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1、程控开关稳压电源的设计摘要本系统以TIMSP430F169为核心，电压可预置，步进电压为0.1V，输出电压范围为20V～36V，输出电流为0～2A。可显示预置电压，实测电压，实测电流，实测效率。该系统主要由最小单片机系统，PWM信号控制芯片TL494，开关电源升压主回路，片上A/D以及片上D/A组成。系统通过键盘预置电压值送给TL494形成闭环反馈回路，采样康铜丝上的电压间接推算出电流并显示。本系统具有调整速度快，精度高，电压调整率低，负载调整率低，效率高，无需另加辅助电源板，输出纹波小等优点。关键词：C8051F020；T
2、L494；开关电源；BOOST电路。ABSTRACTForthissystemtoTIMSP430F169corevoltagecanbepreset,steppingvoltageof1Voutputvoltagerangeof20Vto36V,outputcurrentis0-2A.Thatpresetvoltagecanbemeasuredvoltage,currentmeasurement,themeasuredefficiency.ThesystemmainlybythesmallestSCMsystem,TL49
3、4chipPWMcontrolsignal,themainboostswitchingpowersupplycircuit,chip’sA/DandD/Acomponent.ThroughthekeyboardpresetvoltageTL494gaveaclosed-loopfeedbackloop,samplingthevoltagecopperwireKangindirectlycurrentandprojectedthat.Thesystemhasadjustedspeed,highprecision,lowvolt
4、ageadjustment,theadjustedrateslowload,highefficiency,noauxiliarypowersupplyplusaplate,theadvantagesofsmalloutputripple.Keywords:MSP430F169;TL494;SwitchingPowerSupply;BoostCircuit.一、方案论证与比较1.1主控CPU的选择方案一：采用AT89S51单片机进行控制。51单片机外接A/D和D/A比较简单，但是由于51单片机功能简单，对于这种复杂的系统来说做
5、起来比较复杂。方案二：采用超低功耗单片机MSP430F169，这是一个完全集成的混合信号系统级MCU芯片。内部集成12的A/D和D/A芯片，且这个单片机资源非常丰富。采用JTAG方式，可通过USB口在线下载调试，使用十分方便，并且低功耗便于整体效率的提高。1.2DC-DC主回路拓扑的方案选择DC-DC变换有隔离和非隔离两种。输入输出隔离的方式虽然安全，但是由于隔离变压器的漏磁和损耗等会造成效率的降低，隔离变压器绕制复杂，所以选择非隔离方式，具体有以下几种方案：方案一：BUCK拓扑。见图1，开关管V1受占空比为D的PWM波的控
6、制，交替导通或截止，再经L和C滤波器在负载R上得到稳定直流输出电压Uo=D*Vd（D≤1），由于输入电压为18V，输出电压20～36V，故不能满足要求。方案二：BOOST拓扑。见图2，开关V1导通时电感储能，截止时电感能量输出。只要电感绕制合理，能达到要求的输出电压30～36V，且输出电压Uo呈现连续平滑的特性。方案三：BUCK-BOOST拓扑。见图3，由于电路属于升降压拓扑，控制比较复杂，由于本题只需升压，故选择方案二。C1V1VdVoC2D1L1图1C1VdVoC2D1L1图2V1C2C1V1VdVoD1L1图31.3控
7、制方法的方案选择方案一：采用单片机产生PWM波,控制开关的导通与截止。根据片内A/D采样后的反馈电压程控改变占空比，使输出电压稳定在设定值。负载电流在康铜丝上的取样经片内A/D后输入单片机，当该电压达到一定值时关闭开关管，形成过流保护。该方案主要由软件实现，控制算法比较复杂，速度慢，输出电压稳定性不好，若想实现自动恢复，实现起来比较复杂。方案二：采用恒频脉宽调制控制器TL494，这个芯片可推挽或单端输出，工作频率为1～300KHz，输出电压可达40V,内有5V的电压基准，死区时间可以调整，输出级的拉灌电流可达200mA，驱动
8、能力较强。芯片内部有两个误差比较器，一个电压比较器和一个电流比较器。电流比较器可用于过流保护，电压比较器可设置为闭环控制，调整速度快。鉴于上面分析，选用方案二。1.4电流工作模式的方案选择方案一：电流连续模式。电流连续工作状态，在下一周期到来时，电感中的电流还未减小到零，电容的电流能够得倒
