基于单片机的DCDC变换器设计

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1、第24卷第23期电子设计工程2016年12月Vol.24No.23ElectronicDesignEngineeringDec.2016基于单片机的DC-DC变换器设计尹庆庆，张祥庆，李文祁，郭吟浩，王珊（山东师范大学山东济南250358）摘要：本开关电源设计采用STC12C5A60S2单片机发生43kHz的PWM脉冲信号，经过IR2104控制MOS管，从而控制整个BUCK（降压式变换）电路和BOOST（升压式变换）。单片机内部自带的10位ADC能通过电压电流检测，实时反馈电流和电压数值，并由此调整输出的PWM的占空比，形成电流电压闭环控制系统。按键能设

2、置输出电流从1A到2A，以0.05A递增，按键设置的输出电流的误差小于0.02A。液晶能显示实时输出电流与电压。根据测试，同步BUCK效率为96%，同步BOOST效率为95%。具有充电过压保护功能。关键词：开关电源；BUCK；BOOST；STC单片机；IR2104；过流保护中图分类号：TN98文献标识码：A文章编号：1674－6236（2016）23-0186-04DesignofDC鄄DCconverterbasedonsinglechipmicrocomputerYINQing鄄qing，ZHANGXiang鄄qing，LIWen鄄qi，GUOYin

3、鄄hao，WANGShan（ShandongNormalUniversity，Jinan250358，China）Abstract:ThedesignofthisswitchingpowersupplyadoptstheSTC12C5A60S2microcontrollertosendoutthePWMpulsesignalof47kHz，whichcangetcommandoftheMOStubesthroughIR2104，thuscontrollingthewholeBUCK（Astep-downconversion）andBOOST（Aboost

4、conversion）circuit.TheADCwith10internalthatcomesfromtheMCUcandetectthereal-timecurrentfeedbackandthevoltagevalues，andtherebyadjustingthedutycycleoftheoutputPWMtoformaclosed-loopcurrentvoltagecontrollingsystem.Thebuttoncansettheoutputcurrentfrom1Ato2Aincreasedby0.05A，withtheerrorw

5、ithin0.02A.Thereal鄄timeoutputvoltageandcurrentcanbedisplayedbyLCD.Accordingtothetest，theefficiencyofsynchronousBUCKwas96%whilethesynchronousBOOST'swas95%，whichproveditsfunctionofovervoltageprotectionincharging.Keywords:switchingpower；BUCK；BOOST；STCmicrocontroller；IR2104；over鄄curr

6、entprotection随着电子科学技术的迅速发展，电源的应用领域越来越广泛，同时也对电源的性能提出了更高的要求。近年来，新的电子元器件，新电磁材料，不断出现，传统的电源逐渐被开关电源代替，开关电源具有频率高、效率高、功率因数高、可靠性高、体积小等特点[1]，并成为现代供电系统的主流。但是，随着电子科学技术的发展，我们对测量的精度和应用的便捷性要求越来越高。提高开关电源的精度、效率和减小体积仍然是我们需要解决的问题[2]。针对以上的问题，我们将对开关电源进行进一步的改造，为了方便实际实验数据的读取和测量精度的提高，我们图1总体设计构架用低功耗的LCD作

7、为数据显示装置，用单片机控制产生1.2控制电路PWM波并读取数据[3]，从而设计了这款基于单片机的DC-DC控制电路采取性价比较高的单片机STC12C5A60S2；显变换器。示采取低功耗LCD，用来显示输入电压，输出电压，标准电流，实际电流[4]。1作品硬件结构及设计1.3驱动电路1.1总体框架IR2104是一种高性能的半桥驱动芯片，该芯片内部是采总体设计构架如图1所示。用被动式泵荷升压原理[5]。主开关数量较少，驱动电路简单，线圈圈数较少，可以减轻重量，抗不平衡能力强，不需要泄放回路。收稿日期：2015-12-20稿件编号：201512207作者简介：

8、尹庆庆（1994—），男，山东潍坊人。研究方向：电源技术。－186－万方数据尹庆