基于单片机控制的开关电源及其设计
基于单片机的开关电源并联供电系统的设计
图４ ＤＣ—Ｄ Ｃ模 块 变换 电 路 １
电流 的分配 主要 是采 用最 大 电流 型均 流控 制 法 ， 即每个 模 块均 由一 个二 极 管接入 主 回路 ， 电流大 的 模 块 作 为主模 块 ， 电流小 的模 块作 为从 模块 ， 交 替 变化 控 制 。当负 载 电 阻变 化 时 ， 可 以保 持 输 出 电压稳 定， 均流 瞬态 响应 好 。电流检 测是 通 过对 采样 电 阻 Ｒ ｌ ｌ ， 由Ｉ ＮＡ１ ９ ３差 分放 大 ２ ０倍 后送单 片 机 内部 ＡＤ
图 ２ 系统 设 计 框 图
２ ． ２ 系统 工作 电源及 Ｄ Ａ转换 器
２ 系统设计思路
２ ． １ 系统设计 框 图及 工作原 理
如图 ２ 为系统设计框 图 ， 输入 电压经 Ｌ Ｍ２ ５ ７ ６ — ５ 开关 电源 降 压 后 获 得 ５ Ｖ 电 源。系 统 以 Ｐ Ｉ Ｃ １ ６ Ｆ ８ ７ ７ Ａ单片机为核心 ， 由两片 Ｔ Ｌ ４ ９ ４ 、 电压 取样及外围电路分别组成两路的 Ｄ Ｃ － Ｄ Ｃ稳压模
系统 由 Ｌ Ｃ Ｄ液 晶 实 时 显 示 输 出 电 压 ， Ｉ １ 、 Ｉ ２ 电流及其 比例 ； 还 具有 过载 及短 路保 护功 能 。
１ 系统设计 任务
设计并制作一个开关电源并联供 电系统 ， 其 结构 如 图 １所 示 。基 本 功 能 为 ： 输 入 电压 ２ ４ Ｖ， 输 出为 ８ ． ０ Ｖ； 调整 负载 电阻 ， 可使 电流 Ｉ １： Ｉ ２ 一 按 ｌ ： １ 、 １ ： ２或 １ ： ３等 比例 自动分 配 。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ６ — ２ ２ 基金项 目： 福建省教育厅科技项 目（ Ｊ Ｋ２ Ｏ １ ３ Ｏ ２ ８ ）
基于单片机控制的开关电源及其设计
2、基于单片机控制的开关电源的可选设计方案由单片机控制的开关电源, 从对电源输出的控制来说, 可以有三种控制方式, 因此, 可供选择的设计方案有三种:( 1) 单片机输出一个电压( 经D/AC 芯片或PWM方式) , 用作开关电源的基准电压。
这种方案仅仅就是用单片机代替了原来开关电源的基准电压, 可以用按键设定电源的输出电压值, 单片机并没有加入电源的反馈环, 电源电路并没有什么改动。
这种方式最简单。
( 2) 单片机与开关电源专用PWM芯片相结合。
此方案利用单片机扩展A/D 转换器, 不断检测电源的输出电压, 根据电源输出电压与设定值之差, 调整D/A 转换器的输出, 控制PWM芯片, 间接控制电源的工作。
这种方式单片机已加入到电源的反馈环中, 代替原来的比较放大环节, 单片机的程序要采用比较复杂的PID 算法。
( 3) 单片机直接控制型。
即单片机扩展A/DC, 不断检测电源的输出电压, 根据电源输出电压与设定值之差, 输出PWM波, 直接控制电源的工作。
这种方式单片机介入电源工作最多。
3、最优设计方案分析三种方案比较第一种方案: 单片机输出一个电压( 经D/AC芯片或PWM方式) , 用作开关电源的基准电压。
这种方案中, 仅仅就是用单片机代替了原来开关电源的基准电压, 没有什么实际性的意义。
第二种方案: 由单片机调整D/AC 的输出, 控制PWM芯片, 间接控制电源的工作。
这种方案中单片机可以只就是完成一些弹性的模拟给定, 后面则由开关电源专用PWM芯片完成一些工作。
在这种方案中,对单片机的要求不就是很高, 51 系列单片机已可胜任; 从成本上考虑,51 系列单片机与许多PWM控制芯片的价格低廉; 另外, 此方案充分解决了由单片机直接控制型的开关电源普遍存在的问题———由于单片机输出的的PWM脉冲频率低, 导致精度低, 不能满足要求的问题。
因此, 单片机与PWM芯片相结合, 就是一种完全可行的方案。
基于单片机控制的开关电源模块
Ｖｏ １ ． ２１ Ｎｏ． ９
电 子 设 计 工 程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ３年 ５月
Ｍａ ｖ ． ２０１ ３
基亏单 片机控制 的开关 电源模块
吴 杰， 朱 向冰 ， 郝文 良
ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ｈ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｍ ａ ｌ ｌ ｓ ｉ ｚ ｅ ， ｈ ｉ ｇ ｈ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ， ｓ ｉ ｍ ｐ ｌ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ， ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ
连 续 可 调 等 优 点
