基于程控開關穩(wěn)壓電源設計

　　1 總體設計方案

　　采用AT89S52單片機為控制核心，對普通的開關電源控制部分進行優(yōu)化設計，并通過軟件編程實現(xiàn)了對開關電源的智能控制。設計中采用隔離變壓器將市電變壓后通過整流濾波送至DC-DC升壓變換器，經(jīng)過一系列的控制整合電路之后可實現(xiàn)設計要求。系統(tǒng)總體框圖如圖1.1所示。

　　1．1 DC-DC主回路拓撲

　　采用UC3842和MAX4080構成DC-DC轉換電路。UC3842是一塊功能齊全、較為典型的單端電流型PWM控制集成電路，內包含誤差放大器、電流檢測比較器、PWM鎖存器、振蕩器、內部基準電源和欠壓鎖定等單元。電流控制型升壓DC-DC轉換電路，外接元器件少、控制靈活、成本低，輸出功率容易做到100W以上。當然，DC-DC轉換電路也可以采用成品模塊，若用PI公司生產的DPA-Switch設計開關電源具有集成度高、外圍電路簡單、發(fā)熱量少、性能指標優(yōu)良。

　　由UC3842設計的DC-DC升壓電路直接用誤差信號控制電感峰值電流，間接地控制PWM脈沖寬度，達到控制輸出端電壓的目的。開關管以UC3842設定的頻率周期開閉，使電感L儲存能量并釋放能量。當開關管導通時，電感充電，把能量儲存在L中。當開關截止時，L產生反向感應電壓，通過二極管把儲存的電能釋放到輸出電容器中。輸出電壓由傳遞的能量多少來控制，而傳遞能量的多少由通過電感電流的峰值來控制。具體設計電路如圖1.2所示。

　　1．2 保護電路

　　在大電流的情況下容易損壞芯片，所以需要對大電流的情況給予電路保護。設計中采用單片機控制繼電器的通斷來控制電路中的電流，對輸出電路電流采樣，采樣值與額定值比較，反饋比較電路如圖1．3所示，當電流大于2．5A時，則產生信號使單片機進入中斷處理程序，使繼電器起動，實現(xiàn)DC-DC電路的斷電，從而達到保護電路的作用。單片機控制電路如圖1．4所示。該方案中單片機控制繼電器的吸合時間短，而且易于實現(xiàn)。

　　1．3 數(shù)字設定及顯示電路

　　采用AT89S52單片機和集成芯片CD4051實現(xiàn)程控和步進，用單片機控制鍵盤實現(xiàn)輸出電壓的初始設定，可以實現(xiàn)電壓的步進1V，步減1V。使用液晶顯示輸出電壓和電流，可撥動轉換開關來選擇顯示電壓／電流模式。

　　1．4 程序設計

　　在設計好相關電路的基礎上，通過編程由單片機對開關電源進行智能控制。系統(tǒng)由單片機AT89S52控制，電源系統(tǒng)具有"＋‰"和"－"步進功能，步進幅度為1V。同時AT89S52結合繼電器等電路實現(xiàn)了電路過流保護功能，并且能實時顯示開關電源的輸出電壓和電流。程序總流程圖和中斷流程圖如圖1(5，6)所示。