【正文】 其他電路連接到回路中。 第 4 章 結(jié)果與討論本章是對(duì)開關(guān)電源波形、效率與單片機(jī)控制的實(shí)際結(jié)果的分析與討論。 開始 系統(tǒng)初始化 開中斷實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示 鍵盤掃描是否報(bào)警 有命令？N 執(zhí)行命令Y五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 26 圖 37 主程序流程圖 A/D 模塊程序 A/D 模塊的流程圖如圖 48 所示，將采樣電阻上的電壓采集在轉(zhuǎn)換為電流數(shù)據(jù)來(lái)控制＝流過(guò) LED 燈珠的電流，并將計(jì)算的結(jié)果給 LCD 顯示。 主控板電路原理圖模塊五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 22 本系統(tǒng)采用 STC12C5A60S2 單片機(jī)為控制核心，可以將整個(gè)電路的原理圖分為 5 個(gè)模塊，分別是 STC12C5A60S2 模塊、供電部分、顯示接口、溫度傳感器 DS18B20 與揚(yáng)聲器報(bào)警電路、按鍵模塊 圖 31 單片機(jī)主控板 2 供電部分 圖 32 單片機(jī)供電模塊五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 23 3 顯示接口 圖 33 為 12864 液晶與 1602 液晶提供接口 4 溫度傳感器 DS18B20 與揚(yáng)聲器報(bào)警電路 圖 34DS18B20 與揚(yáng)聲器報(bào)警電路 5 A/D 輸入接口與 PWM 輸出接口五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 24 圖 35A/D 輸入接口與 PWM 輸出接口 由于芯片 TNY279 沒有直接的 PWM 調(diào)光的方式因此采用 STC12C5A60S2 單片機(jī)輸出的 PWM 信號(hào)來(lái)控制光耦，使 TNY279 芯片的 EN/UV 引腳跟輸入負(fù)極導(dǎo)通。按理五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 21想的條件計(jì)算可以有 （210）)()(08. 150?? ????在兩個(gè)邊上各開出 左右的氣隙，7，繞線線徑的選取對(duì)與圓形截面的的漆包線，其導(dǎo)線的截面積（S）與直徑（d）之間的關(guān)系為 （211）24dS??流過(guò)導(dǎo)線的電流有效值 IRMS與導(dǎo)線的截面積（S）和電流密度（J）之間的關(guān)系為 （212）IRMS?由上面的（211）與（212）兩個(gè)公式可以得到直徑的計(jì)算公式 （213）JIdRMS?4? 本章小結(jié)本章講解了在小功率電源中常用的反激式開關(guān)電源的原理及反激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)，反激式開關(guān)電源重點(diǎn)講解了變壓器的制作，關(guān)與磁芯的磁飽和與變壓器線圈的匝數(shù)進(jìn)行了說(shuō)明，并以一個(gè) 16W 的開關(guān)電源為實(shí)例介紹了變壓器各參數(shù)的計(jì)算。 （29）maxIax1 )1)((DUNinFO???在輸出回路中由于整流二極管與線路的壓降大約有 1V 的壓降，因此輸出電壓為 24V帶入上面的公式我們可以得到 )())((108 匝?????N同上可以算出給單片機(jī)供電所需繞組的線圈匝數(shù)，給單片機(jī)供電的電壓要求為 6～28V 考慮到降低能量我們將電壓規(guī)定到 7 伏在整流二極管上有一定的壓降。單端反激式開關(guān)電源的反射電壓為 Vor=110V，在初級(jí)繞組的嵌位端采用VU240min?P6KE200A，將初級(jí)電壓嵌位在 200V 之間，加上輸入電壓一共有差不多 560V，在TNY279PN 芯片中集成了一個(gè) 700V 的功率 MOSFET，因此選擇 P6KE200A 來(lái)做嵌位電路如圖29 是反激式開關(guān)電源的嵌位吸收電路。 1，變壓器的磁芯選擇 下圖是關(guān)于功率與磁芯型號(hào)對(duì)照表 圖 27 開關(guān)電源型號(hào)與輸出功率的對(duì)照表【8】由于輸出功率為 16W 因此我選擇 EE22。由于在中柱磨出氣隙時(shí)在漏磁靠外面的線圈屏蔽，所以 EMI 會(huì)好一些。 【7】不然后果很嚴(yán)重。為了不讓開關(guān)電????210?源的變壓器不飽和采用在磁芯中間開氣隙，在設(shè)計(jì)開關(guān)電源的變壓器時(shí)如果選擇較低的Bm 將導(dǎo)致線圈匝數(shù)增多，由于在繞制的線圈中存在電阻如果線圈匝數(shù)越多電阻越大導(dǎo)致五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 16在工作時(shí)變壓器上線圈的損耗增大，導(dǎo)致變壓器線圈發(fā)熱，由于磁芯存在居里溫度，當(dāng)溫度上升到 Bm 將下降當(dāng)居里溫度是表示的材料失去磁性的溫度，鐵氧體的居里溫度一般在 220℃，但是一般變壓器設(shè)計(jì)工作溫度不能超過(guò) 80℃，應(yīng)為在 100℃以上時(shí)，其飽和磁通密度 Bs 已跌至常溫的 70％。因此綜合考慮一般在小于 3040W 的開關(guān)電源才用順序繞法，大于 40W 由于漏感較大將產(chǎn)生很高的關(guān)斷電壓對(duì)開關(guān)芯片產(chǎn)生很大的沖擊，在嵌位電路上消耗的能量將更多導(dǎo)致效率下降。 ，開關(guān)電源變壓器的繞線方法先來(lái)說(shuō)說(shuō)開關(guān)電源變壓器的繞制有兩種方法：順序繞制和夾層繞法。TinySwitchIII 集成了一個(gè) 700 V 的功率 MOSFET、振蕩器、高壓開關(guān)電流源、電流限流(用戶可選)及熱關(guān)斷電路。 ，確定設(shè)計(jì)要求輸入電壓：220 V(AC)177。5，輸入整流、濾波電路。OSPN)(? 反激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)反激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)可以分為：1，確定設(shè)計(jì)要求。