2007年全国电子大赛E题解析：开关电源设计

"这篇资源是关于2007年全国大学生电子设计大赛E题的讨论，主要涉及开关电源的设计。作者通过分析不同设计方案的优劣，选择了采用双管推挽、带变压器的开关电源方案，以MCS-51系列单片机作为控制核心，并详细阐述了DC-DC变换器和控制原理。" 开关电源是一种重要的电力转换设备，常用于将直流电(DC)转换为另一种直流电或交流电(AC)，在各种电子设备中广泛应用。在2007年全国大学生电子设计大赛E题中，参赛者面临的任务是设计一个开关电源。该文提出的基本方框图包括两个主要部分：DC-DC变换和微控制器单元(MCU)控制。 在DC-DC变换器的设计中，作者探讨了三种可能的方案。首先，Boost型DC-DC升压器虽然结构简单，但电压调节范围有限，当输入电压变化大时，占空比调整可能导致开关管过载，且纹波系数较大。其次，单管变压器推动方式对MOS管参数要求较高，达到题目要求较为困难。最后，选择的是带变压器的开关电源方案，尤其是双管推挽、双环芯自耦变压器设计，它能提供较宽的输入输出电压范围，适中的占空比，且降低了对开关器件的要求，同时全波整流的纹波系数低，提高了效率。 在控制原理上，采用了TL494芯片，这是一款双输出的PWM控制器，适用于推挽工作模式。通过TL494，可以精确控制双管轮流导通，从而实现稳定的电源转换。这种设计的优势在于，它不仅优化了功率和效率，还能确保系统的稳定性和可靠性。 文章还指出，这种设计方案对开关器件的应力较低，减少了潜在的器件损坏风险，而且纹波系数低，有助于提升电源的质量。此外，作者提到了单片机在控制中的作用，MCS-51系列单片机作为一个成熟的微处理器，能够实现对整个电源系统的智能控制，确保了电源的动态响应和精度。 这篇论文深入浅出地分析了开关电源设计的关键要素，提供了实用的设计策略和技术细节，对于学习和研究电源设计的人员具有很高的参考价值。