【正文】 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) I 安徽工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 題 目： 基于單片機(jī)的開關(guān)電源 設(shè)計(jì) 作 者 姓 名 ： 導(dǎo)師及職稱 ： 導(dǎo)師所在單位： 2020 年 6 月 13 日 汪強(qiáng)：基于單片機(jī)的開關(guān)電源設(shè)計(jì) II 摘 要 本次設(shè)計(jì)的主要目的是實(shí)現(xiàn)一個開關(guān)電源，開關(guān)電源在日常生活中應(yīng)用非常廣泛，比如 電視機(jī)、電腦、冰箱以及其他常用的電子產(chǎn)品都需要開關(guān)電源，如今是數(shù)字化時代，用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品十分方便，所以在這次設(shè)計(jì)中使用了單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)提出了一種基于脈沖寬度調(diào)制 (PWM)高效率、低功耗開關(guān)電源直流電壓轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方法 , 采用全橋、降壓、推挽回路為主電路拓?fù)?，單片機(jī)對輸出電壓和電流進(jìn)行采樣形成高精度的電壓電流反饋。 在設(shè)計(jì)中對輸入進(jìn)行了濾波同時還進(jìn)行了輸入保護(hù)的設(shè)計(jì)，對功率變換電路進(jìn)行了著重介紹 ,逆變電路使用 MOSFET 斬波電路進(jìn)行逆變，對高頻變壓器的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，使用 IR2110 對 MOSFET 斬波電路進(jìn)行驅(qū)動。 單片機(jī)控制部分使用 80C51 單片機(jī)進(jìn)行控制，對反饋的電壓值進(jìn)行顯示，可以通過鍵盤對輸出電壓值進(jìn)行設(shè)定實(shí)現(xiàn)人機(jī)交換。單片機(jī)將設(shè)定值傳輸給 PWM 控制器，通過PWM 控制器控制 MOSFET 斬波電路從而控制輸出， PWM 控制器使用 TL494, 本次設(shè)計(jì)中使用的控制策略為 PID 算法。 關(guān)鍵詞 ： TL494；脈寬調(diào)制；開關(guān)電源； PWM； MOSFET 斬波 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) III Abstract This design of main purpose is to achieve a switching power supply, switching power supply is widely used in daily life in, such as televisions, puters, refrigerator and other monly used electronic products require power supply, now is The digital age, electronic products achieved with SCM very convenient, so the design used in this MCU. This design is a design method of DC voltage switching power is proposed which is based on PWM modulates and has high efficiency and low power loss. It uses entire bridge, voltage dropping and pushpull to return route as primarily electric circuit topology. MCU carries on the sampling to the output voltage and the electric current to form a high accuracy voltage and current feedback. In the design while filtering the input we also make an Input protection design. The design focuses on the power conversion circuit. Inverter circuit uses MOSFET chopper circuit to inverter. Calculate the relevant parameters of high frequency transformer. Use Ir2110 to drive the MOSFET chopper circuit. MCU control part uses 80C51. MCU shows the feedback voltage. In order to achieve humanputer exchange the design through the keyboard to setting the output voltage. MCU will set the value transmitted to the PWM controller. IN order to control the output voltage. The design uses the PWM controller to control the MOSFET chopper circuit. The PWM controller is TL494. The control strategy is used by the PID algorithm. KEYWORDS: TL494。 Pulse Width Modulation。 Switching power supply。 PWM。 MOSFET chopper circuit. 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 目錄 第 1 章緒論 ............................................................... 4 開關(guān)電源工作原理 .................................................. 4 開關(guān)電源的組成 .................................................... 5 開關(guān)電源的特點(diǎn) .................................................... 5 開關(guān)電源發(fā)展方向 .................................................. 5 第 2 章 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) .................................................... 7 方案論證 .......................................................... 7 主體思路 .......................................................... 8 軟件設(shè)計(jì)思路 ..................................................... 10 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ..................................................... 11 隔離式高頻開關(guān)電源 ............................................... 11 輸入電路設(shè)計(jì) ..................................................... 11 功率變換電路設(shè)計(jì) ................................................. 13 功率管 MOSFET 及其驅(qū)動 ............................................ 18 輸出電路設(shè)計(jì) ..................................................... 23 PWM 控制電路 ..................................................... 26 單片機(jī)控制電路 ................................................... 30 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) ......................................................... 34 總體編程思想 ..................................................... 34 鍵盤防抖動子程序 ................................................. 34 數(shù)碼顯示子程序 ................................................... 35 采樣子程序設(shè)計(jì) ................................................... 36 中斷處理程序設(shè)計(jì) ................................................. 37 PID 控制算法 ..................................................... 38 數(shù)字濾波 ......................................................... 38 參考文獻(xiàn) ................................................................ 40 結(jié)論與展望 .............................................................. 41 致 謝 .................................................................. 42 附錄 1電氣原理圖 ........................................................ 44 附錄 2外文文獻(xiàn)及譯文 .................................................... 48 附錄 3參考文獻(xiàn)摘要 ...................................................... 54 附錄 4部分程序代碼 ...................................................... 56 汪強(qiáng)：基于單片機(jī)的開關(guān)電源設(shè)計(jì) 2 插圖清單 圖 11 開關(guān)電源的工作原理 .................................................................................................... 4 圖 21 開關(guān)電源的一般框圖 .................................................................................................... 7 圖 22 非隔離式 DCDC 結(jié)構(gòu) .................................................................................................. 7 圖 23 隔離式 DCDC 結(jié)構(gòu) ..................................................................................................... 8 圖 24 系統(tǒng)總框圖 .................................................................................................................. 9 圖 31 開關(guān)電源的基本功能框圖 ............................................................................................11 圖 32 輸入電路原理圖 ..........................................................................................................11 圖 33 熱 敏電阻的溫度系數(shù) .................................................................................................. 13 圖 34 典型的全橋推挽式隔離變換器電路結(jié)構(gòu) .....................................................................