基于单片机控制的开关电源的设计

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1、哈尔滨剑桥学院毕业设计论文题目：基于单片机控制的开关电源的设计学生：指导教师：专业：电气工程及其自动化班级：12级电气2班2016年5月哈尔滨剑桥学院毕业设计（论文）审阅评语指导教师评语建议成绩：是否同意答辩：同意答辩□不同意答辩□指导教师（签名）职称年月日评阅人评语建议成绩：是否同意答辩：同意答辩□不同意答辩□评阅教师（签名）职称年月日哈尔滨剑桥学院毕业设计（论文）答辩评语及成绩答辩评语答辩成绩:答辩小组组长签字：年月日毕业论文成绩指导教师成绩：评阅成绩：答辩成绩：综合指导教师成绩、评阅成绩、答辩成绩，经答辩委员会评定，该学生毕业论文总成绩：答辩委员会主任单位：答辩委员会主任签字：职称：年

2、月日基于单片机控制的开关电源的设计摘要电源技术是一种应用功率半导体器件，综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术的多学科的边缘交叉技术，随着科学技术的发展，电源技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关。目前电源技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科。他对现代通讯、电子仪器、计算机、工业自动化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高效率、高可靠的电源起着关键作用。本文设计主要目的是实现一个单片机控制开关电源，所以在这次设计中使用了单片机实现。在这次设计文档中，详细阐述了开关电源与线性电源的比较，总体结构设计，通过键盘预置期望输出电压值，模/数

3、转换器对输出电压进行采样，由软件控制单片机输出相应的脉冲宽度，对开关电源进行脉宽调制，输出预期的电压。并采用PID算法控制输出电压稳定，构成可输出12v到0v的可调节电压，并显示实时预置值与电压。关键词：财开关电源；半导体；PID算法；闭环控制；数控I目录摘要I1绪论11.1课题环境背景21.1.1绿色节能型开关电源21.1.2智能化数字电源21.1.3可编程开关电源21.2电源技术的发展与方向21.2.1线性电源和开关电源21.2.2电源技术的发展方向31.2.3开关电源的市场前景和研究现状31.3本文研究主要内容42系统方案设计52.1开关电源工作原理52.2开关电源与线性电源的比较52

4、.2.1线性电源的缺点52.2.2开关电源的优点52.3系统方案论证62.3.1方案162.3.2方案262.3.3方案372.3.4方案分析72.3.5总体结构设计72.4系统难点分析82.4.1如何提高电源工作频率82.4.2储能电感的绕制92.4.3标度转换技术102.5开关变换器结构分析与选择102.5.1降压变换电路分析112.5.2升压型变换电路122.5.3Buck-Boost型变换器122.6开关电路器件参数选择132.6.1功率开关管的选择132.6.2滤波电容的选择132.6.3储能电感的选择142.6.4续流二极管的选择143硬件电路设计153.1电源电路设计153.1

5、.1整流滤波电路153.1.2开关变换电路153.1.3保护电路163.2控制电路设计173.2.1反馈电路设计183.2.2显示电路设计183.2.3单片机与键盘接口电路设计194软件设计214.1总体编程思想214.1.1键盘防抖动子程序224.1.2显示子程序234.1.3采样子程序244.1.4中断处理程序设计254.1.5PID控制算法265系统调试275.1硬件模块调试275.1.1整流滤波电路的调试275.1.2AD转换的调试275.1.3脉冲输出电路的调试275.1.4功率开关管的调试275.2电源性能指标的测试275.2.1电源的技术指标285.2.2输出电压的测试295.

6、2.3最大输出电流的测试295.2.4过流保护的测试305.2.5电压调整率的测试305.2.6纹波电压的测试30结论31致谢32参考文献33附录34哈尔滨剑桥学院毕业论文基于单片机控制的开关电源的设计1绪论1.1课题环境背景电源技术是一种应用功率半导体器件，综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术的多学科的边缘交叉技术，随着科学技术的发展，电源技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关。目前电源技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科。他对现代通讯、电子仪器、计算机、工业自动化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高效率、高可靠的电源起着关键

7、作用。开关电源与线性电源相比，二者的成本都随输出功率的增加而增长，但二者增长速率不同。线性电源成本在某一输出功率点上，相反高于开关电源。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。开关电源推动了高新技术产品的请便化、小型化。另外开关电源的发展与应用在安防监控，节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义[1]。1.1.