双向DC变换基于单片机的恒流开关电源.docx

qq交流群361587316毕业论文（设计）中文题目：基于单片机的恒流开关电源英文题目：MCU-based switching power supply design姓名学号专业班级指导教师提交日期摘要本开关电源设计采用STC12C5A60S2单片机发生47KHZ的PWM脉冲信号，经过IR2104控制MOS，从而控制整个BUCK（降压式变换）电路。单片机内部自带的10位ADC能通过电压电流检测电流实时反馈电流和电压数值，并由此调整输出的PWM的占空比，形成电流电压闭环控制系统。按键能设置输出电流从0.2A到2A，以0.01A递增，输出最大10V，液晶能显示实时输出电流与电压。根据测试，满载的供电效率为88%。按键设置的输出电流的误差小于0.01A。关键词：开关电源，BUCK，STC单片机，IR2104，恒流源MCU-based switching power supply design AbstractThe switching power supply design uses STC12C5A60S2 microcontroller PWM pulse signal 47KHZ happen, after MOS driver IC IR2104 control the whole BUCK circuit. MCU comes with 10 internal ADC voltage detection current by real-time feedback current and voltage values, and thereby adjust the output PWM duty cycle, forming a voltage closed-loop control system. Button can set the output voltage from 0V to 10V limit of, 1V steps, the LCD can display real-time output voltage and current. 10W at the rated power output, full load power efficiency of 81%. Buttons to set the output voltage error is less than 0.1V..Key words: Switching power supply BUCK STC microcontroller IR2104 Adjustable output 目录1 前言11.1课题研究意义11.2研究现状及存在问题11.3研究内容和方式22系统分析42.1 系统论述42.2 Buck工作原理42.3 Buck波形分析52.4 Buck稳压分析62.5小结73硬件设计83．1总统框架83．2各部分电路的选择83．3小结134软件设计144．1电压电流双闭环控制算法设计144．2主程序程序设计154．3按键子程序设计154．4 ADC中断程序164．5 关键程序175系统测试195．1实物图片195．2电压调整率测试195.3 负载调整率测试215.4 电路效率测试226 总结256．1结论256．2创新点256．3存在问题25致谢26参考文献27附录28附 C语言程序源代码281 前言1.1课题研究意义开关电源顾名思义，开关电源便是使用半导体开关器件（如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等），经过控制电路，使半导体开关器件不停地“导通”和“关闭”，让半导体开关器件对输入的电压进行脉冲调制，从而完成直流到交流、直流到直流电压变换，和输出电压可调和自动稳压。开关电源一般有三种工作模式：频率、脉冲宽度固定模式，频率固定、脉冲宽度可变模式，频率、脉冲宽度可变模式。前一种工作模式多用于直流交流逆变电源，或直流/直流电压变换；后面两种工作模式一般用在开关稳压电源。另外，开关电源输出电压也有三种工作式样：直接输出电压的方式、平均值输出电压的方式、幅值输出电压的方式。同样的，前一种工作方式经常用在直流/交流逆变电源，或直流/直流电压变换；后两种工作模式经常用于开关稳压电源[1]。1.2研究现状及存在问题近半个世纪以来，国内外学者对开关电源进行了很多的研究，取得了很多的成果。1.2.1国外研究现状上个世纪的50年代初，美国宇航局为了搭载火箭，开关电源诞生了，这便是开关电源诞生的起源，此开关电源以小型化、轻巧化为目标。在历史进程中进行了近半个多世纪后，开关电源技术越来越成熟，更因具备了性能稳定、小、发热较低、轻、转换效率高等优点慢慢的在取代了传统电源技术下所制造的不间断工作电源，并在电子设备等各领域有了广泛的应用。最终在80年代，率