2007年题开关稳压电源.doc

开关稳压电源 ? ? 山东大学 周勇 宁金龙 赵立歧 ? 摘要 本系统以C8051F020为核心，电压可预置，步进电压为1V，输出电压范围为30V到36V，输出电流为0-2A。可显示预置电压，实测电压，实测电流，实测效率。该系统主要由最小单片机系统，PWM信号控制芯片TL494，开关电源升压主回路，A/D以及D/A组成。系统通过键盘预置电压值送给TL494形成闭环反馈回路，采样康铜丝上的电压间接推算出电流并显示。本系统具有调整速度快，精度高，电压调整率低，负载调整率低，效率高，无需另加辅助电源板，输出纹波小等优点。 关键词：C8051F020；TL494；开关电源；boost电路。 ABSTRACT For this system to C8051F020 core voltage can be preset, stepping voltage of 1V output voltage range of 30V to 36V, output current is 0-2A. That preset voltage can be measured voltage, current measurement, the measured efficiency. The system mainly by the smallest SCM system, TL494 chip PWM control signal, the main boost switching power supply circuit, A / D and D / A component. Through the keyboard preset voltage TL494 gave a closed-loop feedback loop, sampling the voltage copper wire Kang indirectly current and projected that. The system has adjusted speed, high precision, low voltage adjustment, the adjusted rates low load, high efficiency, no auxiliary power supply plus a plate, the advantages of small output ripple. Keywords: C8051F020; TL494; Switching Power Supply; Boost Circuit. 一、方案论证与比较 1.1 DC-DC主回路拓扑的方案选择 DC-DC变换有隔离和非隔离两种。输入输出隔离的方式虽然安全，但是由于隔离变压器的漏磁和损耗等会造成效率的降低，而本题没有要求输入输出隔离，所以选择非隔离方式，具体有以下几种方案： 方案一：串联开关电路形式。开关管V1受占空比为D的PWM波的控制，交替导通或截止，再经L和C滤波器在负载R上得到稳定直流输出电压Uo。该电路属于降压型电路，达不到题目要求的30--36V的输出电压。（见图1） ?????????????????????????????? ?图1 ?图2  ?????????????????????????????????? 图3 方案二：并联开关电路形式。并联开关电路原理与串联开关电路类似，但此电路为升压型电路，开关导通时电感储能，截止时电感能量输出。只要电感绕制合理，能达到题目要求的30--36V，且输出电压Uo呈现连续平滑的特性。（见图2） 方案三：串并联开关电路形式。实际上此电路是在串联开关电路后接入一个并联开关电路。用电感的储能特性来实现升降压，电路控制复杂。（见图3） 由于本题只需升压，故选择方案二。 1.2 控制方法的方案选择 方案一：采用单片机产生PWM波,控制开关的导通与截止。根据A/D后的反馈电压程控改变占空比，使输出电压稳定在设定值。负载电流在康铜丝上的取样经A/D后输入单片机，当该电压达到一定值时关闭开关管，形成过流保护。该方案主要由软件实现，控制算法比较复杂，速度慢，输出电压稳定性不好，若想实现自动恢复，实现起来比较复杂。 方案二：采用恒频脉宽调制控制器TL494，这个芯片可推挽或单端输出，工作频率为1--300KHz，输出电压可达40V,内有5V的电压基准，死区时间可以调整，输出级的拉灌电流可达200mA，驱动能力较强。芯片内部有两个误差比较器，一个电压比较器和一个电流比较器。电流比较器可用于过流保护，电压比较器可设置为闭环控制，调整速度快。 鉴于上面分析，选用方案二。 1.3