【正文】 簡單、需要的驅(qū)動功率小、開關(guān)速度快、負(fù)載電流大等特點。綜合考慮后，我們把開關(guān)頻率設(shè)定為 20kHz。 本章小結(jié) 本章通過對比選擇合適的主電路和控制電路，為了能夠使系統(tǒng)穩(wěn)定運行，加入必要的保護(hù)電路，整理方案畫出系統(tǒng)的整體框圖。 濾波電容器選擇：要求輸出的最大電流為 2A，最大電壓為 36V，按照電路效率為 80％計算： 輸出最大功率為： Pm=UO*Io=36V*2A=72W 整個電路輸入的功率： Pin= Pm/=72W/=90W 所以輸出最大功率為 72W,整個電路輸入的功率約為 90W。選擇合適的 MOS 管，柵極驅(qū)動器的負(fù)載能力必須足夠大，以確保在系統(tǒng)要求的時間內(nèi)完成對柵極等效電容（ CEI）的充放電。它是一種低功耗、超高速 半導(dǎo)體 器件，可大幅降低開關(guān)損耗并提高開關(guān)頻率。 電容的參數(shù)計算 ： CB=IO(UOUIN)/(UO△ U/T) 基于 51 單片機的開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計 10 其中， ΔUO為負(fù)載電壓變化量，取 20 mV,f=20kHz,UO=36V 時 ,CB=,取為 3000μF，實際電路中用多只電容并聯(lián)實現(xiàn)，減小電容的串聯(lián)等效電阻（ ESR），起 到減小輸出電壓紋波的作用， 更好地實現(xiàn)穩(wěn)壓 ]5[ 。 單片機的選擇： 單片機根據(jù)電壓的設(shè)定值和電壓反饋信號調(diào)整 PWM 控制信號的占空比，實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出，同時，單片機與采樣電路相結(jié)合，將為系統(tǒng)提供各種保護(hù)措施，并實現(xiàn)輸出電壓、輸出電流的測量和顯示。 擁有 8路高速的 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，而且內(nèi)部有低功耗掉電喚醒專用定時器 。 榆林 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 32 單片機引腳 的設(shè)計 在電子設(shè)備 的設(shè)計中，不僅要達(dá)到所需的要求，還要保 證產(chǎn)品能夠穩(wěn)定的工作。電流比較大，加入過流保護(hù)以 免線路燒壞影響工作，電壓通過單片機反饋實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出，保護(hù)電壓。電流信號在放大后反饋給單片機經(jīng)過 A/D 采樣。 此過流保護(hù)是在開關(guān)每個開斷周期內(nèi)都會對電流進(jìn)行檢測，檢測到過流時便強行 關(guān)斷，防止開關(guān)場效應(yīng)管被燒壞。 本系統(tǒng)是通過按鍵調(diào)節(jié)占空比來實現(xiàn)電壓可調(diào)。 EA/VPP31XTAL119XTAL218RST9(RD)17(WR)16(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)1512345678(AD0)39(AD1)38(AD2)37(AD3)36(AD4)35(AD5)34(AD6)33(AD7)32(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30(TXD)11(RXD)10GND20VCC40U1STC15F2K60S21 2 3 4 5 6 7 8 9J112345678910111213141516J2VCCVCCVCC1K+470uF VCCGNDS1S2GND顯示部分PWMA/D 圖 35 單片機及顯示電路連接 榆林 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 效率的分析及計算 第 二章中已指出，提高效率是該設(shè)計的總體要求，效率的高低決 定著該電子設(shè)備 的價值。采用的升壓二極管恢復(fù)速度快，損耗小，而且還增加了濾波電路，降低了紋波。目前，該設(shè)計硬件 設(shè)計已經(jīng)基本完成。 3) 設(shè)定輸出電壓值。 軟件設(shè)計思路 預(yù)制 開機電壓為 30V,中斷初始化之后，通過 PWM 輸出頻率來控制 MOS 管的通斷， MOS 管連續(xù)的開通與斷開達(dá)到升壓的效果，然后輸出電壓、電流 通過 A/D轉(zhuǎn)換給 單片機 ，單片機 反饋給 LCD1602， 顯示屏上出現(xiàn)輸出電壓電流值。具體程序見附錄 B。 //基本計數(shù)器低 8 位清零 CH = 0x00。 //允許 PAC 計數(shù) } 按鍵 程 序 通過兩個按鍵來調(diào)節(jié)電壓的大小，主要程序如下： include include define uint unsigned int define uchar unsigned char sbit key_add = P1^4。 void scan_key(void) { if(key_add == 0) { delay(200)。 if(cp2 = 163)cp2 = 163。 ccc = cp2。 榆林 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 5 系統(tǒng) 仿真 測試 系統(tǒng)仿真 本系統(tǒng)主要是以 Boost 斬波電路為核心，以 51 單片機為主控制。仿真如下圖所示。 圖 51 輸出電壓 30V，電流 通過按鍵 k++使電壓變大，最大電壓可達(dá)到 36V。 PCB 繪制 如下圖 53 所示。 