用AVRMCU实现的程控电源的设计

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1、用AVRMCU实现的程控电源的设计面向21世纪教育振兴行动计划资助项目-12-武杰笃董娟b(屮国科学技术大学“近代物理系;b科技实业总公司，合肥230026)摘要：介绍一个用低成本方式实现的程控电源的设计，此类电源主要用于给以二次电池为动力的各种手持设备在开发、测试过程中电力的供应，通过程序控制可以实现对电池不同状态下的性能模拟，并测量其主要参数。关键词:AVR;程控电源；Bootloader中图分类号:TM919文献标识码：B文章编号:1001-1390(2005)07-0012-04DesignoftheProgrammabl

2、ePowerSupplyBasedonAVRMCUWUJib,DONGJuanh(a.DepartmentofModernPhysics,b.Search&TechnologyEnterpriseGroup,UniversityofScience&TechnologyofChina,Hefei230026,China)Abstract:Thispapershowsalowcostdesignforprogrammablepowersupply,thiskindofpowerfocusonhandhelddeviceswhichus

3、erechargeablebatteries,whentheyareindevelopmentandtestphase.Thispowerisprogrammabletosimulatethedifferentstatementofbatteiyandtomeasuremainparametersofoutput.Keywords：AVR;programmablepower;l)ootloader0引言随着科技的发展，电了产品的体积越做越小，从而使得人们能够方便地携带和使用。这类产品都有一个共同的特点，那就是使用电池供电，因而对

4、电能的消耗比较敏感。目前使用较多的电池大致可分成三种：干电池、傑氢电池和锂离子电池。这三种电池受其化学性质的影响在满电和空电的情况下其输出电压是不同的，例如锂离子电池在充满电时输出电压为4.2V,而在电能耗尽的情况下输出电压就会下降到3.6V。如何模拟和测试电池在各种状态下，手持设备的工作参数，就成了这类产品在研制和生产测试过程中非常重要的一个环节。所以如何模拟产生电池的各种不同电压状态，以及如何动态监测各种状态下设备对电池能源的需求情况，就成了此类设备的首要任务。目前市场上此类产品大都为国外进口（如Keith-Iey的23XX系

5、列和Agilent的663XX系列等）,功能不错,但其价格非常昂贵。本文给出了一种用AVR单片机和开关电源实现的程序可控电源设计，用于取代一般需求情况下的进口设备，该方案的实现成本仅为同类设备购买费用的l/10o1系统结构与使用系统的整体结构如图1所示，主要由两部分组PC图1系统整体结构PC图2设备的连接TLV56_37DACV成：以ATmega8单片机为中心的系统控制、测量与通信部分和以MAX724为中心的开关电源部分。系统的连接使用方法如图2。设备有三个对外的接口：一个接220V市电供电；一个是电源输出，柑当于电池的正、负极，

6、用于连接被测设备；另外一个是通信口，与PC机的串口柑连，用于和上位机的通信。所有的命令都通过串口发送给程控电源，然后由单片机负责対接收到的命令进行解释和执行，如改变输出电压、或测量当前输出电流大小等。2开关电源部分MAX724是一个基于PWM的降压型DC-DC变换芯片，具有结构简单、效率高等特点。MAX724的工作原理如图3,V,,为DC输入端，心为DC输出端，%和叫"之间导通与否由场效应管來控制。MAX724的PWM开关频率为100kHz,输出端心的反馈电压经分压电阻乩和R2取样后送给FB管脚和内部的2.2IV参考电压进行比较。

7、当FB的电压高于参考电压时,PWM输出的占空比白动降低，从而使得心端的平均电流减少，输出电压降低；反之当FB的反馈电压低于参考电压时,PWM模块自动作反向调整使得输出的占空比增加，提高输出电压。如此便可以达到一个动态的稳定平衡，使输出端人“端的电压保持在一个稳定的范围内。通过以上分析可以得出人尸2.21x(A

8、+/?2)处，也就是说只要调整分压取样电阻/?.和&的比值，就可图3MAX724内部结构以得到不同的输出电压，这也是最常用、最简单的调整输出电压的办法。然而这种方法固然简单，其缺点也是很明显的——调整起来不方便，无法实现程

9、控。当然，如果用数字电位器来代替普通电位器，理论上可以实现程控，但就冃前技术而言，数字电位器一•般能做到的抽头级数大多为32〜256级，很难满足精细调节输出电圧的需要。为此我们作了修改，把FB通过心连接到DAC的输出，这时DAC的输出就可以等效成一