開關(guān)穩(wěn)壓電源設計方案(編輯修改稿)
2025-05-31 04:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 硬件設計與實現(xiàn) 系統(tǒng)硬件整體分為電源電路和控制電路兩部分，通過單片機實現(xiàn)電源輸出的采樣及顯示，過流保護，及閉環(huán)控制。兩部的有機結(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市電首先進入150W變壓器，18V 交流輸出，經(jīng)過大功率整流橋整流，后又經(jīng)三個4700uf的電容并聯(lián)濾波，輸出大功率直流電源，通過雙管正激式結(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主回路的拓撲結(jié)構(gòu) DCDC主回路拓撲結(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61單片機，加外圍采樣電路，PWM產(chǎn)生控制電路，鍵盤、顯示電路及一些指示電路，組成一個完整閉環(huán)控制系統(tǒng)。電源由于凌陽SPCE061A內(nèi)置AD/DA,不需要設計此部分電路；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，可以較準確地采集到電源輸出信號；PWM產(chǎn)生及控制采用TL494加單片機控制方式 ；顯示電路采用SPLC501液晶模組；鍵盤為四按鍵式，設置鍵、確認鍵、上調(diào)整鍵、下調(diào)整鍵；另外加有輸入指示燈，輸出指示燈，過流警示燈。整個系統(tǒng)經(jīng)過測試，單元電路能夠很好的協(xié)調(diào)工作。.圖3主電源電路圖在進行電源設計初期，考慮到最大電流輸出達2A，一切器件均以大功率要求進行計算設計。下表為部分器件選用的參數(shù)。 器件名稱器件型號功率參數(shù)隔離變壓器BK150 150W整流或二極管 Kbpc351035A電解濾波電容 4700uF(三個并聯(lián))滑動變阻器J2354100Ω/3A開關(guān)管IRF3205110A表1器件參數(shù)表開關(guān)電路的設計，開關(guān)電路采用雙管正激式變換設計，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)，是一種設計簡單，工作合理的線路，適用范圍比較廣，MOSFET開關(guān)管（IRF3205）由基級驅(qū)動電路激勵交替導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飽和壓絳問題。驅(qū)動電路采用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一個外部的電阻和一個電容進行調(diào)節(jié)，其震蕩頻率計算公式為：, ,，對于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，使其上升下降沿時間變短，提高開關(guān)管的導通效率，其應用電路圖見附錄。該部分的設計采用電阻比例電路，考慮到功耗，及檢測吸收能力，通過實驗測試，R2=150K,R11=5K(可調(diào))，R4=10K，在既滿足反饋要求，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，,考慮到單片機的識別能力及功耗問題，經(jīng)反復測試，可以精確采樣到其兩端電壓，經(jīng)過公式： 計算輸出電流值，控制TL494進行過流動作保護。當電流故障排除后，電源輸出自動恢復。4系統(tǒng)的軟件設計圖4為系統(tǒng)主程序流程圖。系統(tǒng)初始化后，通過上下調(diào)整鍵，步進1V調(diào)整；當預設鍵按下，系統(tǒng)進入預設調(diào)整，通過上下調(diào)整鍵1V步進調(diào)整，完成按確定鍵，系統(tǒng)輸出預設值；,系統(tǒng)自動斷開輸出，進行保護動作及語音提示報警，并且在排除過流保護后，電源自動恢復正常狀態(tài)。系統(tǒng)主程序流程圖5系統(tǒng)測試 負載調(diào)整率的測試方法：通過一個大功率可調(diào)電阻及數(shù)字萬用表將輸入電壓調(diào)節(jié)到18v，改變功率電阻的阻值測量輸出端電壓，其測得數(shù)據(jù)如表1所示。原因可能是變壓器沒有工作在最好狀態(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載調(diào)整率。表2負載調(diào)整率測試負載阻值輸出電壓輸出電流70504034291816 電壓調(diào)整率的測量方法： 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)字萬用表測得輸出端的電壓，測得數(shù)據(jù)如下表。，達到發(fā)揮部分的要求。表3電壓調(diào)整率測試Ui(v)U0(
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