基于AD型单片机的中功率升压开关稳压电源设计

刘工在呢

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
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
6 G, @; i; g$ t% i, z; _+ H* X电源实现闭环控制，同时具有过流检测、保护和报警的功能。

关键词: AD型单片机; DC-DC 转换; PWM调制

本文采用AD型mcu单片机设计中功率升压开关稳压
电源，解决了传统的采用多芯片组设计方法中存在的:噪声
性能、应用灵活性、体积和生产成本等问题，在移动通信、
车载设备和工业控制等领域具有广泛的应用前景。
1系统设计
1.1总体设计
本设计的系统框图如图1所示。
/ e* c. j( V$ {4 p) n, Z# \1.2模块说明
(1)单片机控制模块 通过采集电源的电流、电压参
) T" s/ S$ n8 b/ m数进行处理，并给出相应的PWM调制信号,实现负反馈闭
环控制达到电源的稳定输出;同时具有过流检测、保护和报.
警功能。控制回路中的PWM与AD转换都是由AD型单片
机(STCI2C5410AD)[2)实现的，单片机控制系统主要流程
8 ]8 G, a1 i" H图如图2所示。
(2) DC-DC转换模块 影响开关稳压电源效率主要有
以下三点:电感、开关管和工作频率。本文采用典型的
$ H& U, g; S& M" T  c( aBoost拓扑结构",根据现有的铁氧体和铁硅铝两种磁芯材
料性能比较，采用铁硅铝环形磁芯来做电感元件，其高频稳
定性能好，且磁损耗小，与EE、EI型铁氧体的电感比较,
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，
由于电感线圈在高频时存在趋肤效应，采用多股铜线并
绕的方法，来减小了趋肤效应对电感Q值的影响，从而提
高DC-DC的转换效率;主回路中半导体开关管导通电阻的
9 E/ n7 C) ]2 V2 w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
/ U0 h& c% ~7 Y: j: S3 c, q通电阻已做到小于0.10,开关的功率损耗相对较小，采用
场效应管作为主回路的开关管，选用IRFI3710,其导通电阻
为0.0250;工作频率与效率成正比，但频率选择高对电感
- j: k, @: v/ I0 }1 w磁芯材料要求也高。根据开关电源效率的要求，选择的工作
1 `& V& ]: L8 E9 S8 l频率在不影响电感性能的情况下要尽可能的高。
1 ^# E+ B! S& ?% m# N2 s5 i3 d(3)显示键盘模块设计:显示键盘的MCU和控制系统.
, a+ j" R) F& Z& O) w' SMCU之间采用串行通信方式进行数据通信，用液晶屏显示
9 }& A8 Z( z! r1 w) d, q5 s实时电压，电流数值以及电源回路的工作状;通过触摸屏对
. u( ~1 N2 x$ P1 f5 I6 \输出电压进行设定和步进调整。
2电源设计和测试结果
8 x, M5 |2 P2 M# D# \% `% ?6 R% @采用上述设计方案，设计- -种中功率升压稳压电源，技
术要求为输入18V+3V交流，输出为36V/2A直流。DC-DC
转换模块电路如图3所示。

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控制回路中的PWM与AD转换都是由AD型单片机(STCI2C5410AD)[2)实现的

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