开关电源稳压电源设计报告

1、开关稳压电源摘要：本系统以直流电压源为核心，msp430f149单片机为主控制器，通过键盘来设置直流电源的输出电压，设置步进。并可由led显示实际输出电压值。本系统由单片机程控输出数字信号，经过d/a转换器输出，实现数字给定。实现数控可调稳压。单片机系统还兼顾对恒压源进行实时监控，输出电压经过采样后，通过a/d转换芯片，实时把模拟量转化为数据量，再经单片机分析处理， 通过数据形式的反馈环节，使电压更加稳定，这样构成稳定的电压源。关键词：数控恒压源 闭环控制 一.设计任务及要求1.设计任务: 设计制作具有一定电压范围和功能的数控电源. 2.设计要求在电阻负载条件下，使电源满足下述要求：1基本要求

2、（1） 输出电压uo可调范围：30v36v；（2） 最大输出电流iomax：2a；（3） u2从15v变到21v时，电压调整率su2%（io=2a）；（4） io从0变到2a时，负载调整率si5%（u2=18v）；（5） 输出噪声纹波电压峰-峰值uopp1v（u2=18v,uo=36v,io=2a）；（6） dc-dc变换器的效率70%（u2=18v,uo=36v,io=2a）；（7） 具有过流保护功能，动作电流io（th）=2.50.2a；2发挥部分（1） 进一步提高电压调整率，使su0.2%（io=2a）；（2） 进一步提高负载调整率，使si0.5%（u2=18v）；（3） 进一步提高效率

3、，使85%（u2=18v,uo=36v,io=2a）；（4） 排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态；（5） 能对输出电压进行键盘设定和步进调整，步进值1v，同时具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。（6） 其他。 二、总体方案论证与比较方案一：采用51系列单片机作为整机的控制单元，通过改变输入数字量来改变给定信号间接地改变输出电压的大小。为了能够使系统具备检测实际输出电压值的大小，可以经过adc进行模数转换，间接用单片机实时对电压进行采样，然后进行数据处理及显示。采用软件方法来解决数据的预置以及电流的步进控制。方案二：采用msp430f149作为控制器，该单片机具有超低低功耗和片内具有a

4、dc，可以很方便的数据的采集和信息处理。考虑到现在对msp430f149比较熟悉，并且该单片机具有超低功耗和adc，只需要外界一个dac即可控制输出电压。所以我们采用方案二比较合理。本方案的基本原理框图如下所以：测试通道恒压输出dc-dc变换整流滤波交流输入辅助电源部分d/a转换器反馈通道a/d转换器单片机及外围电路led显示键盘二、硬件电路设计：1、稳压电源输入级前端设计：首先经过调压器和变压器将市电转换一个较小的交流电压，通过热敏电阻和压敏电阻防止冲击电压和浪涌电流。通过emi滤波后整流得到直流电作为dc-dc的输入。1）变压、整流、滤波把220v交流电经变压器引入系统后，先经过调压器和变

5、压器，二极管整流桥整流再通过大容量电容滤波处理，整流后电压为输入电压的1.21.5倍。2、dc-dc变换器的设计：1) 由于要求u2从15v变化到21v，输出电压是30v到36v变化，故采用升压电压作为主电路，考虑到对uc3525比较熟悉，故采用uc3525作为控制芯片，升压主电路图如下：由于电压输入到电路板上有辐射干扰，需加电源输入滤波电容和退偶电容，经验值选择470u的电解电容和0.1u的瓷片电容。1 开关管选择ifr640， 各个参数均满足电路性能及指标要求。2 续流二极管选择 肖特基二极管。频率: ，频率需要根据开关管来选择，暂取取r=47k，c选择102瓷片电容，3 电感参数计算：

6、r为电流纹波系数，经验值为0.30.5，一般取r=0.4最佳， 2) 辅助电源：考虑到题目中要求辅助电源用整流后的直流电转换得到，并且uc3525的供电电压范围宽，可采用7815芯片做辅助电源，7815是一个三端稳压芯片，输出电压是15v，能提供1a的电流。辅助电源电路如下：3) 控制电路设计 芯片5、6、7号引脚是调整频率和死区时间，1号角是电压反馈信号，与2号角给定信号作比较产生开关管的控制信号。通过按键切换实现固定给定和数字给定。4) 保护电路设计方案一：通过对电流采样与给定电流信号比较产生高电平，接到uc3525的10号角实现过流保护，当10号角为高电平时，芯片无pwm输出。方案二：过流保护方案二通过电流采样放大至adc，通过算法输出高电平使得继电器线圈得点，常闭触点动作实现过流保护。由于方案一中无pwm输出，但是开关管两端还有很高的电压。综合上述，采用单片机控制更可靠。5) 电流采样放大电路由于采样电