数字控制开关电源设计与实现

"开关电源方案选择-软件工程书籍, 数字开关电源的设计与实现 - 广东工业大学硕士论文" 本文深入探讨了开关电源的设计与实现，重点关注了不同类型的开关电源拓扑结构及其优缺点，以及数字控制在开关电源中的应用。开关电源在现代电子设备中占据核心地位，其性能直接影响设备的稳定性和效率。随着技术的发展，开关电源已经从传统的线性电源演变为更加高效和紧凑的开关模式电源。 首先，文章提到了推挽式变换器。这种变换器通过驱动电路控制高压开关管Q1和Q2的基极，使它们交替通断，从而将输入的直流电压转换为高频交流方波。推挽变换器的优点在于其效率较高，但缺点是开关管承受的电压较高，适合于低输入电压的情况，且变压器的一次绕组需要有中心抽头，这增加了制造难度并可能导致较大的漏感，对设备的稳定性造成影响。 接着，文章介绍了半桥式变换器。相较于推挽式变换器，半桥变换器的开关管在稳态下只需承受输入直流电压，而非两倍输入电压。这种设计降低了对开关管的要求，适用于更高输入电压的场景。半桥式变换器的工作过程中，Q1和Q2交替导通，且其电路结构具有抗共模噪声的能力。 此外，论文作者梅阳凤专注于数字控制在开关电源中的应用。通过采用全桥变换电路，设计了一种基于ARM的全数字控制系统，简化了硬件电路，克服了模拟控制的温度漂移问题，并提高了控制灵活性。数字控制系统包括主控制器外围电路、电压和电流采样的ADC子系统、键盘与显示接口、以及辅助电源等模块。控制方式采用了PWM调制，软件设计涵盖了主程序、A/D转换、PID算法以及用户交互界面。 论文详细阐述了数字PWM调制技术，为数字开关电源的设计提供了理论基础。通过对实际系统的调试和分析，作者总结了数字开关电源系统的特点，如性能稳定、体积小巧、效率高，并指出了未来改进的重点，例如优化驱动电路和提高控制精度。 关键词：开关电源、数字控制、全桥变换、PWM控制、驱动电路 这篇论文为理解开关电源设计的各个方面，尤其是数字控制在提高电源性能方面的应用，提供了详尽的见解和实用的指导。