（2）功率開關(guān)兩端的電壓 UCE 在理想的變壓器中不存在漏感的條件先討論這個(gè)功率開關(guān)兩端電壓的情況。此時(shí)次級(jí)整流二極管 VD導(dǎo)通，將存儲(chǔ)在初級(jí)線圈 Np 中的能量傳遞給次級(jí)，傳遞到次級(jí)的能量用來(lái)對(duì)電容 C1 充電與負(fù)載供電【3】 。Uo為輸出電壓。1，反激式開關(guān)電源工作電路簡(jiǎn)圖 如圖 23 是反激式開關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在輸入的交流市電經(jīng)過(guò)整流、濾波后有310V 左右的直流電如 23 圖中的(a)圖，J1 為高頻變壓器，Q1 為功率開關(guān)管 MOSFET，VD為輸出整流二極管，C1 為濾波電容，Np 與 Ns 分別是高頻變壓器的初級(jí)線圈匝數(shù)與次級(jí)線圈匝數(shù)。 反激式開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)是電路比較簡(jiǎn)單，體積比較小，反激式開關(guān)電五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 12源輸出電壓受占空比的調(diào)制幅度，相對(duì)于正激式開關(guān)電源來(lái)要高很多。五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 11 圖 21 AC/DC 開關(guān)電源典型框圖 開關(guān)電源的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)開關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指功率變換電路的結(jié)構(gòu)，其中開關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包含降壓式變換器、升壓式變換器、反激式變換器、正激式變換器、推挽式換化器、半橋式變換器、全橋式變換器。 開關(guān)電源的基本原理 如圖（21）可以分為幾步：1，輸入的交流電經(jīng)過(guò) EMI 跟整流濾波電路后就變成直流電。五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 10 圖 12 不同溫度對(duì) LED 伏安特性曲線 同樣溫度對(duì) LED 的光衰以有很大的影響。因此當(dāng) LED 正常工作時(shí)當(dāng)電壓很小波動(dòng)時(shí)都會(huì)導(dǎo)致電流的很大波動(dòng)。 優(yōu)缺點(diǎn)：體積小， 耗電量低 ，使用壽命長(zhǎng)，高亮度、低熱量，環(huán)保，堅(jiān)固耐用。近年來(lái)，LED 光效不斷提升，并突破單一顏色的局限性，向白色光照明邁進(jìn)。其中較有代表的為金鹵燈、鈉燈。 第二代照明光源：熒光燈 20 世紀(jì) 30 年代，荷蘭科學(xué)家開發(fā)出第一支熒光燈，其具有發(fā)光效率高，壽命長(zhǎng)，光色好等優(yōu)點(diǎn)，使得其在家居、辦公、商業(yè)照明燈領(lǐng)域逐漸取代白熾燈成為使用最廣泛。第四代光源：固態(tài)芯片發(fā)光如LED. 第一代照明光源：白熾燈 1879 年,美國(guó)愛迪生發(fā)明了具有實(shí)用價(jià)值的碳絲白熾燈,使人類從漫長(zhǎng)的火光照明時(shí)代進(jìn)入電氣照明時(shí)代。 在開關(guān)電源的制作過(guò)程中研究如何提高開關(guān)電源的效率、減少 EMI 干擾等。 本文的研究?jī)?nèi)容 本文主要研究反激式開關(guān)電源與單片機(jī)控制的數(shù)控電源，反激式開關(guān)電源主要是用來(lái)給 LED 供電。規(guī)定要求在輸出功率為 ～50W 普通電源的空載功耗不超過(guò) ；50～250W 普通電源空載時(shí)的功耗不超過(guò) 。如美國(guó)的 PI 公司開發(fā)的 TOP 系列的單片開關(guān)電源芯片。幾年來(lái)的實(shí)踐已經(jīng)證明，這一決策是完全正確的。國(guó)內(nèi) 2022 年中國(guó)開關(guān)電源市場(chǎng)總體銷售額達(dá)到 億元，銷售額比同期增漲％ 。1955 年發(fā)明的自激推挽式晶體管單變壓器直流變換器，率先實(shí)現(xiàn)了高頻轉(zhuǎn)換的控制功能。傳統(tǒng)的線性集成穩(wěn)壓電源，線性穩(wěn)壓電源其內(nèi)部調(diào)整管與負(fù)載相串聯(lián)其調(diào)整管工作在線性區(qū)而得名，其優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)壓性能好，輸出紋波小，電路簡(jiǎn)單，成本低但是效率一般在 45%左右。它具有效率高（可達(dá) 70%～90%） 、體積小（單位體積下的輸出功率僅為線性穩(wěn)壓電源的 1/4） 、重量輕（單位質(zhì)量下的輸出功率約為線性電源的 4 倍） 【1】 。電力能源是國(guó)家人民生活、科技發(fā)展的支柱。關(guān)鍵詞： 數(shù)控電源；反激式開關(guān)電源；STC12A60S2；PWM 五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文 4 Abstract Compared with the traditional switch power supply ,Numerical control is easy to realize the power supply more intelligent more perfect power management ,Some of the information can be power through the display device display application is convenient for us ,Easy and digital system interface ,Through the program to control power in different occasions without replacement hardware circuit and many other advantages. This paper in traditional flyback type of switch power supply basis ,Through the use of STC12A60S2 singlechip flyback ty