基于STC12系列单片机的串联型开关电源设计与实现 (2)

模拟电路课程设计报告
课题名称：基于STC12系列单片机的串联型开关电源设计与实现
--模拟电路部分开关电源主电路部分
1、模拟电路原理图
该电路图由一个三极管，电感，电阻，电容，二极管，还有就是接VCC和接GND端，电路相对比较简单，如图所示：
模拟电路具体分析：输入电压E1是未经稳压的直流电压，晶体管BG1为调整管，即为开关管，PWM为矩形波控制开关的工作状态，电感L1和电容C1组成滤
波电路，D1为续流二极管，R1为负载。

晶体管BG1串在输入电源与负载R之间，在晶体管的基极输入开关脉冲信号，BG被周期性的开关而处于饱和导通和截止状态。

当PWM为高电平时BG导通，D1因承受反压而截止，电感L1储存能量，电容C1充电；当PWM为低电平时BG截止，此时虽然发射极电流为零但是电感L1释放能量，其感应电动势使D1导通，电容C1放电。

二极管D1类似于行输出电路中的阻二极管，与开关晶体管处于相反的工作状态，在开关晶体管BG1导通时，D1则截止，而开关管BG1截止时，D1导通，从而使负载电路中有连续的电流导通，故称为续流二极管。

当BG的基极输入正脉冲时，BG饱和导通，电压E加至续流二极管的负极，所以二极管D1截止，输入电压E 经BG1-L1-C1-R1形成回路，回路电流经L1向电容C1充电，并向R1供电，当BG1基极输入为负脉冲时，BG1截止，根据电磁感应原理，此时L1上的磁能转变为电能，L1上所产生的电压为左负右正，此时D1导通L1上的感应电压通过D1继续向电容充电同时也供给负载RL1电流，这样由于D1的存在维持了负载电流的连续性。

这里L1和C1组成了良好的滤波电路，滤去输出直流电压中的开关脉冲频率的波纹及其谐波。

2、开关电源原理说明
原理：在PWM端无输入时，三极管相当于闭合，三极管右边的电路无电流流过，此时RL两端的电压为0V。

当PWM端有电流输入时，三极管导通，电感L1和电容C1，可以分别防止电流和电压突变，有一定的稳压作用。

高频二极管D1，可以在PWM由开向关状态转换时与电感L1形成通路，释放电感的能量。

而由于PWM 端输入的是方波，也就是说三极管是处于开或者关状态的。

由此C1和R1在开状态时电容充电,R1两端的电压逐渐升高，而当三极管处于关状态时，电容C1对R1进行放电，此时电压逐渐降低。

最后通过控制三极管的开与关的时间比例便可以使得在R1两端形成稳定的电压。

3、仿真图如下：
4、实际电路板
5、心得与体会
这次关于串联开关电源的课程设计给了我一个将自己所学的模电课程知识和单片机知识结合的机会，让我所学真正掌握到实处。

在开始做实验的时候，我一开始就将电路板焊好了，由于电路图比较简单，所以在焊的过程中没有出现虚焊
或其他比较难解决的问题。

但是这还是让我的实践能力得到了提高。