关 键 词 ：单 片 机 ：开 关 电 源模 块 ； 数 字控 制 ； Ｐ Ｉ Ｄ调 节 中 图分 类号 ： Ｔ Ｎ ８ ６ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ６ ２ ３ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ １ ５ ５ — ０ ３
采 实现 的 首 先 介 绍 了该 电 源 模 块 的 工 作 原 理 及 整 体 设 计 方 案 ， 其 次 介 绍 了部 分 关 键 电 路 的 硬 件 设 计 ， 给出了
主 程序及 部 分 子程序 的流 程 图。与 传统 的 开关 电源相 比 ， 该 电 源模 块 具 有 体 积 小 、 精度 高、 电路 简单 、 输 出 电 压
ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｐ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｋ ｅ ｙ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ，ｇ ｉ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ａ ｎ ｄ ｐ ａ ｔ ｒ ｏ ｆ ｐ ａ ｔ ｒ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｌ ｆ ｏ ｗ ｃ ｈ ａ ｔ ｒ ． Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ
基于STC15W4K60S4单片机LED开关电源控制器的设计
１ Ｌ Ｅ Ｄ 开 关 电 源控 制 器 总 体 方 案 设 计
Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ￣ｓ ： Ｓ Ｔ Ｃ１ ５ Ｗ４ Ｋ ６ ０ Ｓ ４ ， ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ， Ｐ Ｗ Ｍ， ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ
目前 ， 随着 Ｌ Ｅ Ｄ 技 术 的广 泛 应 用 ， 开关电源式 Ｌ Ｅ Ｄ 驱 动 器 显 示 出 了强 大 的 发展 潜力 。 利用 Ｓ Ｔ Ｃ１ ５ Ｗ４ Ｋ ６ Ｏ Ｓ ４单 片 机 ’ 设 计
电路 简 单 、 故 障 率低 等 特 点 ， 它 将 电池 的 电 能 转 换 为 恒 流 输 出 ， 驱 动 高 亮 度 白光 Ｌ Ｅ Ｄ。 通 过 Ｓ Ｔ Ｃｌ ５ Ｗ４ Ｋ ６ ０ Ｓ ４单 片机 发 送
Ｐ ＷＭ 信 号 ． 实现 对 Ｌ Ｅ Ｄ 电 源 的开 关控 制 ， 同 时此 电 源控 制 器 具 有 输 出电压 限压 保 护 和 报 警 功 能 。
刘 立 军 （ 辽 宁机 电职 业技 术 学院 ， 辽 宁 丹东 １ １ ８ ０ ０ ９ ）
摘要 ： 介 绍 了一 种 基 于 Ｓ Ｔ Ｃｌ ５ Ｗ４ Ｋ ６ ０ Ｓ ４单 片机 Ｌ Ｅ Ｄ 开 关 电 源控 制 器 的 设 计 。该 Ｌ Ｅ Ｄ 开 关 电 源控 制 器具 有 稳 定 可 靠 、
基于单片机控制的开关电源的设计
基于单片机控制的开关电源的设计开关电源是一种常见的电源供应器，其基本原理是通过开关器件（如MOSFET、IGBT等）的开关行为来实现电源的稳定输出。
在单片机控制下，可以实现更精确的电压和电流调节，从而提高功率转换效率和供电稳定性。
本文将详细介绍基于单片机控制的开关电源的设计。
首先，我们需要选择合适的单片机。
在选择单片机时，应考虑其性能、成本和易用性。
常用的单片机有PIC、AVR、STM32等，可以根据实际需求选择最适合的单片机类型。
接下来，进行开关电源的电路设计。
开关电源的基本电路包括输入滤波电路、整流电路、开关器件、输出滤波电路和反馈控制电路。
输入滤波电路的作用是滤除输入电源中的高频噪声，以保证电源的稳定性。
整流电路用于将交流输入转换为直流电压。
开关器件是开关电源的关键部分，通过控制开关器件的开关状态，可以实现电源的输出调节。
输出滤波电路用于滤波输出的脉动电压，以获得稳定的直流电压输出。
反馈控制电路用于监测输出电压，并通过单片机进行调节。
在设计过程中，要考虑电路的稳定性和效率。
一方面，电路应具有足够的稳定性以保证电源输出的精度和稳定性。
另一方面，电路应具有较高的功率转换效率，以减少功耗和热量产生。
根据设计要求，可以选择合适的电路元件，如电感、电容、二极管等，以提高电路的稳定性和效率。
在单片机控制下，可以实现电源的自动调节和保护功能。
通过单片机的输入输出引脚连接到开关器件的驱动电路，可以实现开关器件的开关控制。
通过单片机的AD转换功能，可以实时监测电源的输出电压，并通过PID控制算法进行调节，从而实现电源输出的精确控制。
此外，可以通过单片机的IO口连接各种传感器，如温度传感器和过流保护电路，实现对电源工作状态的实时监测和保护功能。
在程序设计方面，可以利用单片机的中断和定时器功能来实现电源的调节和保护。
