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(jìn)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(jìn)行檢測，并顯示實時電壓值;經(jīng)過按鍵進(jìn)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(hù)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(jìn)行實時調(diào)整。

　　假定基準(zhǔn)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(jìn)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(fù)載。單片機定時采樣輸出端的電壓，經(jīng)過ADC0832送進(jìn)單片機進(jìn)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(jìn)行穩(wěn)定操控。

　　閉環(huán)時，電源自動進(jìn)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(jìn)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