數(shù)控開關(guān)電源設(shè)計(jì)教程

　　本文介紹了一種基于單片機(jī)操控的數(shù)控開關(guān)電源，以89C51單片機(jī)作為操控中心，對(duì)開關(guān)改換電路進(jìn)行脈寬調(diào)制，構(gòu)成一個(gè)智能閉環(huán)操控體系。單片機(jī)操控的開關(guān)電源具備更加完善的功用，更人性化、智能化，便于實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　其功用首要包含對(duì)開關(guān)電源輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)，并顯示實(shí)時(shí)電壓值;經(jīng)過(guò)按鍵進(jìn)行編程預(yù)置希望輸出的電壓;經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器采樣輸出電壓，依據(jù)PID算法計(jì)算操控量修正占空比,以得到希望的輸出電壓，并經(jīng)過(guò)PID算法操控輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的電壓值上;擁有可靠的過(guò)流維護(hù)功用以及輔助電源可一起作為電源輸入和給單片機(jī)供給作業(yè)電壓，并能夠經(jīng)過(guò)鍵盤不斷改動(dòng)PID參數(shù)，能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

　　假定基準(zhǔn)電壓為5v，因?yàn)殡娋W(wǎng)動(dòng)搖導(dǎo)致輸入電壓減小，那么輸出電壓也將會(huì)削減，此時(shí)，所采樣的電壓將減小，假定為4.9v，差錯(cuò)為0.1v，經(jīng)過(guò)比較放大后，脈沖調(diào)制電路依據(jù)這個(gè)差錯(cuò)，進(jìn)步占空比使輸出電壓增大，同理，當(dāng)因?yàn)殡娋W(wǎng)動(dòng)搖導(dǎo)致輸出電壓增大時(shí)，脈沖調(diào)制電路下降占空比使輸出電壓減小，以此來(lái)操控輸出電壓的穩(wěn)定。

 

　　市電經(jīng)過(guò)整流濾波后，一路電壓經(jīng)過(guò)7805穩(wěn)壓得到一個(gè)+5v電壓，該電壓作為單片機(jī)的作業(yè)電源，另外一路電壓直接作為開關(guān)改換電路的輸入電壓。單片機(jī)依據(jù)鍵盤輸入值和取樣值之間的差值，修正脈沖占空比，并輸出操控功率開關(guān)管，以便得到希望的輸出電壓值，并依據(jù)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器所采樣的電壓和鍵盤輸入比較，依據(jù)差值調(diào)用PID算法再次修正脈寬使輸出電壓穩(wěn)定。

　　開關(guān)改換器采用磁鐵心電感作為儲(chǔ)能元件，在功率開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電感儲(chǔ)能，在開關(guān)管截止時(shí)，電感開釋能量給負(fù)載。單片機(jī)定時(shí)采樣輸出端的電壓，經(jīng)過(guò)ADC0832送進(jìn)單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)依據(jù)處理結(jié)果輸出更新的操控信號(hào)，經(jīng)過(guò)光電耦合器濾除干擾后輸出操控信號(hào)操控功率開關(guān)管作業(yè)狀況。

　　在本體系中，用戶能夠依據(jù)需要從鍵盤輸入希望的電壓，單片時(shí)機(jī)依據(jù)鍵盤輸入與采樣電壓的差值，更新脈寬，使電源輸出相應(yīng)電壓，更新脈寬后，單片時(shí)機(jī)馬上調(diào)用PID操控算法，對(duì)輸出電壓進(jìn)行穩(wěn)定操控。

　　閉環(huán)時(shí)，電源自動(dòng)進(jìn)行脈寬調(diào)制，當(dāng)體系讀取到鍵盤預(yù)置的電壓變化時(shí)，先將鍵盤輸入值和從輸出端的取樣值相比較，假定當(dāng)前鍵盤輸入為10v，從輸出端取樣的值為6v，差值為4v，則體系會(huì)依據(jù)這個(gè)差值，更新脈寬使得輸出端電壓上升為10v;同樣，當(dāng)鍵盤輸入為6v，輸出端取樣值為10v，差值為-4v，體系會(huì)依據(jù)算法，將占空比減小以使輸出電壓變小，這就是體系脈寬調(diào)制過(guò)程。

　　一起，電源能夠自動(dòng)穩(wěn)壓，假定在某一正常狀況下，輸出為V0，反饋電壓?jiǎn)朧f(Vf=V0)，用戶設(shè)定電壓為Vs，當(dāng)V0=Vs時(shí)，誤差為0，單片機(jī)不進(jìn)行脈寬更新，當(dāng)電網(wǎng)動(dòng)搖導(dǎo)致輸出添加時(shí)，即V0>Vs時(shí),單片機(jī)采樣的電壓也添加，單片機(jī)依據(jù)誤差修正占空比使導(dǎo)通時(shí)刻變小，從而使電壓下降，同樣當(dāng)電網(wǎng)動(dòng)搖使輸出電壓下降時(shí)，即V0