通过中断，可以实现对输入电压的过压和欠压保护，以防止电源工作在不正常的电压范围内。
通过定时器，可以实现对输出电流的过流保护，以避免电源损坏或者对负载产生过大的影响。
基于单片机控制的开关电源及其设计
基于单片机控制的开关电源及其设计
开关电源是一种广泛应用于电子设备中的电源，它具有高效率、稳定
性好、体积小等优点。
基于单片机控制的开关电源则是在传统开关电源的
基础上结合了单片机的控制功能，可以实现更精确、智能的控制。
首先，输入滤波模块用于滤除输入电源中的高频噪声，以保证后续电
路正常工作。
整流滤波模块则将输入电源的交流信号经过整流后变为直流
信号，并进行滤波以减小波动。
接下来，开关变换模块是整个开关电源的关键。
该模块中包含了主要
的开关电源拓扑结构，如Buck、Boost、Buck-Boost等。
通过开关元件的
开关动作，实现电源输入电压到输出电压的变换。
在设计中，需要考虑开
关频率、开关管的选择以及辅助器件的设计。
输出滤波和稳压控制模块用于进一步滤除开关变换模块输出电压中的
高频噪声，并稳定输出电压。
可以使用电容、电感等元件来实现滤波功能，并通过反馈控制实现稳压功能。
最后，单片机控制模块通过采集输入电压、输出电压等信号，实时监
控电源的工作状态，并根据需要进行调节。
比如，可以通过PWM信号控制
开关元件的开关频率，从而实现输出电压的调节。
同时，单片机还可以实
现过压、过流、过温等保护功能，提高开关电源的安全性和可靠性。
总结起来，基于单片机控制的开关电源通过单片机的控制功能，实现
了对开关电源的精确控制。
在设计中需要注重滤波和稳压控制模块的性能
选择和设计，同时合理选择开关变换模块的拓扑结构和开关元件，以确保
开关电源的效率和稳定性。
基于单片机的恒流开关电源-新
毕业论文（设计)中文题目: 基于单片机的恒流开关电源英文题目：MCU-based switching power supply design姓名学号专业班级指导教师提交日期摘要本开关电源设计采用STC12C5A60S2单片机发生47KHZ的PWM脉冲信号，经过IR2104控制MOS，从而控制整个BUCK（降压式变换）电路。
单片机内部自带的10位ADC能通过电压电流检测电流实时反馈电流和电压数值，并由此调整输出的PWM的占空比，形成电流电压闭环控制系统.按键能设置输出电流从0。
2A到2A，以0.01A递增,输出最大10V，液晶能显示实时输出电流与电压。
根据测试,满载的供电效率为88％。
按键设置的输出电流的误差小于0。
01A。
关键词：开关电源,BUCK，STC单片机，IR2104，恒流源MCU-based switching power supply designAbstractThe switching power supply design uses STC12C5A60S2 microcontroller PWM pulse signal 47KHZ happen, after MOS driver IC IR2104 control the whole BUCK circuit。
MCU comes with 10 internal ADC voltage detection current by real—time feedback current and voltage values, and thereby adjust the output PWM duty cycle, forming a voltage closed-loop control system。
Button can set the output voltage from 0V to 10V limit of，1V steps，the LCD can display real—time output voltage and current。
一种基于MSP430单片机的开关电源设计
ｖｌ ｇ ａ ｅａｊｓ ｌ Ｔ ｅｐｗ ｒｈｓｔｅｃ ａａｔｒ ｔｓｏ ｖｒｕｒｎ ｐｏｅｔ ｎｆｒ ｕｐ ｔ ｎ ｗ ｒ ｌ ｒ ａｓｄｂ ｏ ａｅｃｎｂ ｄｕｔ ｅ ｈ ｏ ｅ ａ ｈｒｃｅ ｓｃ ｆ ｅｃ ｒ ｔ ｒｔｃｏ ｏ ｔｕ ｄｌ ｅ ｅ ｏ ｕｅ ｙ ｔ ｂ ａ ． ｈ ｉｉ ｏ － ｅ ｉ ｏ ａ ｏ Ｔ ｃ
波， Ｐ 即 ＷＭ 比较 器 输 出 的变 化 量 是 开 关 脉 宽 。所 以 ， 输 出 若 上 升 ． 差 放 大 器 的 输 出 电 压 下 降 ， 空 比变 小 以 使 输 出 变 误 占 小 ； 之 则 误 差 放 大 器 的输 出 电压 上 升 ， 反 占空 比 变 大 以 使 输 出 变 大 。 即为 开 关 电源 调 节 系 统 的 工 作 原 理 。 图 １ ｂ ｃ 此 是 ｕｋ
一
／２ １ １／ ３ １／ ４［ 将 Ｖｓ Ｒ 带 入 上式 得 ： ｒ＝ Ｅ Ｆ
圈 机械电 器 输出 压调 机械电 存在 磨 位 用作 电 整。 位器 机械
