvoltage-decreaseswitchmodeDC-DCconvertorwithitscontrolandfeedbackcircuitsandsoftware.Itrealizesaninputof20~30Vandanoutputof5~10V,ofwhichtheerrorsoftheopened-loopandclosed-loopcontrolarebothrestrictedwithin±0.05V.ThedutycyclecontrollableP

3、WMwave,generatedbyanMCU,goesthroughtherelatingLPFaswellascouplingcircuits,andthroughthiswayitisconnectedtotheswitchcircuitstoformanoutputvoltagecontrollablepowersupplysystem.Closed-loopcontrolisimplementedbyADconverterandthesoftwarecontroloftheMCU.This

4、paperalsoincludesschematicdesignofthesystem,detailedinformationofeachcomponent,softwarecodesandproblemsoccurredduringtheprocessofdesignandtest.KEYWORDSSwitchModePowerSupply,MCS,Closed-LoopControl,LPF,ADC目录1.概述11.1编写说明11.2名词定义11.3缩略语12.系统总述22.1系统组成22.1.

5、1DC-DC开关电源子系统22.1.2电压测量子系统：22.1.3单片机子系统：22.1.4电压控制子系统：32.2系统的主要功能33.DC-DC开关电源子系统的硬件设计43.1降压型DC-DC开关电源子系统43.1.1主要功能与设计指标43.1.2基本设计原理43.1.3主要电路和参数设计53.1.4专项讨论84.电压控制子系统的硬件设计104.1主要功能与设计指标104.1.1主要功能104.1.2设计指标104.2基本设计原理104.3主要电路和参数设计114.3.1元件参数列表114.3.2

6、基准电源模块114.3.3整型模块124.3.4有源低通滤波模块124.3.5信号隔离变换模块12第43页上海交通大学电子信息与电气工程学院5.电压测量子系统的硬件设计145.1主要功能与设计指标145.1.1主要功能145.1.2设计指标145.2基本设计原理145.3主要电路和参数设计145.3.1元件参数列表145.3.2核心芯片ADC0804介绍155.3.3元件参数设计166.单片机子系统及软件设计176.3重要的全局变量196.4流程逻辑描述206.5<初始化模块>描述226.5.1功能

7、描述226.5.2模块框图226.5.3输入输出项描述236.5.4其它说明236.6<主循环模块>描述236.6.1功能描述236.6.2模块框图236.6.3输入输出项描述236.6.4避免浮点数计算的小数计算实现246.6.5根据占空比计算重装值246.7<中断服务程序1>描述256.7.1功能描述256.7.2模块框图256.7.3输入输出项描述256.7.4其它说明256.7.5AD转换读取部分源代码片断26第43页上海交通大学电子信息与电气工程学院6.8<中断服务程序2>描述266.8.

8、1功能描述266.8.2模块框图266.8.3输入输出项描述266.8.4其它说明276.8.5源代码片断277.致谢288.参考文献299.附录A开发环境309.1硬件开发309.2软件开发3010.附录B软件程序清单3111.附录C系统操作说明书3811.1按键控制说明3812.附录D测试和分析3912.1测试项目和方法3912.1.1降压型DC-DC电路模块3912.1.2开环控制功能3912.1.3闭环控制功能4012.2测试的资源4012.3测试结果及分析4