ATmega128单片机实现的自动投切开关电源设计

"基于ATmega128单片机的自动投切开关电源设计，通过模块化设计提升系统可靠性，实现N+1冗余和并联容量扩展。在小负载时单电源工作，大负载时自动切换至双电源并联，确保高效均流。设计包括升压斩波电路、PWM控制、电流检测、D/A转换等功能，输出电压18-45V可调，最大电流4A，具备良好动态响应和低纹波特性。主控芯片ATmega128与TL494配合，通过D/A提供参考电压，实现PWM控制，利用INA169和光耦等组件构成电流采样和自动投切电路。" 开关电源设计的核心在于ATmega128单片机的运用，它作为系统的核心控制器，负责处理各种信号，监控电源状态，并在必要时触发自动投切机制。ATmega128是一款高性能、低功耗的8位微控制器，具有丰富的I/O资源和内置存储器，适合处理复杂的控制逻辑。 在电源设计中，DC-DC变换器电路采用了升压斩波拓扑结构，这种结构能将较低的输入电压提升到所需的较高输出电压。当系统负载需求增大，电流超过1.7A时，ATmega128监测到这一情况，并通过控制TL494产生的PWM脉冲，切换至双电源并联模式，以实现更高的供电能力。同时，外特性下垂方法被用来确保在并联工作模式下，两个电源能够平均分配负载电流，提高系统效率。 系统性能方面，关键指标包括输出电压范围（18-45V）、最大输出电流（4A）、快速调节能力、低电压和负载调整率，以及低输出纹波。这些性能得益于TL494的PWM控制，以及精心设计的电流检测和D/A转换电路。电流检测回路通过INA169进行采样，确保准确监测负载电流，而D/A转换电路则用于提供电压参考，与输出反馈电压比较，进一步优化PWM控制。 系统实现上，ATmega128通过光耦和IRF9540构建的自动投切电路，实现电源之间的无缝切换。光耦作为隔离组件，保护控制电路不受电源电压波动的影响，而IRF9540作为功率MOSFET，执行实际的电源切换操作。整个系统的结构框图清晰地展示了这些组件如何协同工作，以实现高效、可靠的电源管理。 理论分析部分，电感选择是关键，这里选用了铁硅铝双线绕电感，兼顾成本和性能。正确的电感值可以保证输出电压纹波最小，同时保持系统的稳定运行。 该设计通过模块化、冗余备份、并联扩展以及智能控制策略，显著提升了开关电源的灵活性、可靠性和效率，适用于需要动态调整供电能力的场景。