损 、 动 、 繁 动 作 容 易 损 坏 等 缺 点 。 另 外 ， 作 可 调 式 直 流 震 频 用 稳 压 电 源 的 电压 调 整 还 存 在 着 调 压 困 难 、调 整 的 精 度 低 、 一 致 性 差 等 不 足 。 随着 电 子 技 术 的发 展 ， 现 了利 用 数 字 电位 出 器 代 替 多 圈 电位 器 的 可 调 式 直 流 电源 。但 数 字 电 位 器 的输 出
关 键 词 ：电 压 可 调 ；开 关 电源 ；直流 稳 压 ；分辨 力 ；过 流 保 护
中 图分 类 号 ： Ｎ ６ Ｔ ８
文 献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：１ ７ — ２ ６ ２ １ ） ９ ０ ３ — ５ ６ ４ ６ ３ （０ ２ １— １４ ０
单片机控制的开关电源
1.概述1.1编写说明本文详细叙述了电院科技创新[5]，DC-DC降压型开关电源的软硬件主要结构与工作原理、设计开发过、调试与检测方法以及系统最终的性能技术指标。
1.2名词定义单片机：包括CPU（进行运算、控制）、RAM（数据存储）、ROM（程序存储）、输入/输出设备（串行口、并行输出口等）的一块集成电路。
DC-DC电源:能实现直流电压输入，直流电压输出的电源。
低通滤波器：滤波器是指在指定频带内，使有效信号通过，同时抑制无用成分的电路。
低通滤波器是滤除指定频率以上的频率成分，保留频率在指定频率之下的波形输出的滤波器。
脉宽调制(PWM)：是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。
占空比:在信号的一个周期内,高电平信号所占的时间比例。
纹波：输出端呈现的与输入频率及开关变换频率同步的分量，用峰峰值表示。
曲线拟合：根据采集的样值点来选择曲线，使数据点平方误差和最小。
D/A转换：数模转换，既将一个数字信号转换成一个模拟信号。
开环：输出对输入不产生反馈作用的工作方式。
闭环：输出对输入施加反馈作用的工作方式，在此方式下，可以使系统输出更稳定。
1.3缩略语DC-DC （Direct-Current-Direct-Current）即直流－直流转换器。
将直流输入信号转换为需要输出大小的直流信号。
PWM（Pulse Width Modulation）脉冲宽度调制信号，指一定频率的占空比可变方波信号。
LPF（Low Pass Filter）低通滤波器。
ADC （Analog to Digital Converter）即模拟数字信号转换器。
用于将模拟信号按照一定速度转换为数字信号。
2.系统总述2.1系统组成本系统由DC-DC开关电源，电压检测，单片机，电压控制四个子系统组成，系统框图如图1所示：DC图2-1 系统组成示意图[1]2.1.1.1控制子系统本系统中，控制系统又分为电压控制子系统和电压检测控制子系统。
基于51单片机控制的开关电源设计
基于51单片机控制的开关电源设计一、引言开关电源是一种将交流电转换为直流电的电子设备，广泛应用于各个领域。
本文将以基于51单片机控制的开关电源设计为题，介绍设计的原理和实现过程。
二、设计原理开关电源的设计主要包括输入电路、滤波电路、变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路以及控制电路。
其中，控制电路起到控制和调节输出电压的作用。
在本设计中，我们采用了51单片机作为控制电路的核心，通过编程控制电路的开关状态，实现对输出电压的精准调节。
三、设计过程1. 输入电路的设计：输入电路主要用于将交流电转换为直流电，并对电压进行稳压处理。
我们选择了整流桥和滤波电容作为输入电路的核心元件，通过整流和滤波，将交流电转换为平稳的直流电。
2. 变压器的设计：变压器是开关电源的重要组成部分，用于提高或降低输入电压的大小。
我们根据实际需求选择合适的变压器，使得输出电压与输入电压之间满足所需的关系。
3. 整流电路的设计：整流电路用于将输入电压转换为脉冲电压，我们选择了二极管桥整流电路，通过将输入电压进行整流，得到脉冲电压。
4. 控制电路的设计：控制电路是整个开关电源设计中最关键的部分，我们选择了51单片机作为控制电路的核心。
通过编程，我们可以控制开关管的开关状态，从而实现对输出电压的调节和稳定。
5. 输出电路的设计：输出电路主要用于输出稳定的直流电压。
我们选择了稳压电路和滤波电容作为输出电路的核心元件，通过稳压和滤波，得到稳定的输出电压。
四、实现效果通过以上的设计过程，我们成功实现了基于51单片机控制的开关电源。
通过编程控制，我们可以实现对输出电压的精确调节和稳定控制。
该开关电源具有输出电压稳定、效率高、响应速度快等特点，适用于各种电子设备的供电需求。
五、总结本文以基于51单片机控制的开关电源设计为题，介绍了设计的原理和实现过程。
通过该设计，我们可以实现对输出电压的精确调节和稳定控制，满足各种电子设备的供电需求。
希望本文能为读者提供有关开关电源设计的参考和借鉴，同时也希望读者能够通过自己的努力和创新，设计出更加高效和稳定的开关电源。
基于单片机的数控开关稳压电源设计
