單片機控制的開關電源電路設計

周紅玉

摘要：單片機控制開關電源電路，可以通過鍵盤預置期望輸出電壓值，模/數轉換器對輸出電壓進行采樣，由軟件控制單片機輸出相應的脈沖寬度，對開關電源進行脈寬調制，輸出預期的電壓。

關鍵詞：單片機；開關電源

1 引 言

開關電源是利用現代電子電力技術控制功率開關管（MOSFET；三極管）的導通和關斷的時間比來穩定輸出電壓的一種新型穩壓電源。具有電能轉換效率高、體積小、重量輕、控制精度高和快速性好等優點。

2 開關電源硬件電路

2.1電源電路

開關電源包括輸入整流濾波電路、開關變換電路、輸出整流濾波電路、采樣電路，保護電路。

2.1.1整流濾波電路

市電經過變壓器降壓后，變為12v，對該電壓整流后一部分電壓直接作為開關變換電路的輸入電壓，將其通過7805得到5v的電壓，給開關電源控制電路部分的單片機提供工作電源。

2.1.2開關變換電路

功率開關管采用達林頓管，采用兩個三極管進行級聯，其放大倍數是兩個管子放大倍數的乘積，具有很高的放大倍數，通過級聯，可獲取大的電流輸出，提高電源的輸出功率。

2.1.3分壓電阻的計算

開關控制電路是根據輸出的變化對開關電路進行控制的，因此需要設計分壓器，通過反饋可以使輸出電壓保持穩定。反饋分壓電阻的確定：設檢測電流為1mA，模數轉換器的基準電壓為5v，輸出電壓12v，分壓器的下臂電阻：R2=5v/0.001A=5千歐姆，

考慮到電阻有一定的誤差，假設電阻為1%的誤差，即5千歐姆的電阻，其電阻值為4.99千歐姆，則實際的檢測電流：Is=5v/4.99k=1.002mA，

分壓器上臂電阻為：R1=（12-5）/1.002mA=6.99k。

2.1.4保護電路

開關電源電路設計中，考慮到成本問題，采用過電流保護。

2.2 控制電路設計

控制電路采用89c51，該芯片有32個可編程的I/O口，該單片機與MCS51系列完全兼容，工作頻率0到33M赫茲，支持系統編程。

2.2.1反饋電路設計

反饋電路使用ADC0832采樣輸出電壓，該器件只能轉換0到5伏的電壓，超過了會燒毀芯片，當要采集大的電壓時，可以通過電阻分壓再采樣，在程序中再乘以一個分壓系數，以代表輸出電壓值。

其中2K電阻是為了保護芯片而設置的，當電壓突然增大幅度不是很大時，能起到保護作用。

2.2.2四位數碼顯示電路設計

本系統中采用4位數碼管顯示，動態掃描，軟件譯碼實現預置電壓、輸出電壓以及PID參數的實時顯示。

2.2.3單片機與鍵盤接口電路設計

鍵盤采用8個按鍵，由軟件定義功能，行鍵盤與單片機的P2.3、P2.2相連，列鍵盤與單片機的P2.7、P2.6、P2.5、P2.4相連。

3 結論

本文采用單片機可以實現對開關電源的智能控制，實現智能化開關電源的制作。

參考文獻：

[1]楊旭.裴元慶.王兆安.開關電源技術[M].北京：機械工業出版社，2004.1