開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)方案(編輯修改稿)
2025-05-31 04:18 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)硬件整體分為電源電路和控制電路兩部分，通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電源輸出的采樣及顯示，過(guò)流保護(hù)，及閉環(huán)控制。兩部的有機(jī)結(jié)合，將單調(diào)的電源變得更加智能化，人性化。 電源電路工作原理，220V市電首先進(jìn)入150W變壓器，18V 交流輸出，經(jīng)過(guò)大功率整流橋整流，后又經(jīng)三個(gè)4700uf的電容并聯(lián)濾波，輸出大功率直流電源，通過(guò)雙管正激式結(jié)構(gòu)，采用TL494作為PWM控制芯片，產(chǎn)生196K 交流電壓，再經(jīng)升壓變壓器，整流濾波電路，使其輸出要求值電壓。電壓調(diào)節(jié)為脈寬調(diào)制型，并引入反饋調(diào)節(jié)，使主電路輸出更加穩(wěn)定。下圖為DCDC主回路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) DCDC主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) TL494內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖PWM控制電路圖控制電路采用凌陽(yáng)61單片機(jī)，加外圍采樣電路，PWM產(chǎn)生控制電路，鍵盤(pán)、顯示電路及一些指示電路，組成一個(gè)完整閉環(huán)控制系統(tǒng)。電源由于凌陽(yáng)SPCE061A內(nèi)置AD/DA,不需要設(shè)計(jì)此部分電路；外圍采樣電路采用比例電壓采樣電路，康銅電阻電流采樣電路，可以較準(zhǔn)確地采集到電源輸出信號(hào)；PWM產(chǎn)生及控制采用TL494加單片機(jī)控制方式 ；顯示電路采用SPLC501液晶模組；鍵盤(pán)為四按鍵式，設(shè)置鍵、確認(rèn)鍵、上調(diào)整鍵、下調(diào)整鍵；另外加有輸入指示燈，輸出指示燈，過(guò)流警示燈。整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)測(cè)試，單元電路能夠很好的協(xié)調(diào)工作。.圖3主電源電路圖在進(jìn)行電源設(shè)計(jì)初期，考慮到最大電流輸出達(dá)2A，一切器件均以大功率要求進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)。下表為部分器件選用的參數(shù)。 器件名稱(chēng)器件型號(hào)功率參數(shù)隔離變壓器BK150 150W整流或二極管 Kbpc351035A電解濾波電容 4700uF(三個(gè)并聯(lián))滑動(dòng)變阻器J2354100Ω/3A開(kāi)關(guān)管IRF3205110A表1器件參數(shù)表開(kāi)關(guān)電路的設(shè)計(jì)，開(kāi)關(guān)電路采用雙管正激式變換設(shè)計(jì)，其屬于雙端式變換電路它的高頻變壓器工作于磁滯回線兩側(cè)，是一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，工作合理的線路，適用范圍比較廣，MOSFET開(kāi)關(guān)管（IRF3205）由基級(jí)驅(qū)動(dòng)電路激勵(lì)交替導(dǎo)通與截至輸入直流電壓變換成高頻方波交流電壓，很好地解決了耐壓級(jí)飽和壓絳問(wèn)題。驅(qū)動(dòng)電路采用TL494，是一種衡頻脈寬調(diào)制控制器，內(nèi)置線性鋸齒波振蕩器震蕩頻率可通過(guò)一個(gè)外部的電阻和一個(gè)電容進(jìn)行調(diào)節(jié)，其震蕩頻率計(jì)算公式為：, ,，對(duì)于PWM脈寬調(diào)制非常方便。但是其輸出不為圖騰柱輸出，故電路模擬圖騰柱輸出，使其上升下降沿時(shí)間變短，提高開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通效率，其應(yīng)用電路圖見(jiàn)附錄。該部分的設(shè)計(jì)采用電阻比例電路，考慮到功耗，及檢測(cè)吸收能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，R2=150K,R11=5K(可調(diào))，R4=10K，在既滿(mǎn)足反饋要求，且功耗低。 本電路采用溫度漂移小的康銅錳銅絲作為采樣電阻，,考慮到單片機(jī)的識(shí)別能力及功耗問(wèn)題，經(jīng)反復(fù)測(cè)試，可以精確采樣到其兩端電壓，經(jīng)過(guò)公式： 計(jì)算輸出電流值，控制TL494進(jìn)行過(guò)流動(dòng)作保護(hù)。當(dāng)電流故障排除后，電源輸出自動(dòng)恢復(fù)。4系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)圖4為系統(tǒng)主程序流程圖。系統(tǒng)初始化后，通過(guò)上下調(diào)整鍵，步進(jìn)1V調(diào)整；當(dāng)預(yù)設(shè)鍵按下，系統(tǒng)進(jìn)入預(yù)設(shè)調(diào)整，通過(guò)上下調(diào)整鍵1V步進(jìn)調(diào)整，完成按確定鍵，系統(tǒng)輸出預(yù)設(shè)值；,系統(tǒng)自動(dòng)斷開(kāi)輸出，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作及語(yǔ)音提示報(bào)警，并且在排除過(guò)流保護(hù)后，電源自動(dòng)恢復(fù)正常狀態(tài)。系統(tǒng)主程序流程圖5系統(tǒng)測(cè)試 負(fù)載調(diào)整率的測(cè)試方法：通過(guò)一個(gè)大功率可調(diào)電阻及數(shù)字萬(wàn)用表將輸入電壓調(diào)節(jié)到18v，改變功率電阻的阻值測(cè)量輸出端電壓，其測(cè)得數(shù)據(jù)如表1所示。原因可能是變壓器沒(méi)有工作在最好狀態(tài)另外線圈手工繞制較粗糙，可以改變變壓器的加工精度提高負(fù)載調(diào)整率。表2負(fù)載調(diào)整率測(cè)試負(fù)載阻值輸出電壓輸出電流70504034291816 電壓調(diào)整率的測(cè)量方法： 用大功率可調(diào)電阻將輸入15v的電源輸出的電流調(diào)至2A，再調(diào)節(jié)輸入電壓，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)得輸出端的電壓，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表。，達(dá)到發(fā)揮部分的要求。表3電壓調(diào)整率測(cè)試Ui(v)U0(
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1