电源技术中的浅谈一种多功能开关电源设计电源技术中的浅谈一种多功能开关电源设计
引言 随着电源技术的飞速发展,开关电源以其功耗小、体积小、重量轻等优点得到了广泛的应用。目前开
关电源也正在朝着集成化与多功能化的方向发展。本文以大学生电子设计竞赛为背景,介绍一种性价比高、功
能较强的实用开关电源设计方案。 竞赛内容为设计具有单路恒压输出功能的开关电源,输出电压范围为0 ~
15 V,步进100 mV;输出电流不小于1 A,纹波300 mV以下;调整过程用单片机完成,并提供数字显示功能。
方案论证及设计 开关电源控制核心模块,包括开关电源控制器和配套的必要外围电路、反馈回路和继电器
切换电路。这一模块的作用是完成开关电源最基本的功能,包括降压、升压和恒流等。其中开关
引言 引言
随着电源技术的飞速发展,开关电源以其功耗小、体积小、重量轻等优点得到了广泛的应用。目前开关电源也正在朝着集
成化与多功能化的方向发展。本文以大学生电子设计竞赛为背景,介绍一种性价比高、功能较强的实用开关电源设计方案。
竞赛内容为设计具有单路恒压输出功能的开关电源,输出电压范围为0 ~ 15 V,步进100 mV;输出电流不小于1 A,纹波300
mV以下;调整过程用单片机完成,并提供数字显示功能。
方案论证及设计 方案论证及设计
开关电源控制核心模块,包括开关电源控制器和配套的必要外围电路、反馈回路和继电器切换电路。这一模块的作用是完
成开关电源最基本的功能,包括降压、升压和恒流等。其中开关电源控制器采用LM2576-ADJ,这是具有可调电压输出的开关
电源控制芯片,内置PWM控制电路和驱动管,性价比高。此芯片最大输入电压为37V,输出通过反馈电阻分压,可在1.25V~
35V范围内调整,输出电流可以达到3A,满足题目设计要求。反馈回路中进行比较、差分放大的电路采用CMOS型集成运放
TLC2262,具有功耗低、精度高、满幅输出范围大、线性度好等特点,适合在本设计电路中应用。
单片机控制模块,包括单片机和相应的A/D、D/A转换模块、继电器切换控制模块,以及人机交互接口。这一模块的作用
是通过单片机输出的D/A转换信号和继电器切换控制信号,数模转换器,又称D/A转换器,简称DAC,它是把数字量转变成模
拟的器件。D/A转换器基本上由4个部分组成,即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关。模数转换器中一般都要用
到数模转换器,模数转换器即A/D转换器,简称ADC。
辅助电源模块完成从220V到系统所需各路电源的变压、整流、降压等工作。辅助电源模块通过整流提供两路直流输出,
一路给开关电源的核心模块提供输出所需的足够能量,另一路由LM2576和LM1117稳压给单片机和其他控制模块提供控制需
要的较低压直流电。
以上描述的总体设计原理见图1。
图1 系统的模块结构和设计原理框图
硬件电路设计 硬件电路设计
降压型电路原理和设计 降压型电路原理和设计
采用LM2576构成的降压电路如图2所示,输出电压经R1和R2分压取样后送到减法器的正输入端,负端接VSET。VSET信
号是单片机给出的电压信号,输出的取样电压减去D/A转换电压后得到误差信号。再将误差信号加上参考电压
(VREF)1.23V, 将此结果送到LM2576的反馈端。