基于单片机AT89S52程控开关稳压电源设计开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。
由于拥有较高的效率和较高的功率密度，开关电源在现代电子系统中的使用越来越普及。
开关电源高频化、模块化和智能化是其发展方向。
其中，步进可调、实时显示是开关电源智能化研究方向之一。
现设计开关电源，技术指标为：输出电压30V至36V可调，最大输出电流2A，有过流保护功能，能对输出电压进行键盘设定和步进调整、步进值1V，并能实时显示输出电压和电流的开关稳压电源。
1 总体设计方案采用AT89S52单片机为控制核心，对普通的开关电源控制部分进行优化设计，并通过软件编程实现了对开关电源的智能控制。
设计中采用隔离变压器将市电变压后通过整流滤波送至DC-DC升压变换器，经过一系列的控制整合电路之后可实现设计要求。
系统总体框图如图1．1所示。
1．1 DC-DC主回路拓扑采用UC3842和MAX4080构成DC-DC转换电路。
UC3842是一块功能齐全、较为典型的单端电流型PWM控制集成电路，内包含误差放大器、电流检测比较器、PWM锁存器、振荡器、内部基准电源和欠压锁定等单元。
电流控制型升压DC-DC转换电路，外接元器件少、控制灵活、成本低，输出功率容易做到100W以上。
当然，DC-DC转换电路也可以采用成品模块，若用PI公司生产的DPA-S witch设计开关电源具有集成度高、外围电路简单、发热量少、性能指标优良。
由UC3842设计的DC-DC升压电路直接用误差信号控制电感峰值电流，间接地控制PWM脉冲宽度，达到控制输出端电压的目的。
开关管以UC3842设定的频率周期开闭，使电感L储存能量并释放能量。
当开关管导通时，电感充电，把能量储存在L中。
当开关截止时，L产生反向感应电压，通过二极管把储存的电能释放到输出电容器中。
输出电压由传递的能量多少来控制，而传递能量的多少由通过电感电流的峰值来控制。
基于单片机控制的开关电源的设计
基于单片机控制的开关电源的设计开关电源是一种将输入的电能转化为所需输出电能的电源，它具有效率高、体积小、重量轻、可靠性高等特点，被广泛应用于各种电子设备中。
本文将介绍一种基于单片机控制的开关电源的设计。
一、设计原理开关电源的核心是DC-DC变换器，其输入端接受交流电源，通过整流滤波电路将交流电源转化为直流电源，并经过DC-DC变换器将直流电源转化为所需输出电压。
此外，为了实现对输出电压的控制和保护功能，需要使用单片机进行控制和监测。
1.输入电路输入电路由输入滤波电路和整流电路组成。
输入滤波电路主要是为了去除交流电源中的高频干扰，通常采用电容和电感组成的滤波网络。
整流电路将交流电源转换为直流电源，常见的整流电路有整流桥和二极管整流电路。
2.DC-DC变换器DC-DC变换器是开关电源的核心部分，它将输入的直流电源转变为所需的输出电压。
常见的DC-DC变换器有：（1）Buck变换器：输出电压小于输入电压；（2）Boost变换器：输出电压大于输入电压；（3）Buck-Boost变换器：输出电压可大于也可小于输入电压。
3.控制电路为了实现对输出电压的控制和监测，需要使用单片机进行控制。
单片机可以通过PWM技术控制开关管的导通和断开，从而控制开关电源输出电压的大小。
同时，单片机还可以监测输出电压的大小，并进行保护控制，如过压保护、欠压保护、过流保护等。
二、设计步骤以下是基于单片机控制的开关电源的设计步骤：1.确定输入电压范围和输出电压要求，并选择合适的DC-DC变换器电路。
2.根据输入电压和输出电压要求，计算所需的滤波电容和电感值，并选择合适的元器件。
3.根据DC-DC变换器电路的控制方式，设计开关管的驱动电路。
常见的驱动方式有：反馈控制、定时控制、电流控制等。
4. 选择合适的单片机，并进行引脚分配。
常见的单片机有：ATmega8、STM32等。
5.编写单片机程序，实现对输出电压的控制和监测。
程序中需要包含PWM控制部分、过压保护部分、欠压保护部分、过流保护部分等。
基于单片机控制的开关电源的设计
基于单片机控制的开关电源的设计开关电源是一种电力转换装置，其工作原理是将输入的电能转换为高频交流电能，经过变压、整流、滤波等处理，输出稳定的直流电压给负载。
它具有体积小、效率高、输出稳定等优点，在各种电子设备中广泛应用。
本文的设计目标是基于单片机控制的开关电源，通过软件程序实现开关电源的控制和保护功能。
下面将从硬件设计和软件设计两方面介绍基于单片机控制的开关电源的设计过程。
硬件设计：1.选择单片机：根据需要选择适合的单片机，常用的有8051系列、AVR系列、PIC系列等。
选择时要考虑单片机的性能、IO口数量、工作电压等参数。
2.电源输入：选择合适的变压器和整流滤波电路，将输入交流电转换为直流电，供给开关电源的PWM控制电路和负载。
3.开关电源的PWM控制电路：使用单片机的PWM输出控制开关电源的工作周期和占空比，从而控制输出电压的大小。
可以使用单片机的IO口连接到MOSFET等开关元件，通过调节IO口的电平和频率来控制开关电源的输出电压。
4.电路保护：为了保护开关电源和负载不受损坏，需要添加过压保护、过流保护、过温保护等电路。
