与线性电源相比,开关电源模块具有诸多优点:由于主功率晶体管工作在开关状态,其损耗小,整机效率大大提高;采用铁氧体高频变压器,使电源的体积和重量大为减少,成本更低等。一些专用电源芯片如TL494、UC3842的出现,也使开关电源模块的设计更为简单,同时性能可靠。但只使用专用芯片制作的开关电源输出通常为单一状态,若要改变输出状态要对硬件电路进行修改。笔者设计实现了一种单片机控制的数字化开关电源模块,有效的改善了上述问题。
1 数字化开关电源的设计原理
笔者设计的数字化开关电源模块额定功率12OW。系统以开关电源模块作为基本电路,采用高性能单片机作为控制系统,在控制算法的支持下,通过对输出电压和电流进行实时采样,并与软件给定值相比较,控制和调整开关电源的工作状态,得到期望值。主要包括输入的整流滤波校正、功率变换、辅助电源部分、驱动电路、单片机控制系统5部分。功率变换部分采用单端反激变换电路,辅助电源为驱动电路提供电能,驱动电路将来自单片机的PWM 信号放大后驱动主功率晶体管,单片机系统是整个电路的控制核心,通过采样值的变化实时控制输出PWM 的占空比。整个设计力求做到了性能最优,成本最低。其结构如图1所示。
1.1 主电路分析
功率转换部分采用单端反激电路,结