【導讀】本文主要介紹了開(kāi)關(guān)穩壓電源CPU與直流主回路拓撲的幾種方案，并針對不同的情況進(jìn)行分析，而后選擇出更加適合于實(shí)際情況的方案來(lái)進(jìn)行設計。對于程控開(kāi)關(guān)穩壓電源設計有興趣的朋友不妨花上幾分鐘來(lái)閱讀本文，從中學(xué)習到方案選擇的思路及技巧。
開(kāi)關(guān)電源通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通與關(guān)斷的時(shí)間比率來(lái)維持電壓的穩定輸出，這種方式的最大好處就是擁有極佳的效率與功率密度。隨著(zhù)開(kāi)關(guān)電源在現代設計中的普及，其開(kāi)始向智能化、高頻化發(fā)展。在本文中，小編將為大家介紹一種程控開(kāi)關(guān)穩壓電源，并對設計方案進(jìn)行介紹。
在本文中的程控開(kāi)關(guān)穩壓電源技術(shù)指標為：輸出電壓30V至36V可調，最大輸出電流2A，有過(guò)流保護功能，能對輸出電壓進(jìn)行鍵盤(pán)設定和步進(jìn)調整、步進(jìn)值1V，并能實(shí)時(shí)顯示輸出電壓和電流的開(kāi)關(guān)穩壓電源。
主控CPU的選擇
方案一：采用AT89S51單片機進(jìn)行控制。51單片機外接A/D和D/A比較簡(jiǎn)單，但是由于51單片機功能簡(jiǎn)單，對于這種復雜的系統來(lái)說(shuō)做起來(lái)比較復雜。
方案二：采用超低功耗單片機MSP430F169，這是一個(gè)完全集成的混合信號系統級MCU芯片。內部集成12位的A/D芯片和D/A芯片，且這個(gè)單片機資源非常豐富。采用JTAG方式，可通過(guò)USB口在線(xiàn)下載調試，使用十分方便，并且低功耗便于整體效率的提高。
DC-DC主回路拓撲的方案選擇
DC-DC變換有隔離和非隔離兩種。輸入輸出隔離的方式雖然安全，但是由于隔離變壓器的漏磁和損耗等會(huì )造成效率的降低，隔離變壓器繞制復雜，所以選擇非隔離方式，具體有以下幾種方案：
方案一：BUCK拓撲。如圖1所示，開(kāi)關(guān)V1受占空比為D的PWM波的控制，交替導通或截止，再經(jīng)L和C濾波器在負載R上得到穩定直流輸出電壓Uo=D×Vd（D≤1），由于輸入電壓為18V，輸出電壓20V~36V，故不能滿(mǎn)足要求。
圖1 BUCK拓撲
方案二：BOOST拓撲。如圖2所示，開(kāi)關(guān)V1導通時(shí)電感儲能，截止時(shí)電感能量輸出。只要電感繞制合理，能達到要求的輸出電壓30V~36V，且輸出電壓Uo呈現連續平滑的特性。
圖2 BOOST拓撲
方案三：BUCK-BOOST拓撲。如圖3所示，由于電路屬于升降壓拓撲，控制比較復雜，因本設計只需升壓，故選擇方案二。
圖3 BUCK-BOOST拓撲
