基于TOP234Y的電壓可調數控開(kāi)關(guān)電源設計

3.3 數字調壓控制電路

　　該模塊包括計數控制電路和數模轉換電路。電源整體輸出電壓為5至40V，步長(cháng)值設計為0.2V，總計數次數為175次，故須采用八位二進(jìn)制計數器。從0開(kāi)始計數，計數到175，即二進(jìn)制數的10101111，輸出信號送數模轉換器，并進(jìn)行功率放大。因為ΔD與ΔIC成反比，即占空比的變化與IC的變化成反比。當IC變大時(shí)，占空比減小，輸出電壓降低，反之，當IC變小時(shí)，輸出電壓增大，所以在計數器的UP引腳接步減控制按鈕，而DOWN引腳接步加按鈕，計數器清零時(shí)輸出電壓最大，預置為最高時(shí)輸出電壓最小。

3.3.1計數控制電路

　　控制按鈕為四鍵，分別用于步加、步減、清零和預置為最大值?？赡嬗嫈灯鞑捎脙芍?4LS193級聯(lián)形成八位二進(jìn)制計數器。74LS193是一種雙時(shí)鐘4位二進(jìn)制同步可逆計數器，具有預置、清零、加和減計數功能[8]。兩片74LS193采用級聯(lián)方式，第一片的CLR通過(guò)電壓置高開(kāi)關(guān)接數字電源。LD接地，即預置功能在輸出為最低時(shí)有效，預置數據均接高電平。UP、DOWN上拉為高電平，分別通過(guò)電壓步減、步加開(kāi)關(guān)按鈕接振蕩脈沖信號源。第一片的CO為0時(shí)，加計數進(jìn)位，BO為0時(shí)，減計數借位。第二片的計數控制由LD執行控制功能，即CO、BO分別取反后一起接LD，其它接法與第一片相同，組成一個(gè)八位二進(jìn)制可逆計數器。當計數到175時(shí)，加無(wú)效，當計數為0時(shí)，減無(wú)效。即當輸出為10110000時(shí)，計數器清零。當輸出為00000000時(shí)，執行減操作則計數器預置為最大值[9]。

3.3.2 數模轉換電路

　　數字調壓控制電路輸出送至數模轉換器，這里因為沒(méi)有要求其它附加功能，故采用一只ADC6080作為數模轉換[10]，其轉換信號提供給功率放大電路[11]。

3.4比較器及PWM控制電路

　　TOPSwitch-FX系列芯片集成了保護電路、PWM控制器及MOSFET管，這里可直接采用TO-220-7B型封裝的TOP234Y型FX芯片。其中接數控信號與接反饋信號進(jìn)行比較放大后接控制端C，M端通過(guò)大電阻接電輸入正極[12]．

3.5輸出穩壓電路

　　輸出分為兩路，第一路經(jīng)整流、濾波作開(kāi)關(guān)電源輸出；第二路為數字IC提供電源。在整個(gè)控制電路中，所有的數字芯片都需要恒壓電源，但是在輸出電壓調節過(guò)程中，第二路輸出也會(huì )隨著(zhù)占空比的變化而變化，所以要在該路輸出加上恒壓電路。為了設計簡(jiǎn)便，這里用集成三端穩壓器。只要把正輸入電壓加到UA7805的輸入端，UA7805的公共端接地，其輸出端便能輸出芯片標稱(chēng)正電壓。在輸入端和輸出端與地之間要接大濾波電容，在芯片引腳根部還要接小容量電容(0.1～10uF)到地[13]。

4 結論

　　設計了一種基于PWM控制器和MOSFET集成芯片TOPSwitch-FX TOP234Y的數控開(kāi)關(guān)電源，對一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細的介紹和分析。如果要求更高精度的可調電源時(shí)可以增加計數器和數模轉換的位數，但同時(shí)要考慮芯片的沉載能力。若要更高的輸出功率，可以更換TOPSwitch-FX芯片。此外，文中對開(kāi)關(guān)電源的一些重要參數如空載功耗等的研究沒(méi)有涉及，有待進(jìn)一步研究。

　　本文作者創(chuàng )新點(diǎn)：設計一種基于PWM控制器和MOSFET集成芯片TOPSwitch-FX TOP234Y的電壓可調數字控制開(kāi)關(guān)電源，實(shí)現對5～40V范圍內電壓的步加、步減調節，步進(jìn)精度為0.2V，并且通過(guò)雙向反饋電路提高電壓穩定性。