dc-dc开关电源模块及其控制系统5

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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。通过AVR单片机输出占空比可调的PWM波接入开关电路，实现供电系统电压可调；通过单片机自带A/D转换部件结合相应外部电路，实现对输出电压的闭环控制。最终系统设计指标为：20~30V输入，5~10V输出可调，开、闭环控制误差范围均在±0.05V以内。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：DC-DC电源，单片机，PWM，开环控制，闭环控制ABSTRACTThisdesignreportamplyillustrates

2、thedesigninganddebuggingprocessofbuckDC-DCanditscontrollingpart,whichusesATmega16withaADCasthecontrolunit.Atlastitrealizesaninputof20~30Vandanoutputof5~10V,ofwhichtheerrorsoftheopened-loopandclosed-loopcontrolarebothrestrictedwithin±0.05V.Also,therearedetailedexplanationsaboutth

3、evariesofproblemsconcernedinthesoftwaresdesigningandhardwaresdesigning.KEYWORDSDC-DC;MCS;Pulse-WidthModulation;Open-loopControl;Close-loopControl;目录1.概述11.1编写说明11.2名词定义11.3硬件开发环境11.4缩略语12.系统总述22.1系统组成22.2系统的主要功能22.2.1DC-DC开关电源子系统22.2.2电压控制子系统22.2.3单片机子系统22.2.4电压测量子系统33.DC-DC开关稳压

4、电源模块的设计43.1主要功能与设计指标43.1.1主要功能43.1.2设计指标43.2基本设计原理43.3主要电路参数设计43.3.1TL49443.3.2外围电路设计图63.3.3元件参数列表73.3.4元件参数设计73.4专项讨论93.4.1纹波的抑制[3]93.4.2效率的提高94.电压控制模块的硬件设计104.1主要功能于设计指标104.1.1主要功能104.1.2设计指标104.2基本设计原理104.3主要参数设计114.3.1元件参数列表114.3.2基准电源模块115.电压测量模块的硬件设计145.1主要功能与设计指标145.1.1主要

5、功能145.1.2设计指标145.2基本设计原理145.3信号调理的实现146.单片机小系统及软件设计166.1单片机小系统简介166.1.1概述166.1.2硬件说明[8]166.1.3PWM波及其产生控制方法166.1.4模数转换器介绍176.2软件设计综述176.2.1软件开发环境与烧写176.2.2软件总体结构和功能186.3单片机开环控制程序详述186.3.1程序预期目的186.3.2程序流程描述196.3.3主要全局变量列举206.3.4部分程序模块代码举例与说明206.4单片机闭环控制程序详述216.4.1程序预期目的216.4.2程序设

6、计思路216.4.3程序流程描述226.4.4主要全局变量列举236.4.5部分程序模块代码举例与说明237.致谢258.参考文献269.附录A系统操作说明书279.1按键控制及数码管显示说明2710.附录B测试和分析2810.1测试项目和方法2810.2测试的资源2910.3测试结果及分析2911.附录C课程学习心得和意见建议3112.附录D软件程序清单321.概述1.1编写说明本篇报告为上海交通大学2008级电子信息与电气工程学院学生电子系科技创新（5）的设计报告。报告中详细阐述了有关DC-DC开关电源的硬件与软件设计、开发环境、功能指标以及调试分

7、析方法。编写目的在于总结小组本次实验的设计思路与在实验中所遇到的各种问题与解决方法，总结经验，为之后的实验与研发建立基础，也可与同学小组相互借鉴学习，各取所长。本文适合电子相关专业人士以及有一定理论基础的电子设计爱好者阅读。1.2名词定义单片机小系统：单片机即单片微型计算机，是把中央处理器、存储器、定时/计数器、输入输出适配器集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。开关式稳压电源：采用开关三极管控制的直流稳压电源，可通过调节占空比控制电压输出。模数转换：将模拟信号转化为数字信号。占空比：方波信号一个周期内高电平所占的比例。开关频率：开关电源中，开关管导通

8、的频率。电压调整率：输入电压变化时，输出电压变化幅度与输入电压变化幅度的比值。纹波：叠加在直流