基于A(yíng)T89S52程控開(kāi)關(guān)穩壓電源設計

1 總體設計方案
采用AT89S52單片機為控制核心，對普通的開(kāi)關(guān)電源控制部分進(jìn)行優(yōu)化設計，并通過(guò)軟件編程實(shí)現了對開(kāi)關(guān)電源的智能控制。設計中采用隔離變壓器將市電變壓后通過(guò)整流濾波送至DC-DC升壓變換器，經(jīng)過(guò)一系列的控制整合電路之后可實(shí)現設計要求。系統總體框圖如圖1．1所示。

1．1 DC-DC主回路拓撲
采用UC3842和MAX4080構成DC-DC轉換電路。UC3842是一塊功能齊全、較為典型的單端電流型PWM控制集成電路，內包含誤差放大器、電流檢測比較器、PWM鎖存器、振蕩器、內部基準電源和欠壓鎖定等單元。電流控制型升壓DC-DC轉換電路，外接元器件少、控制靈活、成本低，輸出功率容易做到100W以上。當然，DC-DC轉換電路也可以采用成品模塊，若用PI公司生產(chǎn)的DPA-Switch設計開(kāi)關(guān)電源具有集成度高、外圍電路簡(jiǎn)單、發(fā)熱量少、性能指標優(yōu)良。
由UC3842設計的DC-DC升壓電路直接用誤差信號控制電感峰值電流，間接地控制PWM脈沖寬度，達到控制輸出端電壓的目的。開(kāi)關(guān)管以UC3842設定的頻率周期開(kāi)閉，使電感L儲存能量并釋放能量。當開(kāi)關(guān)管導通時(shí)，電感充電，把能量?jì)Υ嬖贚中。當開(kāi)關(guān)截止時(shí)，L產(chǎn)生反向感應電壓，通過(guò)二極管把儲存的電能釋放到輸出電容器中。輸出電壓由傳遞的能量多少來(lái)控制，而傳遞能量的多少由通過(guò)電感電流的峰值來(lái)控制。具體設計電路如圖1.2所示。

1．2 保護電路
在大電流的情況下容易損壞芯片，所以需要對大電流的情況給予電路保護。設計中采用單片機控制繼電器的通斷來(lái)控制電路中的電流，對輸出電路電流采樣，采樣值與額定值比較，反饋比較電路如圖1．3所示，當電流大于2．5A時(shí)，則產(chǎn)生信號使單片機進(jìn)入中斷處理程序，使繼電器起動(dòng)，實(shí)現DC-DC電路的斷電，從而達到保護電路的作用。單片機控制電路如圖1．4所示。該方案中單片機控制繼電器的吸合時(shí)間短，而且易于實(shí)現。

1．3 數字設定及顯示電路
采用AT89S52單片機和集成芯片CD4051實(shí)現程控和步進(jìn)，用單片機控制鍵盤(pán)實(shí)現輸出電壓的初始設定，可以實(shí)現電壓的步進(jìn)1V，步減1V。使用液晶顯示輸出電壓和電流，可撥動(dòng)轉換開(kāi)關(guān)來(lái)選擇顯示電壓／電流模式。
1．4 程序設計
在設計好相關(guān)電路的基礎上，通過(guò)編程由單片機對開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行智能控制。系統由單片機AT89S52控制，電源系統具有＋‰和－步進(jìn)功能，步進(jìn)幅度為1V。同時(shí)AT89S52結合繼電器等電路實(shí)現了電路過(guò)流保護功能，并且能實(shí)時(shí)顯示開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓和電流。程序總流程圖和中斷流程圖如圖1(5，6)所示。