開(kāi)關(guān)電源降壓型電路原理和設(shè)計(jì)

時(shí)間：2020-01-05作者：武漢翔雷電子有限公司瀏覽：2325

 一種多功能開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)(2)
單片機(jī)控制模塊,包括單片機(jī)和相應(yīng)的A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊、繼電器切換控制模塊,以及人機(jī)交互接口。這一模塊的作用是通過(guò)單片機(jī)輸出的D/A轉(zhuǎn)換信號(hào)和繼電器切換控制信號(hào),對(duì)開(kāi)關(guān)電源**模塊進(jìn)行控制,從而實(shí)現(xiàn)程序控制升壓、降壓和電路切換的功能。模塊中的單片機(jī)采用C8051F330D,為增強(qiáng)型51內(nèi)核單片機(jī),集成了10位ADC和10位DAC,滿足設(shè)計(jì)精度需要。人機(jī)交互接口采用CH452L集成數(shù)碼管顯示和鍵盤控制器,完成數(shù)據(jù)顯示和鍵盤輸入的功能。擴(kuò)展要求中的參數(shù)掉電記憶功能,由串行E2PROM芯片 AT24C08完成。
輔助電源模塊完成從220V到系統(tǒng)所需各路電源的變壓、整流、降壓等工作。輔助電源模塊通過(guò)整流提供兩路直流輸出,一路給開(kāi)關(guān)電源的**模塊提供輸出所需的足夠能量,另一路由LM2576和LM1117穩(wěn)壓給單片機(jī)和其他控制模塊提供控制需要的較低壓直流電。
硬件電路設(shè)計(jì)
降壓型電路原理和設(shè)計(jì)
采用LM2576構(gòu)成的降壓電路如圖2所示,輸出電壓經(jīng)R1和R2分壓取樣后送到減法器的正輸入端,負(fù)端接VSET。VSET信號(hào)是單片機(jī)給出的電壓信號(hào),輸出的取樣電壓減去D/A轉(zhuǎn)換電壓后得到誤差信號(hào)。再將誤差信號(hào)加上參考電壓(VREF)1.23V, 將此結(jié)果送到LM2576的反饋端。當(dāng)輸出電壓因某種原因下降時(shí),取樣電阻分壓下降,**單片機(jī)D/A轉(zhuǎn)換信號(hào)給出的參考電壓,減法器輸出小于 1.23V,此信號(hào)送到LM2576反饋端后,開(kāi)關(guān)信號(hào)的占空比增加,電感儲(chǔ)能增加,輸出電壓上升,較終使輸出電壓保持穩(wěn)定。此反饋回路的本質(zhì)仍然是負(fù)反饋,并且符合LM2576的使用要求。

相比于傳統(tǒng)的直接反饋,本設(shè)計(jì)中的反饋回路復(fù)雜度較高,這種設(shè)計(jì)主要是出于以下考慮：**是便于單片機(jī)控制,只要改變D/A轉(zhuǎn)換輸出電壓,則反饋回路起作用,自動(dòng)將輸出取樣電壓向D/A轉(zhuǎn)換電壓靠近,完成電壓調(diào)整過(guò)程;其次,可以滿足設(shè)計(jì)要求中的零伏輸出。若單純用LM2576的反饋引腳,則手冊(cè)中給出的參考電路較低輸出只能達(dá)到1.25V,因此需要將反饋電壓“平移”一個(gè)VREF參考電壓的電平。最后是因?yàn)長(zhǎng)M2576的反饋端是以1.23V為基準(zhǔn)進(jìn)行比較的：當(dāng)反饋取樣電壓大于1.23V時(shí),減小開(kāi)關(guān)的占空比;大于1.23V時(shí),增加占空比。一般的誤差電壓不會(huì)大于1V,因此需要將減法結(jié)果再向上“平移”一個(gè)VREF的電平。
反饋電阻分壓得到的電壓還同時(shí)送到單片機(jī)的DAC,通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換和尺度換算,得到輸出電壓值,作為數(shù)字量顯示輸出到數(shù)碼管上。
升壓型電路原理和
升降壓電路的切換
升壓型開(kāi)關(guān)電源的原理
圖3是升壓型開(kāi)關(guān)電源的原理圖。由于存在電感,因此可以做到輸出電壓大于輸入電壓。開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí),電流經(jīng)電感→開(kāi)關(guān)管→接地,二極管截止;開(kāi)關(guān)管截止時(shí),電流被截?cái)?電感放出能量,這時(shí)電流經(jīng)二極管給電容充電并給負(fù)載提供電流,實(shí)現(xiàn)了升壓型電源。
LM2576在電路中所起的作用可以看作是PWM發(fā)生器和開(kāi)關(guān)管的集成,因此,雖然LM2576通常用做降壓電路,但具有改造成為升壓電路的能力。

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