單相交流調(diào)壓器：改變輸入電壓進(jìn)行測試，計算效率。 DCDC 變換器效率的測試方法： 在隔離變壓器輸出 為 15V, 直流輸出電壓為36V、輸出電流為 2A 的條件下，測得輸入電壓 Ui 和輸入電流 Ii的直流平均值，效率 η＝ (Uo?Io/Ui?Ii)╳ 100％ 。 負(fù)載調(diào)整率是衡量電源好壞的指標(biāo)，好的電源輸出接負(fù)載時電壓降小。紋波峰 峰值 =。單片機輸出的 PWM 的高低電平，通過專用芯片可以實現(xiàn) MOS 管的高速開通和關(guān)斷。 VCC1IN2SD3COM4VB8HO7VS6LO5BIR2302SPWMGND+12VPWMINSMOS 管驅(qū)動 圖 51 驅(qū)動芯片引腳 2）使用性能更好的 器件，如換用導(dǎo)通電阻更小的電力 MOS 管，采用低阻電容。 基于 51 單片機的開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計 24 榆林 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 總結(jié) 拿到本設(shè)計的題目后，我首先對題目的理解做了一些資料的查閱，確定設(shè)計的方向，然后根據(jù)所確定的方向查閱了大量資料，再結(jié)合任務(wù)書中老師的的要求，對方案有了大體的輪廓，進(jìn)行了方案論證，確定了設(shè)計方案：將 系統(tǒng)主要分為主電路模塊、控制模塊、顯示模塊三部分。仿真的成功預(yù)示著硬件的成功。 硬件電路制作完畢后，開始調(diào)試。大學(xué)四年的學(xué)習(xí)過程中，雖然進(jìn)行了較多的實驗與實習(xí)，但多數(shù)是是驗證性的，很簡單，很少有自己的設(shè)計。我還要感謝我的同學(xué)們，在平時的學(xué)習(xí)中給我解惑，在硬件的制作中給我?guī)兔??？傊?，它的樸實無華，平易近人深深地感染著我們。 最后我要感謝我的家人和朋友。 再次由衷的感謝你們！ 基于 51 單片機的開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計 30 附 錄 31 附 錄 A EA/VPP31XTAL119XTAL218RST9(RD)17(WR)16(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)1512345678(AD0)39(AD1)38(AD2)37(AD3)36(AD4)35(AD5)34(AD6)33(AD7)32(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30(TXD)11(RXD)10GND20VCC40U1STC15F2K60S21 2 3 4 5 6 7 8 9J112345678910111213141516J2VCCVCCVCC1K+470uF VCCGNDS1S2GND顯示部分PWMA/D 電路部分 保護(hù)電路 +12VGND20KRup+12VTEST47KRjz1Rjz2GNDSDCjz84567LM393BGND104C393+12V+12V200Rzb103CzbQ2IRF1405PWM TESTGND GND(a) (b)+12VGND20KRup+12VTEST47KRjz1Rjz2GNDSDCjz84567LM393BGND104C393+12V+12V200Rzb103CzbQ2IRF1405PWM TESTGND GND(a) (b) VCC1IN2SD3COM4VB8HO7VS6LO5BIR2302SPWMGND+12VPWMINSMOS 管驅(qū)動 10mHL2Inductor470uFC?104CBHC? 銅康絲Rtext2輸出濾波Uo+Uo+2GND Uo PWM 附 錄 32 附 錄 B 主函數(shù) //使用 \ 輸出 PWM 波形， include include include include sfr PCA_PWM2 = 0xf4。 uint cp0,cp3,adc_num。 sbit P3_6 = P3^6。 sbit P3_4 = P3^4。 uchar cp1。這一年，成長了很多。 我要感謝我的所有同學(xué)，在這個團(tuán)結(jié)奮斗、積極向上、充滿愛心的集體中，我獲得了不斷進(jìn)取的動力。 在大四這一年中，老師給了我許多幫助。 基于 51 單片機的開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計 26 參考文獻(xiàn) 27 參考文獻(xiàn) [1] 莊淵昭．開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計 [J]．電子制作 , 2020, (9): 5861． [2] 謝光希 ,張華 ,王川．基于 TL494 的開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計 [J]．中國高新技術(shù)企業(yè) , 2020, (16): 9091． [3] 任國海．電力電子技術(shù) [M]．杭州 : 浙江大學(xué)出版社 , 2020． [4] 王水平 ,史俊杰 ,田慶安．開關(guān)穩(wěn)壓電源原理、設(shè)計及實用電路 [M]．西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 , 2020． [5] 王磊 ,李建敏 ,李平．基于 PWM 的開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計 [J]．電腦知識與技術(shù) :學(xué)術(shù)交流 , 2020, 9(2): 922924． [6] 譚立嘯．一種小功率開