數(shù)控開關(guān)電源設(shè)計教程

　　本文介紹了一種基于單片機操控的數(shù)控開關(guān)電源，以89C51單片機作為操控中心，對開關(guān)改換電路進行脈寬調(diào)制，構(gòu)成一個智能閉環(huán)操控體系。單片機操控的開關(guān)電源具備更加完善的功用，更人性化、智能化，便于實時監(jiān)控。

　　其功用首要包含對開關(guān)電源輸出電壓進行檢測，并顯示實時電壓值;經(jīng)過按鍵進行編程預(yù)置希望輸出的電壓;經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器采樣輸出電壓，依據(jù)PID算法計算操控量修正占空比,以得到希望的輸出電壓，并經(jīng)過PID算法操控輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的電壓值上;擁有可靠的過流維護功用以及輔助電源可一起作為電源輸入和給單片機供給作業(yè)電壓，并能夠經(jīng)過鍵盤不斷改動PID參數(shù)，能夠進行實時調(diào)整。

　　假定基準電壓為5v，因為電網(wǎng)動搖導(dǎo)致輸入電壓減小，那么輸出電壓也將會削減，此時，所采樣的電壓將減小，假定為4.9v，差錯為0.1v，經(jīng)過比較放大后，脈沖調(diào)制電路依據(jù)這個差錯，進步占空比使輸出電壓增大，同理，當(dāng)因為電網(wǎng)動搖導(dǎo)致輸出電壓增大時，脈沖調(diào)制電路下降占空比使輸出電壓減小，以此來操控輸出電壓的穩(wěn)定。

 

　　市電經(jīng)過整流濾波后，一路電壓經(jīng)過7805穩(wěn)壓得到一個+5v電壓，該電壓作為單片機的作業(yè)電源，另外一路電壓直接作為開關(guān)改換電路的輸入電壓。單片機依據(jù)鍵盤輸入值和取樣值之間的差值，修正脈沖占空比，并輸出操控功率開關(guān)管，以便得到希望的輸出電壓值，并依據(jù)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器所采樣的電壓和鍵盤輸入比較，依據(jù)差值調(diào)用PID算法再次修正脈寬使輸出電壓穩(wěn)定。

　　開關(guān)改換器采用磁鐵心電感作為儲能元件，在功率開關(guān)管導(dǎo)通時，電感儲能，在開關(guān)管截止時，電感開釋能量給負載。單片機定時采樣輸出端的電壓，經(jīng)過ADC0832送進單片機進行處理，單片機依據(jù)處理結(jié)果輸出更新的操控信號，經(jīng)過光電耦合器濾除干擾后輸出操控信號操控功率開關(guān)管作業(yè)狀況。

　　在本體系中，用戶能夠依據(jù)需要從鍵盤輸入希望的電壓，單片時機依據(jù)鍵盤輸入與采樣電壓的差值，更新脈寬，使電源輸出相應(yīng)電壓，更新脈寬后，單片時機馬上調(diào)用PID操控算法，對輸出電壓進行穩(wěn)定操控。

　　閉環(huán)時，電源自動進行脈寬調(diào)制，當(dāng)體系讀取到鍵盤預(yù)置的電壓變化時，先將鍵盤輸入值和從輸出端的取樣值相比較，假定當(dāng)前鍵盤輸入為10v，從輸出端取樣的值為6v，差值為4v，則體系會依據(jù)這個差值，更新脈寬使得輸出端電壓上升為10v;同樣，當(dāng)鍵盤輸入為6v，輸出端取樣值為10v，差值為-4v，體系會依據(jù)算法，將占空比減小以使輸出電壓變小，這就是體系脈寬調(diào)制過程。

　　一起，電源能夠自動穩(wěn)壓，假定在某一正常狀況下，輸出為V0，反饋電壓問Vf(Vf=V0)，用戶設(shè)定電壓為Vs，當(dāng)V0=Vs時，誤差為0，單片機不進行脈寬更新，當(dāng)電網(wǎng)動搖導(dǎo)致輸出添加時，即V0>Vs時,單片機采樣的電壓也添加，單片機依據(jù)誤差修正占空比使導(dǎo)通時刻變小，從而使電壓下降，同樣當(dāng)電網(wǎng)動搖使輸出電壓下降時，即V0