基于單片機的高壓驅動(dòng)電源設計

MCU控制電路核心采用MC68HC908芯片，其內部總線(xiàn)速度8 M ，集成了12路8位模數轉換器(ADc)、4 k Flash存儲器、2通道16位定時(shí)器等模塊，控制電路如圖3所示。電壓電流采樣信號經(jīng)信號調理電路處理后，輸入到單片機的ADC端口引腳6和引腳8，得到采樣信號的數字量值。內置的算法程序進(jìn)行計算處理后，生成電壓基準值，經(jīng)D/A變換器處理由引腳l9輸出電壓基準信號給電源管理芯片MC33060。如果輸入電壓、負載環(huán)境發(fā)生變化，單片機根據采樣信號的偏差計算，將實(shí)時(shí)改變電壓基準值，從而調整PWM信號的頻率和脈寬，穩定輸出電壓。單片機內部的定時(shí)器產(chǎn)生兩路PWM 驅動(dòng)信號DR1和DR2，由引腳9、10輸出到H橋逆變電路驅動(dòng)功率管。

圖3 MCU 控制電路

H橋逆變電路如圖4所示。DR1和DR2為2路反相驅動(dòng)信號，由單片機的定時(shí)器模塊輸出。DR驅動(dòng)功率管Q2、Q5導通時(shí)，DR2驅動(dòng)功率管Q3、Q4關(guān)斷，負載供電150 V;DR1驅動(dòng)Q2、Q5關(guān)斷時(shí)，DR2驅動(dòng)Q3、Q4導通，負載供電-150 V。因此，輸入直流電壓經(jīng)H 橋電路作用后，在負載兩端形成方波交流波形，改變定時(shí)器程序設置的頻率參數就可調節方波電壓的工作頻率。為了減少功率管關(guān)斷瞬間產(chǎn)生的電壓尖峰，4個(gè)開(kāi)關(guān)管都并聯(lián)了濾波電容。

出于成本考慮，本文選擇了分立器件的方案構建H橋變換器。從提高電路可靠性的角度出發(fā)，還能選用集成的全橋變換器芯片，如SLA2403等。

圖4 H 橋逆變電路