开关稳压电源(E题)设计报告_国赛一等奖开关稳压电源(E题)设计报告_国赛一等奖.pdf

开关稳压电源（E题） 摘 要 本系统以Boost升压斩波电路为核心，以MSP430单片机为主控制器和PWM 信号发生器，根据反馈信号对PWM信号做出调整，进行可靠的闭环控制，从而实 现稳压输出。系统输出直流电压30V～36V 可调，可以通过键盘设定和步进调整， 最大输出电流达到2A，电压调整率和负载调整率低，DC-DC变换器的效率达到 93.97%。能对输入电压、输出电压和输出电流进行测量和显示。 系统特色：1）输出电压反馈采用“同步采样”方式，能有效避免电压尖峰 对信号检测的影响。2）采用多种有效措施降低系统的电磁干扰（EMI），增强电 磁兼容性（EMC）。3）具有完善、可靠的保护功能，如：过流保护、反接保护、欠 压保护、过温保护、防开机“浪涌”电流保护等，保证了系统的可靠性。 1 1 11 方案论证 1.1 DC-DC主回路拓扑 方案一 间接直流变流电路：结构如图1-1所示，可以实现输出端与输入端 的隔离，适合于输入电压与输出电压之比远小于或远大于1的情形，但由于采用 多次变换，电路中的损耗较大，效率较低，而且结构较为复杂。 图1-1 间接直流变流电路 方案二 Boost升压斩波电路：拓扑结构如图1-2所示。开关的开通和关断 受外部PWM信号控制，电感L将交替地存储和释放能量，电感L储能后使电压泵 升，而电容 C 可将输出电压保持住，输出电压与输入电压的关系为 UO=(ton+toff)，通过改变PWM控制信号的占空比可以相应实现输出电压的变化。 该电路采取直接直流变流的方式实现升压，电路结构较为简单，损耗较小，效率 较高。 L V D E C UO R L 图1-2 Boost 升压斩波电路拓扑结构 综合比较，我们选择方案二。 1.2 控制方法及实现方案 方案一 利用PWM专用芯片产生PWM控制信号。此法较易实现，工作较稳定， 但不易实现输出电压的键盘设定和步进调整。 方案二 利用单片机产生PWM控制信号。让单片机根据反馈信号对PWM信号 做出相应调整以实现稳压输出。这种方案实现起来较为灵活，可以通过调试针对 本身系统做出配套的优化。但是系统调试比较复杂。 1 在这里我们选择方案二。 1.3 系统总体框图 B oost B oost BB oooosstt 隔 离 整 流 输 出 D C D C A C A C D C