開關穩(wěn)壓電源設計方案-在線瀏覽
2025-06-21 04:18本頁面
【正文】 。1系統(tǒng)框圖圖1系統(tǒng)框圖2 方案比較與論證 DCDC變換電路的選擇方案一：單端正激式變換器該種方式電路結構簡單，但其變壓器利用率低且結構復雜，不適合自己繞制,體積也較大。因此系統(tǒng)采用方案二。AT89C51價格低廉，結構簡單,且資料豐富；但是51單片機系統(tǒng)資源有限，8位控制器，運算能力有限,且沒有內置AD/DA轉換器，需要外接大量外圍電路，編程需要價格昂貴的編程器及仿真器，不便于系統(tǒng)開發(fā)。SPCE061A凌陽單片機具有強大功能的16位微控制器，它內部集成7路10位ADC和2通道10位DAC，可以直接用于電流電壓采集，以及數(shù)字控制輸出；且其存儲空間大，能配合LCD液晶顯示的字模數(shù)據(jù)存儲及語音的存儲。本設計需要使用的軟件資源比較簡單，只需要完成數(shù)控部分、鍵盤輸入、語音播報以及顯示輸出功能。方案二：模擬圖騰柱輸出驅動由于采用模擬圖騰柱驅動電路，使PWM波的上升下降沿時間短，降低其在開關管上的功耗，從而提高其輸出效率。 PWM產生方式方案一：由單片機直接產生 SPCE061A單片機可以直接輸出可調PWM波，雖然應用簡單，但是其輸出脈寬最小調節(jié)范圍較大，不利于精確控制。 采用三角波與可調電壓經(jīng)比較器比較，也可以實現(xiàn)脈寬可調，但是驅動能力有限，用運算放大后，可以滿足要求，但是電路結構復雜，不便于制作。 使用單芯片的PWM集成控制器，電路結構簡單，便于用單片機進行控制，配合模擬圖騰柱電路，驅動開關管較為理想。產生電流可以采用在電阻兩端加電壓的方法，測量電流一般采用的方法是測量電流流經(jīng)電阻兩端的電壓進行間接計算得到的。方案一：采用普通電阻在電流比較小的情況下，普通的1/4W 或者1/8W 的電阻可以被用作電流測量，但是本題需要測量的是最大輸出電流需要達到2A的電源。因此在本系統(tǒng)中，測量電流的取樣電阻不能使用普通電阻。但是此時流過的大電流將會使電阻大量發(fā)熱，導致電阻溫度急劇上升，將產生很大的測量誤差。方案三：采用康錳銅電阻絲康錳銅電阻絲是電流測量中很常用取樣電阻，其特點在于溫度漂移量非常小。另一方面，1Ω的康錳銅電阻絲約長1m，由于和外界接觸面積大，即使通過大電流也能很快的散熱，進一步的減小溫度漂移帶來的影響。3系統(tǒng)硬件設計與實現(xiàn)兩部的有機結合，將單調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，通過雙管正激式結構，采用TL494作為PWM控制芯片，產生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。下圖為DCDC主回路的拓撲結構 DCDC主回路拓撲結構 TL494內部結構圖PWM控制電路圖電源由于凌陽SPCE061A內置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、上調整鍵、下調整鍵；另外加有輸入指示燈，輸出指示燈，過流警示燈。.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。 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4700uF(三個并聯(lián))滑動變阻器J2354100Ω/3A開關管IRF3205110A表1器件參數(shù)表開關電路的設計，開關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，是一種設計簡單，工作合理的線路，適用范圍比較廣，MOSFET開關管（IRF3205）由基級驅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。, ,，對于PWM脈寬調制非常方便。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)，R4=10K， 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。4系統(tǒng)的軟件設計圖4為系統(tǒng)主程序流程圖。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整率。表2負載調整率測試負載阻值輸出電壓輸出電流70504034291816
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