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( k- I! x* B$ Z! h- A& L摘要: 基于PWM技术和AD型单片机设计了中功率升压开关稳压电源设计。电源主要单片机控制模块、DC-DC
) z/ Q/ I3 I3 y" F: B3 y/ k转换模块和显示键盘模块组成。单片机对DC-DC转换模块进行电压、电流采样，并通过PWM调制信号对开关稳压
% h0 m- z4 D% R7 U0 l T9 B电源实现闭环控制，同时具有过流检测、保护和报警的功能。2 `$ L* A* b; ^; ^
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关键词: AD型单片机; DC-DC 转换; PWM调制: P) W8 C; f; w% r* n1 H+ r! i
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本文采用AD型mcu单片机设计中功率升压开关稳压 C" f1 }1 F; O% A
电源，解决了传统的采用多芯片组设计方法中存在的:噪声. y" A# H6 J) O+ l
性能、应用灵活性、体积和生产成本等问题，在移动通信、
3 S) I8 `3 |. U$ T车载设备和工业控制等领域具有广泛的应用前景。
+ `1 f, \; }8 f2 o+ E1系统设计
4 n" E3 Z$ m4 M6 E' x) r/ e+ d4 x1.1总体设计
' [( v( I1 H% T$ N5 [8 V7 E2 W本设计的系统框图如图1所示。
. O/ z3 b5 H \# V1.2模块说明/ H4 q+ l+ S1 m( E1 s6 e2 h4 a6 x
(1)单片机控制模块 通过采集电源的电流、电压参8 j" u3 u1 n% v: ~: u5 Y
数进行处理，并给出相应的PWM调制信号,实现负反馈闭" W( U, w% l2 I* x6 a
环控制达到电源的稳定输出;同时具有过流检测、保护和报.$ y/ `/ t4 Y8 _2 @0 y* q( |0 l
警功能。控制回路中的PWM与AD转换都是由AD型单片
% ^ y( A' m- O* K7 |/ m机(STCI2C5410AD)[2)实现的，单片机控制系统主要流程
5 D. w1 k% }* [1 e6 ~" Y图如图2所示。
0 D: b7 |5 Y2 S, Y8 E(2) DC-DC转换模块 影响开关稳压电源效率主要有. C2 }) y {1 j3 y6 X- u* y
以下三点:电感、开关管和工作频率。本文采用典型的+ X, O& ]. y) Z# r) L7 J
Boost拓扑结构",根据现有的铁氧体和铁硅铝两种磁芯材
! p( _) E% ?5 \; a9 P料性能比较，采用铁硅铝环形磁芯来做电感元件，其高频稳0 D6 n1 v5 l5 `/ }
定性能好，且磁损耗小，与EE、EI型铁氧体的电感比较,, f5 e6 E$ h. b$ z1 ^# e0 g
其漏电感较小，可有效地减小和抑制开关电源的纹波和噪声，: @2 x8 A" f; z5 P5 ?
由于电感线圈在高频时存在趋肤效应，采用多股铜线并) o$ b% V; v9 x" n2 ]( e- m& F4 @) U. x
绕的方法，来减小了趋肤效应对电感Q值的影响，从而提* G- v, O. ?5 @# _" Z: M% t
高DC-DC的转换效率;主回路中半导体开关管导通电阻的
1 |" I4 a8 w+ Y; d4 i) T大小直接影响电源的转换效率，新一代的功率场效应管的导& E* p, Y) {1 F* D" I
通电阻已做到小于0.10,开关的功率损耗相对较小，采用+ V- T V0 r( X- K
场效应管作为主回路的开关管，选用IRFI3710,其导通电阻
+ H& k' f6 h; J2 Q: _& p2 z为0.0250;工作频率与效率成正比，但频率选择高对电感( L" ^1 K) c; u# [
磁芯材料要求也高。根据开关电源效率的要求，选择的工作
8 g" |1 R: N( D. k3 M @频率在不影响电感性能的情况下要尽可能的高。
7 F' n. D; b7 v/ q" Z(3)显示键盘模块设计:显示键盘的MCU和控制系统.
6 v. O1 U3 v/ @$ E2 i- EMCU之间采用串行通信方式进行数据通信，用液晶屏显示
# i# C+ K5 _: F# {; \( T% l( o实时电压，电流数值以及电源回路的工作状;通过触摸屏对
: J& o, R& W2 R8 L; m' v& P输出电压进行设定和步进调整。# l! U4 k$ U6 @: ]6 w
2电源设计和测试结果
9 L/ T5 |' S0 J采用上述设计方案，设计- -种中功率升压稳压电源，技
/ n" E6 y6 A" k) G' |术要求为输入18V+3V交流，输出为36V/2A直流。DC-DC
; R7 H1 z- O7 P- S, w. o转换模块电路如图3所示。; a4 p) }: Y: |" h
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1 I4 J& B d; l _( |' D附件下载：
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发表于 2020-2-6 13:27
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