《开关稳压电源》word版

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1、湖南工学院设计课题：开关稳压电源组员：刘功文杜志成刘品田班级：电气0801班设计指标：1.输出电压可调范围：30～36V；2.最大的输出电流：2A;3.从15v变到21v，电压调整率<2%4.从0A变到2A，负载调整率：<5%(=18v);5.DC-DC变换器的效率>70%（=18v,=36v,=2A）;6.具有过流保护的功能，即继电器的动作电流为2.5A。设计要求：1.DC-DC变换器的输出电压高于输入电压，因此需要一个升压斩波电路2.功能要求该开关稳压直流电源应具有输出电压同步可以调、键盘设定；过流保护，出现故障后能自动恢复正常，同

2、时能具有输出电压，电流的测量与显示的功能3.对于各个模块必须要自制辅助电源来供电，而且效率不能太低。输入和输出必须没有直接的电气隔离，而且输入端已有隔离变压器隔离，因此无直接的电气隔离电路。方案讨论根据上述的要求，不难构建系统的整体框架图，220V交流电压经过隔离、降压、整流、滤波后，得到比较稳定的直流电压，在经过DC-DC电路升压后再滤波得到比较平滑的直流输出电压，输出电压、电流经过检测元件、AD转换芯片进行采样，经过运算后就可以得到需要的PWM信号去驱动功率开关，当检测到电流到达到2.5A时，单片机发出命令前级处理电路的继电器，从而

3、使供电中断，可靠的实现电路的安全。综上所述，我们可以得到总的原理框图2、控制部分控制部分主要完成输出电压的键盘设计与步进，以及电压电流的液晶屏幕的显示，主要以单片机为控制中心开展工作，围绕单片机可以很容易地实现过流过压功能。单片机控制方框图（4-1）所示。图（2-1）单片机系统最小系统单片机可以选用51系列的单片机，通过AD将输入电压、输出电压和电流进行采样，单片机还完成对键盘的控制和液晶屏的显示功能。输出电流的采样依靠串联在输出回路的采样电阻完成，为了减少损耗，采样电阻采用温度特性好的康铜丝绕制，阻值0.1欧姆左右，经差动放大器INA

4、148送入A/D,计算处理得到负载回路的电流值。这种检测输出电流的方案稳定可靠，精度高。当检测到输出电流达到2.5A时，单片机发送断开前级处理电路的继电器，从而使供电中断，可靠地保护电路的安全。采用延时恢复技术实现故障排除后自动恢复功能。为了使输出电压在30~36V间步进可调，我们用数字电位器X9312做采样电阻R2，通过调整其阻值改变输出电压幅度。X9312为10K、100档数字电位器，足够满足题目输出30~36V可调的要求。X9312和其串联的5K欧姆的电阻R1两端电压受UC3843调节，X9312两端电压等于UC3843内部基准电

5、压Uref=2.5V,因此调整数字电位器阻值，即可调整输出电压幅值。根据测试精度要求和现有的实际情况选用合适的A/D，可选用8bit串行模数转换器ADC0832，用于采样电流值。单片机接收A/D转换器的数据并定时刷新，通过内部处理得出实际的电压电流值，实现实时采样和电压电流值的显示。为了提高实时检测的精度，对所测数据求平均以减少干扰。2.1人机交互及保护电路设计人机交互主要完成输出电压的键盘设定和步进、输入电压、输出电压与电流的测量与显示过流等功能。其系统实现方框（2-2）所示图（2-2）人机交互界面本设计单片机最小系统由时钟电路、复位

6、电路、片外RAM、片外ROM、按键、数码管、液晶显示、ADC、DAC及外部接口等组成。图（4-3）为单片机最小系统结构框图。图（2-2）单片机最小系统结构框图2.3芯片及功能介绍2.3.1ADC模数转换芯片0832AD转换芯片0832是8位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于其体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者喜欢，目前有很高的普及率。下图（4-4）为AD转换芯片0832的引脚图。图（2-4）AD0832的引脚图芯片接口说明：CS片选使能，低电平芯片使能；CH0模拟输入通道0；CH1模拟输入通道1；GND芯片参考0电位；DI数据

7、信号输入，选择通道控制；D0数据信号输出，转换数据输出；CLK芯片时钟输入；Vcc/Ref电源输入及参考电压输入。2.3.2DAC数模转换芯片0832DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成，下图（4-5）为DAC0832芯片的引脚图。图（2-5）DAC数模芯片0832DAC0832芯片的引脚说明：D0～D7：8位数据输入线，TTL电平，有

8、效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出错)；ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效；CS：片选信号输入线（选通数据锁存器），低电平有效；WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500n