单片机控制的高精度数控开关电源设计

"本文介绍了基于KA3525 PWM控制芯片的不对称半桥式功率变换器与16位凌阳单片机结合的数控开关电源设计方案。该方案旨在解决传统电源存在的转换效率低、输出精度不高、调节范围有限等问题，提供高精度、大范围调节的电压源。设计中，单片机通过内置D/A转换器调制PWM信号，实现对电源的数字控制，同时具备输出电压和电流的显示功能。系统由模拟电路（包括PWM控制的开关电源部分）和数控部分（由凌阳单片机组成）构成。文中详细阐述了开关电源的设计，包括EMI滤波电路、整流滤波电路和功率变换电路等关键环节。" 在单片机的数控开关电源设计方案中，主要采用了KA3525 PWM控制芯片，这是一种常用于电源管理的集成电路，它能够产生精确的脉宽调制信号，以控制功率开关器件的开通和关断时间，从而调整输出电压。16位的凌阳单片机作为数控核心，通过其内部的D/A转换器，可以将数字信号转化为模拟信号，进而调制PWM信号，实现对输出电压的精细控制，提高了电源的输出精度和效率。 系统主要分为两大部分：一是PWM控制的开关电源模拟电路，包括EMI滤波电路、整流滤波电路、功率变换电路、驱动电路、输出电路、稳压电路、过流保护电路及辅助电源电路；二是由凌阳单片机组成的数控部分，负责处理控制逻辑并提供用户界面，实现电压的设定和显示。 EMI滤波电路是电源设计的重要一环，其目的是减少电磁干扰，确保电源系统的稳定性。图3所示的EMI滤波电路中，快速保险丝、泄放电阻、共模电感和滤波电容协同工作，有效抑制差模和共模干扰，提高电源质量。 整流滤波电路则将交流输入转换为稳定的直流输出。桥式整流电路在图4中被采用，四个二极管形成全波整流，电容C3和C10滤除高频噪声，提供平滑的直流输出。 功率变换电路是开关电源的核心，它通常包含开关器件（如MOSFET或IGBT）、变压器和滤波电路等。这种电路通过高频开关操作，实现高效能量转换，降低损耗，提高效率。 这个单片机数控开关电源方案结合了先进的控制技术和优化的电路设计，旨在提供一种高效率、高精度、易操作的电源解决方案，广泛适用于实验室和工业应用中需要精确电压调节的场合。