开关稳压电源

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1、E甲1014开关稳压电源（E题）参赛学校：山东大学参赛队员：朱岩王智涌古欣赛前辅导老师：陈言俊李茂奎秦峰王延伟文稿整理辅导老师：陈言俊第10页摘要：本系统从使用简单、测试方便、功能完备、成本低廉，用户界面友好出发，以BoostDC/DC变换器作为主要功能模块，通过电压反馈实现电压的稳定输出。采用Atmaga16单片机，开发了全程中文菜单操作环境，具有全中文提示和电压电流显示，通过键盘实现输出电压的步进调整，并且有时间和温度显示。输出电压30-36V可调，最大输出电流达2A，并且具有过流保护和自动恢复的功能。输出噪声纹波电压峰-峰值小于1V，变换器效率超过85%。关键词

2、：开关电源，电压可调，过流保护，高效率。Abstract：Wedesignoursystematthestandingpointoftheuseofsimple,convenienttesting,afullyfunctioning,low-costanduser-friendly.ThekeyfunctionmoduleofoursystemisaBoostDC/DCconverter,anditachievedstableoutputvoltagethroughvoltagefeedback.WedevelopedawhollyChinesedevelopinga

3、ndoperatingenvironmentusingaATmaga16MCU.Thesystemcandisplaythevalueofoutputcurrentandvoltage,andtheoutputvoltagecanbeadjustedfrom30Vto36Vthroughthekeyboard,andthemaximumoutputcurrentis2A.Thesystemhasafunctionofover-currentprotection,anditcanreturntothenormalstateautomaticallywhenthecurr

4、entisunderthethresholdvalue.Theoutput-voltageripplenoiseofthesystemislowerthan1V,andtheconverterefficiencyofover85%.Keywords：SwitchingPowerSupply,Voltageadjustable,Over-currentprotection,Highefficiency1.方案论证根据设计要求，本系统主要由前级滤波部分、交流降压部分、整流滤波部分、DC/DC转换部分、PWM产生及输出反馈部分、控制部分、保护部分等组成。为较好的实现各模块的

5、功能，我们分别设计了几种方案并分别进行了论证。1.1DC-DC主回路方案一：采用半桥型DC/DC变换器。半桥型DC/DC变换器高频变压器利用率高、抗不平衡能力强，但是该变换器输出脉冲电压的顶部呈倾斜状态，并且输出功率较小。方案二：采用Boost变换器。Boost变换器又称升压变换器、三端开关型升压稳压器。该变换器仅由开关器件、电感、电容、二极管组成，最大的特点是系统结构简单、成本低、效率高。但Boost变换器升压范围有限，并且只能一路输出。考虑到题目要求的升压率不是很高，Boost变换器已经可以满足要求，并且综合考虑成本，我们采用了方案二，高频变压器工作频率设计为15

6、0Khz，DC-DC主回路如图1所示：图1Boost变换主电路拓扑1.2PWM信号的产生和输出反馈采样开关电源的关键在于利用脉冲控制高频变压器的开关，实现能量的转换。因此，脉冲信号的产生和输出信号的反馈决定了整个系统的稳定性。我们经过对比论证，采用集成控制芯片TL494。TL494是美国德州仪器公司生产的一种性能优良的电压驱动型脉宽调制器件，内置有5V±5％的基准电源，末级输出级的最大电流可达250第10页mA，有死区时间可调控制端，可对它的锯齿波振荡器的工作状态执行外同步控制，末级输出可采用双端对称输出或单端输出的工作方式。TL494的PWM信号最高频率可以达到50

7、0KHZ，并且具有两路误差比较放大器，可以方便的采集反馈电压，并自动进行PWM调整。该芯片满足作品的设计要求，TL494的外围电路如附图Ⅰ所示。1.1微控制器模块采用Atmel公司的Atmaga16L单片机作为主控制器。Atmaga16L是一个低功耗，高性能的8位单片机，片内含16k空间的可反复擦写100,000次的Flash存储器，具有1Kbytes的随机存取数据存储器（RAM），32个IO口，2个8位可编程定时计数器，1个16位可编程定时计数器，四通道PWM，内置8路10位ADC，硬件SPI和TWI，可编程看门狗电路，抗干扰能力强，可在电磁干扰环