可以使用电压比较器、电流检测芯片等进行监测和保护。
软件设计：1.初始化：在程序运行开始时，对单片机的IO口、定时器等进行初始化设置。
2.输入检测：通过外部引脚读取输入电压和电流的大小，判断是否超出范围。
如果超出范围，则进行相应的保护措施，如关闭开关电源输出。
3.控制算法：根据输入电压和目标输出电压，通过控制占空比调整输出电压的大小。
可以使用PID控制算法等来实现精确控制。
4.输出控制：使用单片机的PWM输出控制开关电源的开关状态和工作周期。
根据控制算法计算的合适占空比，将其作为PWM的占空比输出。
同时，通过监测输出电压和电流的大小，进行闭环控制，使输出电压保持稳定。
5.保护机制：实现过压保护、过流保护、过温保护等功能。
当检测到异常情况时，及时关闭开关电源输出，避免负载和开关电源的损坏。
基于51单片机的开关电源设计
基于单片机的开关电源设计摘要【摘要】本次设计的主要目的是实现一个开关电源，开关电源在日常生活中应用非常广泛，比如电视机、电脑、冰箱以及其他常用的电子产品都需要开关电源，如今是数字化时代，用单片机实现电子产品十分方便，所以在这次设计中使用了单片机实现。
在这次设计文档中，详细阐述了开关电源与线性电源的比较，方案论证，总体结构设计，并附以相关电路图表示，最后生成相关了PCB电路图【关键词】线性，半导体，开关，储能，转换，控制，滤波，分压，抖动【Abstract】This design of Zhuyaomude is to achieve a switching power supply,switching power supply is widely used in daily life in,such as televisions,computers,Bingxiangyiji other Changyong of electronic products require power supply,Ru Jin Hua Shi Dai digital, electronic products achieved with Dan Pianji very convenient,so the design used in this MCU. In this design document,detailed in the switching power supply with linear power supply comparison,program demonstration,the overall structural design,along with the relevant circuit that generates the final circuit diagram related to the PCB【Keywords】Linear,semiconductors,switches,energy storage,conversion,control, filtering,partial pressure,jitter目录......................................................................................................................................................................I I 摘要......................................................................................................................................................................绪论 (1)第一章概述 (2)1.1课题来源及意义 (2)1.2课题基本要求 (2)第二章开关电源方案设计 (4)2.1开关电源工作原理 (4)2.2开关电源与线性电源的比较 (4)2.2.1线性电源的缺点 (4)2.2.2开关电源的优点 (5)2.3方案论证 (5)2.3.1方案1 (5)2.3.2方案2 (6)2.3.3方案3 (6)2.3.4方案分析 (6)2.3.5总体结构设计 (6)2.4难点分析 (7)2.4.1如何提高电源工作频率 (7)2.4.2储能电感的绕制 (8)2.4.3标度转换技术 (9)2.5控制技术选择 (10)2.5.1电压型控制技术 (10)2.5.2电流型控制技术 (10)2.5.3电流控制型技术的优势 (11)2.6开关变换器结构分析与选择 (11)2.6.1降压变换电路分析 (11)2.6.2升压型变换电路 (13)2.6.3Buck-Boost型变换器 (13)2.7开关电路器件参数选择 (14)2.7.1功率开关管的选择 (14)2.7.2滤波电容的选择 (15)目录2.7.3储能电感的选择 (15)2.7.4续流二极管的选择 (16)第三章硬件电路设计 (17)3.1电源电路设计 (17)3.1.1整流滤波电路 (17)3.1.2开关变换电路 (17)3.1.3分压电阻的计算 (18)3.1.4保护电路 (18)3.2控制电路设计 (19)3.2.1反馈电路设计 (20)3.2.2四位数码显示电路设计 (21)3.2.3单片机与键盘接口电路设计 (22)第四章软件设计 (23)4.1总体编程思想 (23)4.1.1键盘防抖动子程序 (23)4.1.2数码显示子程序 (24)4.1.3采样子程序 (25)4.1.4中断处理程序设计 (26)4.1.5PID控制算法 (27)4.1.6数字滤波 (28)第五章系统调试 (29)5.1硬件模块调试 (29)5.1.1整流滤波电路的调试 (29)5.1.2AD转换的调试 (29)5.1.3脉冲输出电路的调试 (29)5.1.4功率开关管的调试 (29)5.2电源性能指标的测试 (30)5.2.1开关电源的技术指标 (30)5.2.2输出电压的测试 (31)5.2.3最大输出电流的测试 (32)5.2.4过流保护的测试 (32)5.2.5电压调整率的测试 (32)5.2.6纹波电压的测试 (33)物理与电子工程系毕业论文第六章结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录 (37)附录绪论开关电源是利用现代电子电力技术控制功率开关管（MOSFET；三极管）的导通和关断的时间比来稳定输出电压的一种新型稳压电源。
基于单片机的同步整流Buck稳压开关电源设计
基于单片机的同步整流Buck稳压开关电源设计随着电子设备的不断普及，稳定可靠的电源设计变得尤为重要。
本文将介绍一种基于单片机的同步整流Buck稳压开关电源设计，以满足电子设备对稳定电源供应的需求。
1. 概述同步整流Buck稳压开关电源是一种能够有效降低开关功率损耗的电源设计方案。
通过使用单片机控制同步整流MOS管的开关时间，可以实现高效率、低功耗的稳压功能。
本文将详细讨论该电源设计的工作原理和关键部件选择。
2. 设计原理同步整流Buck电源的工作原理基于Buck拓扑结构，通过单片机控制同步整流MOS管的开关时间来实现稳压功能。
具体的设计步骤如下：（1）选择适当的功率电感、电容和二极管，以满足输出电压和电流的需求。
（2）基于单片机的PWM控制器生成开关信号，控制主开关管和同步整流MOS管的开关时间。
（3）PWM控制器还监测输出电压的变化，并根据反馈信息调整开关时间，以保持稳定的输出电压。
3. 关键部件选择在同步整流Buck稳压开关电源设计中，几个关键的部件选择将决定电源性能的好坏。
以下是一些关键部件选择的建议：（1）功率电感：选择具有适当的电感值和电流能力的电感，确保能够提供稳定的电流输出。
（2）电容：选择低ESR值的电容，以减少输出纹波电流和电压。
（3）同步整流MOS管：选择低导通压降的MOS管，以减小开关功率损耗。
（4）PWM控制器：选择具有高精度和快速响应特性的PWM控制器，以实现精确的稳压功能。
4. 效果与改进基于单片机的同步整流Buck稳压开关电源设计具有以下优点和改进空间：（1）高效率：同步整流技术能够有效减小开关功率损耗，提高电源的整体效率。
（2）稳定性：通过单片机的PWM控制器，可以实现精确的输出稳压，并对输入电压和负载变化进行动态调整。
（3）改进空间：可以进一步优化电源设计，如改进PWM控制算法、使用高效率的元件等，以提高电源性能和稳定性。
综上所述，基于单片机的同步整流Buck稳压开关电源设计是一种高效、稳定的电源解决方案。
基于单片机控制的开关电源设计
基于单片机控制的开关电源设计随着电子技术的快速发展，电源技术也在不断演进。
目前，基于单片机控制的开关电源设计成为了一种趋势。
本文将从开关电源的概念、工作原理、单片机的选择、开关电源的设计要点等方面进行讨论。
开关电源是一种能够将交流电转换为稳定直流电的电源装置。
与传统的线性电源相比，开关电源具有高效率、体积小、重量轻以及可调节性强的特点。
基于单片机控制的开关电源设计，通过单片机的智能控制和精确调节，可以实现更加稳定和精确的电源输出。
首先，我们来了解一下开关电源的工作原理。
开关电源主要由输入滤波电路、整流电路、变换电路和输出电路四部分组成。
其中，输入滤波电路用于滤除电源输入的杂波干扰，整流电路将交流电转换为直流电，变换电路通过变换器件（如MOSFET、继电器）来调节输出电压和电流，输出电路将变换后的电源输出给负载。
在基于单片机控制的开关电源设计中，单片机是一个重要的组成部分。
选择合适的单片机，可以更好地满足设计需求。
在选择单片机时，需要考虑以下几个方面：性能、接口和IO数量、编程方式、工作频率、功耗和成本等。
根据具体的设计要求，选择性能合适、接口丰富的单片机是非常重要的。
接下来，我们将介绍一些开关电源设计的要点。
首先是开关电源的稳压和稳流控制。
通过单片机控制，可以实现对输出电压和电流的精确调节，保证稳定的输出。
同时，还需要注意开关电源的过流、过压、过温等保护功能的设计，以避免电源损坏和负载设备受损。
此外，还需要考虑开关电源的高效率设计，以减少功耗和热量产生，提高电源的使用寿命。
