開關(guān)電源工作原理

該芯片的最高工作頻率為300kHz ，實(shí)際工作頻率由引腳5、6 所接的電阻與電容決定，其振蕩頻率算式為f = 1.1/(RTCT ) ，本設(shè)計(jì)選擇的振蕩頻率為50kHz ，鋸齒波在片內(nèi)被送到比較器1 和2 的反相端，鋸齒波與片內(nèi)的誤差放大器的輸出在PWM 比較器2 中比較，而死區(qū)控制電平與鋸齒波在死區(qū)時間比較器1 中比較，兩者的輸出分別為一定寬度的矩形波，它們同時送到或門電路，經(jīng)分頻器分頻后，再經(jīng)相應(yīng)的門電路去控制內(nèi)部三極管導(dǎo)通，VT1和VT2同時導(dǎo)通或截止，從而控制開關(guān)管的導(dǎo)通與截止。其工作波形如圖6 所示。

另外，在輸入電源剛接通時，由于電容上的電壓不能突變，所以起動瞬間，死區(qū)控制端4 與內(nèi)部基準(zhǔn)電壓14 端等電位，為高電平，死區(qū)比較器1 也輸出高電平，封鎖輸出端的兩個晶體管;隨著電容電壓的不斷上升，4 端電位逐漸降低，這兩個晶體管才逐漸開通，使得該電源的輸出電壓不會突變，實(shí)現(xiàn)軟起動。正常工作時，主電路開關(guān)元件的導(dǎo)通時間(它決定正常工作時的輸出電壓值) 將由接入誤差放大器1 反相端的給定電壓Ug 和接入同相端的反饋電壓Uf 比較確定。

4. 按鍵顯示電路

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，要通過按鍵調(diào)整輸出電壓值，并實(shí)時顯示電壓設(shè)定值和實(shí)際值，可采用8個數(shù)碼管來顯示數(shù)值，四個實(shí)時顯示當(dāng)前設(shè)定的電壓值，另外四個分時顯示實(shí)際電壓值和電流值;而按鍵應(yīng)包括增加鍵和減少鍵，還可以通過按鍵來控制主電路的開通與關(guān)斷。

5.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案及結(jié)構(gòu)框圖

系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖7所示。設(shè)計(jì)中以升壓斬波電路為主回路，該電路實(shí)現(xiàn)將整流濾波后的直流電壓變?yōu)?5V～30V的輸出電壓。整個系統(tǒng)以單片機(jī)PIC16F877A和PWM調(diào)制芯片TL494構(gòu)成控制系統(tǒng)。TL494產(chǎn)生的脈沖信號控制升壓斬波電路，同時還通過外圍電路實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、過流保護(hù)、自恢復(fù)、軟啟動等功能。單片機(jī)通過控制數(shù)字電位器MCP41010的輸出值，實(shí)現(xiàn)輸出電壓值的設(shè)定和步進(jìn)的調(diào)整，此外還通過A/D模塊，實(shí)現(xiàn)輸出電壓、電流值的數(shù)顯。在升壓斬波電路中，采用了導(dǎo)通電阻非常小的MOSFET作為開關(guān)管，快恢復(fù)二極管作為續(xù)流管，有效的提高了電路的效率。

6.軟件功能

主程序不斷檢測是否有按鍵輸入，如果有按鍵，則進(jìn)行相應(yīng)的鍵值處理，根據(jù)按鍵改變設(shè)定的電壓值，實(shí)現(xiàn)數(shù)控輸入，并分時顯示實(shí)際電壓值和電流值。通過編程軟件實(shí)現(xiàn)以下功能：

1).輸出電壓可按0.1V的步進(jìn)值調(diào)整;

2).通過A/D采樣，顯示輸出電壓和輸出電流;

3).通過按鍵，可以控制主電路的開通與關(guān)斷。

總結(jié)

本設(shè)計(jì)采用系統(tǒng)硬件和軟件編程相結(jié)合的方法，根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)從系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)框圖入手，再根據(jù)各模塊的功能進(jìn)行電路原理圖的設(shè)計(jì)和主要器件的選擇，設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品具有體積小、重量輕、效率高、發(fā)熱量低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在電子、電器設(shè)備和家電領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，極大地方便了人們的生活和生產(chǎn)，可以相信其市場前景一片廣闊。

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