开关稳压电源论文

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1、开关稳压电源摘要采用TL494作为开关稳压电源的核心控制芯片，以BOOSTDC-DC变换器作为开关电源的主电路，以MSP430F149单片机控制D/A的输出电压作为基准，实现开关稳压电源输出电压的程控调节。应用了LM2596降压给单片机和电路供电，充分运用了有效的资源，达到了可观的性价比。关键字：DC-DC变换器、BOOST升压、PWM、TL494开关稳压电源11开关稳压电源开关稳压电源摘要采用TL494作为开关稳压电源的核心控制芯片，以BOOSTDC-DC变换器作为开关电源的主电路，以MSP430F149单片机D/A的输出电压作

2、为基准，实现开关稳压电源输出电压的程控调节。应用了LM2596降压给单片机和电路供电，充分运用了有效的资源，达到了可观的性价比。关键字：DC-DC变压器、BOOST升压、PWM、TL494、液晶12864、MSP430F14911开关稳压电源1引言开关稳压电源简称开关电源（SwitchingPowerSupply），通过控制开关管的导通比来维持输出电压的稳定，体积小、重量轻（体积和重量只有线性电源的20～30%）、效率高（一般为60～70%，而线性电源只有30～40%）、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、模块化。功耗低、纹波小、噪音

3、低、易扩容等特点，使得开关电源具有高的稳定性和性价比，在仪器、仪表、工业自动化等领域得到广泛应用。2方案的选择与论证2.1系统方案的设计系统设计框图如图2.1所示，输入为220V，50Hz交流电压，经电压变换，整流滤波后得到约23V的直流电压，送入Boost电路，经滤波输出直流。CPLD与单片机组成的数字控制模块输脉宽调制信号(PWM)，由按键控制改变PWM占空比，从而控制Boost电路的输出电压。该输出电压可在25—45V范围内步进调节，实现多路电压输出。最大输出电流高达2A。输出电压经电阻采样，送至控制模块，通过PID算法计算

4、调整下一次传送的控制信号，形成反馈回路，实现宽电压输入，稳压输出的功能。图2.1系统原理图11开关稳压电源2.2DC-DC主回路拓扑方案的选择与论证2.2.1概述根据输入与输出之间是否有变压器隔离，DC-DC变换器可分成隔离式和非隔离式两类。非隔离式又有六种拓扑：Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、Sepic和Zeat。2.2.2方案选择方案一：隔离型的开关电源中高频变换器的基本形式有五种：单端正激式、单端反激式、半桥式、全桥式和推挽式。其中单端正激式和单端反激式结构简单、易于实现，半桥式、全桥式和推挽式电路结构较

5、复杂对驱动电路要求较高、输出功率较大。由于实际中已经给出用应用220V隔离变压器，所以应用二次隔离变压就显得有些繁琐。方案二：非隔离型DC-DC变换器没有开关变压器，采用Boost升压变换器可以实现电压将直流电压升高。第二种方案的电路简洁且能满足题目要求，而且性价比也比第一种方案好，故选非隔离型BoostDC-DC变换器作为本题目的主电路。如图2.2。图2.2BoostDC-DC变换电路2.3控制方法及实现方案的选择与论证2.3.1控制方法选择与论证方案一：电流模式控制PWM是双闭环控制系统，电压外环控制电流内环，电流内环是瞬时快

6、速按照逐个脉冲工作的。功率级是由电流内环控制的电流源，而电压外环控制此功率级电流源，在该双环控制中，电流内环只负责输出电感的动态变化，因而电压外环仅需控制输出电容，不必控制LC储能电路。电流型控制可以逐个周期限制电流，过流保护也变得容易实现。同时对推挽或全桥变换器可以克服输出变压器的磁偏。11开关稳压电源方案二：电压模式控制只有一个电压反馈闭环，采用脉冲宽度调制法，即将电压误差放大器采样放大的慢变化的直流信号与恒定频率的三角波上斜坡相比较，通过脉冲宽度调制原理，得到当时的脉冲宽度。电流控制模式虽然具有良好的线性调整率和快速的输入输

7、出动态响应，但是需要双环控制，增加了电路设计和分析的难度，且当占空比大于50%时若没有斜坡补偿，控制环变得不稳定，抗干扰性能差，在比赛过程中不利于发挥，故选则电压控制型。2.3.2实现方案采用电压控制，8051F040单片机D/A输出电压作为给DC-DC输出的电压反馈信号的参考信号来控制脉宽调制（PMW）信号，占空比的变化可以改变BoostDC-DC变换器的电压输出。如图2.3.图2.3TL494控制电路图2.4保护电路的选择与论证2.4.1保护电路的选择方案方案一：过压、欠压保护电路进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，用一个

8、4比较器LM339及几个分立元器件构成的过压、欠压保护电路。取样电压可以直接从辅助控制电源整流滤波后取得，它反映输入电源电压的变化，比较器共用一个基准电压，一个为欠压比较器，一个为过压比较器，调整电阻可以调节过、欠压的动作阈值。由于2个比较器的输出