此外，开关电源的电磁兼容性和故障诊断能力也需要进行充分考虑。
最后，我们还需要关注一些细节问题，如电路调试和信号处理等。
在电路调试中，需要通过实际测量和观察数据来分析和确认电路的工作状态，进一步优化和调整电路性能。
信号处理可以使用单片机的AD转换功能来采集和处理信号，实现对电源工作状态的监测和控制。
综上所述，基于单片机控制的开关电源设计是一项重要而有挑战的工作。
基于单片机的开关电源设计与实现
基于单片机的开关电源设计与实现1.引言开关电源是一种将输入直流或交流电转换为稳定输出的电源系统。
它具有高效率、小体积、轻重量等特点，被广泛应用于电子设备和工业领域。
本文旨在介绍基于单片机的开关电源设计与实现，包括原理、设计步骤以及实际搭建过程。
2.基本原理开关电源的基本原理是通过快速开关元件（如MO SF ET）控制输入电压的开关时间，将输入电压转换成高频脉冲信号，并通过滤波电路得到稳定的输出电压。
而单片机作为开关电源的智能控制核心，通过调节开关元件的开关频率和占空比，实现对输出电压的精确调节。
3.设计步骤3.1选择开关元件和滤波电路在设计开关电源时，首先需要选取合适的开关元件和滤波电路。
开关元件应具有低导通压降和快速开关速度，常用的有MO SF ET和I G BT。
滤波电路可采用LC滤波或者P I滤波，用于去除高频脉冲信号中的杂波。
3.2确定控制策略通过单片机控制开关元件的开关频率和占空比，可以实现对输出电压的调节。
控制策略可以采用开环控制或闭环控制，其中闭环控制更加精确稳定。
根据具体的需求和应用场景选择合适的控制策略。
3.3编写控制程序使用单片机的开发工具，编写控制程序并烧录到单片机中。
程序应包括对开关元件的开关频率和占空比的控制，以及保护功能的实现。
根据具体需要，还可以添加过温保护、过流保护等功能。
3.4搭建电路并测试按照设计方案，搭建开关电源的电路，并连接单片机及其他所需的外围电路。
在搭建完成后，进行电路的功能测试。
通过实验验证电路的性能是否符合设计要求，如输出电压的稳定性、响应速度等。
4.实现案例以设计一个12V输出、电流可调节的开关电源为例，使用单片机控制开关频率和占空比。
具体实现步骤如下：1.选择合适的M OS FE T开关元件，并设计电路以实现12V输出。
2.通过脉宽调制（PW M）控制单片机的输出端口，调节开关频率。
3.使用反馈电路和AD C模块实现对输出电流的检测和调节，实现电流可调节功能。
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基于单片机控制的开关电源及其设计
单片机控制的开关电源是一种高效率、高稳定性的电源系统，常用于
电子设备中。
本文将介绍基于单片机控制的开关电源的原理、设计步骤以
及相关注意事项。
一、原理
1.1开关电源的工作原理
开关电源的核心部分是一个开关管，它通过不断开闭来调整输出电压
和电流。
当开关管关断时，电源输入端的电压会通过变压器产生瞬态电流，这个电流被蓄能电容器存储在电容中。
当开关管打开时，储存在电容中的
能量被释放，通过滤波电感得到稳定的电压输出。
1.2单片机控制开关电源的工作原理
在单片机控制的开关电源中，单片机通过控制开关管的开闭状态来调
整输出电压和电流。
单片机能够实时监测电源的输入和输出情况，并根据
设定的参数进行调整。
同时，单片机还可以实现一些保护功能，如过压、
过流、过温等保护。
二、设计步骤
2.1确定需求
首先要确定开关电源的功率需求、输入电压范围和输出电压范围。
根
据需求选择合适的开关管和变压器等元器件。
2.2定义控制策略
根据开关电源的工作原理以及需求，确定单片机的控制策略。
可以采
用PWM（脉宽调制）控制方法来控制开关管的开闭时间，以实现对输出电
压的调节。
2.3确定单片机和外围电路
选择合适的单片机控制器，并设计相应的外围电路，包括ADC（模拟
数字转换）模块、PWM输出模块、电流传感器等。
2.4编写软件程序
根据控制策略，编写单片机的控制程序，并完成软件的调试和优化。
2.5PCB设计与制造
根据电路原理图设计PCB布局，并制造相关的电路板。
2.6装配与测试
完成PCB板的焊接与装配，进行电源的测试和调试。
三、注意事项
3.1安全性
开关电源具有高电压、高电流的特点，因此在设计和使用过程中要注
意安全性。
应采用合适的绝缘措施，保证电源与其他电路之间的隔离。
3.2效率和稳定性
开关电源的效率和稳定性是设计过程中需要考虑的重要因素。
应合理
选择元器件，控制开关管的导通和关断时间，以提高电源的效率和稳定性。
3.3EMC（电磁兼容）设计
开关电源由于工作频率较高，容易产生电磁干扰。
在设计中应注意降
低电磁辐射及敏感性，以保证电源与其他电子设备的正常工作。
3.4保护功能
考虑到电源的安全性和稳定性，应在设计中添加过压、过流、过温等
保护功能。
这些保护功能可以通过单片机来实现。
综上所述，基于单片机控制的开关电源是一种高效、稳定的电源系统。
在设计中要注意安全性、效率与稳定性、EMC设计以及保护功能的实现。
通过合理的设计和严格的测试，可以实现一个性能优良的开关电源系统。