基于MCS-51的全国大学生电子设计大赛E题：高效开关电源设计

本文主要讨论了2007年全国大学生电子设计大赛E题，即一款开关电源的设计。该电源的核心是基于MCS-51系列单片机进行控制，采用DC-DC变换器的双管推挽架构，结合双环芯自耦变压器和波形校正电路。这种设计的特点在于能够提供宽广的输入输出电压范围，优化的占空比使得功率和效率得以提高，同时对开关器件的需求较低，全波整流产生的纹波系数也相对较小。 在设计中，作者首先提出了三种不同的DC-DC变换器方案：(1)Boost型升压器，尽管结构简单，但效率一般，电压调节范围有限，易导致开关管过载；(2)单管变压器推动方式，对MOS管参数要求较高，实现难度较大；(3)采用带变压器的开关电源，采用双管推挽自耦变压器，能提供更宽的电压范围和合适的占空比，降低了对开关器件的性能需求，且全波整流的纹波系数较低，更适合快速整流管。 经过对各项性能指标的考量，最终选择了方案(3)，即带变压器的开关电源方案，采用成熟的TL494芯片作为脉宽调制控制器。TL494芯片因其技术成熟度和双输出特性被选中，确保了电源系统的稳定性和可靠性。 整个设计过程不仅涉及硬件电路的选择和布局，还包括了软件控制算法的设计，以实现对电源输出电压的精确调节和保护功能。此外，文中还强调了在设计过程中对元器件性能和成本的平衡，以及对电路安全性的考虑，这些都是电子设计大赛中不可忽视的重要环节。 这篇文章深入探讨了开关电源设计中的关键技术和策略，展示了参赛者在实际项目中的实践能力和创新思维，为其他大学生电子设计竞赛提供了有价值的参考案例。