单片机开关电源电路
单片机控制开关电源
单片机控制开关电源单片机控制开关电源,单从对电源输出的控制来说,可以有几种控制方式.其一是单片机输出一个电压(经DA芯片或PWM方式),用作电源的基准电压.这种方式仅仅是用单片机代替了原来的基准电压,可以用按键输入电源的输出电压值,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.其二是单片机扩展AD,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DA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.其三是单片机扩展AD,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.第三种方式是最彻底的单片机控制开关电源,但对单片机的要求也最高.要求单片机运算速度快,而且能够输出足够高频率的PWM波.这样的单片机显然价格也高.DSP类单片机速度够高,但目前价格也很高,从成本考虑,占电源成本的比例太大,不宜采用.廉价单片机中,AVR系列最快,具有PWM输出,可以考虑采用.但AVR单片机的工作频率仍不够高,只能是勉强使用.下面我们具体计算一下AVR单片机直接控制开关电源工作可以达到什么水平.AVR单片机中,时钟频率最高为16MHz.如果PWM分辨率为10位,那么PWM波的频率也就是开关电源的工作频率为16000000/1024=15625(Hz),开关电源工作在这个频率下显然不够(在音频范围内).那么取PWM分辨率为9位,这次开关电源的工作频率为16000000/512=32768(Hz),在音频范围外,可以用,但距离现代开关电源的工作频率还有一定距离.不过必须注意,9位分辨率是说功率管导通-关断这个周期中,可以分成512份,单就导通而言,假定占空比为0.5,则只能分成256份.考虑到脉冲宽度与电源的输出并非线性关系,需要至少再打个对折,也就是说,电源输出最多只能控制到1/128,无论负载变化还是网电源电压变化,控制的程度只能到此为止.还要注意,上面所述只有一个PWM波,是单端工作.如果要推挽工作(包括半桥),那就需要两个PWM波,上述控制精度还要减半,只能控制到约1/64.对要求不高的电源例如电池充电,可以满足使用要求,但对要求输出精度较高的电源,这就不够了.综上所述,AVR单片机只能很勉强地使用在直接控制PWM 的方式中.但是上列第二种控制方式,即单片机调整DA的输出,控制PWM芯片,间接控制电源的工作,却对单片机没有那么高的要求,51系列单片机已可胜任.而51系列单片机的价格比AVR还是低一些.网友coocle曾发表他的看法:“单片机控制开关电源的缺点在于动态响应不够,优点是设计的弹性好,如保护和通讯,我的想法是单片机和pwm芯片相结合,现在的一般单片机的pwm输出的频率普遍还不是太高,频率太高,想要实现单周期控制也很难.所以我觉得单片机可是完成一些弹性的模拟给定,后面还有pwm芯片完成一些工作.”无独有偶,在电子电源综合区中有篇原创文章《DPWM电路的研究》,也是用数字电路输出PWM波直接控制开关电源工作.他是用CPLD再加单片机进行控制.众所周知CPLD的价格以及开发难度绝非单片机可比,那么他为什么要这样做?原因如作者所说,由于单片机的PWM宽度小,导致精度低,不能满足系统的要求.作者又说,在这些情况下,应用片外PWM电路无疑是一种理想的选择.他选择CPLD芯片来实现PWM.我则建议:还是用开关电源原来的控制芯片来实现.不但价格低,而且容易实现单周期电流检测等保护功能.我们大可不必为数字控制而数字控制.。
单片机 半桥开关电源
单片机半桥开关电源单片机半桥开关电源是一种高效率的电源设计，它结合了单片机控制和半桥开关电路的优点。
单片机可以实现数字化控制，能够实现精确的电路控制，半桥开关电路具有高效率和低损耗的特点，可以提高整个电源系统的效率和可靠性。
在单片机半桥开关电源的设计中，单片机扮演着非常重要的角色。
单片机具有强大的计算和控制能力，可以实现对电源系统的全部控制。
通过单片机的设计，可以实现快速从一个状态到另一个状态的切换。
同时，单片机也具有存储功能，可以保存电源系统的各种参数、工作状态等信息。
在设计单片机半桥开关电源时，需要考虑单片机的处理能力和存储能力，以实现电源系统的高效率和可靠性。
半桥开关电路是单片机半桥开关电源的另一个关键部分。
半桥开关电路是利用半导体器件的开关特性实现电源系统电压变换的电路。
半桥开关电路具有高效率和低损耗的特点，并且可以实现高精度的电压控制。
在单片机半桥开关电源的设计中，需要合理构建半桥开关电路，选择适合的半导体器件，以确保电源系统的稳定性和可靠性。
在单片机半桥开关电源的设计中，还需要考虑电源系统的稳定性和可靠性。
电源系统的稳定性是指系统输出的电压、电流等参数变化范围的大小。
在单片机半桥开关电源中，需要通过控制电源系统各种元件的参数来实现稳定的电路输出。
电源系统的可靠性是指系统在长时间工作中的稳定性和可靠性。
在单片机半桥开关电源中，需要选择高品质的电子元件，合理布局电路，在设计过程中进行充分的考虑和测试，以保证电源系统的高可靠性。
总之，单片机半桥开关电源是一种高效率和可靠性的电源系统，可以应用于各种需要高精度和高可靠性电源的场合。
在设计单片机半桥开关电源时，需要考虑单片机的处理能力和存储能力、半桥开关电路的构建和选择、电源系统稳定性和可靠性等方面的问题，以实现高效率和高可靠性的设计。
单片机电源电路工作原理
单片机电源电路工作原理【单片机电源电路工作原理】1. 介绍在单片机系统中，电源电路起到了供电和稳定电压的重要作用。
它负责将交流电源转换为直流电源，并为单片机及其周边电路提供稳定可靠的电源。
本文将深入探讨单片机电源电路的工作原理，帮助读者理解其中的关键概念和原理。
2. 电源输入单片机电源电路的输入端通常连接到市电交流电源。
这一阶段的目标是将高压交流电源转换为合适的直流电压，供给单片机和相关电路使用。
常见的电源输入电压包括110V和220V。
3. 整流器为了将交流电源转换为直流电源，需要使用整流器。
整流器的作用是将交流电压转换为脉动较小的直流电压。
常见的整流器包括单相桥式整流器和三相整流器。
4. 滤波器由于整流后的直流电压还存在较大的纹波，为了获得稳定的电源电压，需要使用滤波器进行进一步处理。
滤波器的作用是过滤掉电源中的高频噪声，使输出电压更加稳定。
5. 电源管理电路单片机电源电路还包括电源管理电路，它负责监测、控制和保护电源系统。
对于单片机而言，电源管理电路起到了重要的辅助作用，可以实现电源开关、过流保护、过压保护等功能，提高系统的可靠性和稳定性。
6. 稳压器为了确保单片机及其周边电路稳定运行，需要使用稳压器对输出电压进行进一步稳定。
稳压器能够通过对输入电压进行调整，使得输出电压保持在稳定的范围内，不受输入电压波动的影响。
7. 电源供电到单片机和外围电路经过前面的处理，电源电路会将稳定的直流电压供给单片机和外围电路使用。
这一阶段起到了关键的作用，确保单片机可以正常工作并提供所需的电源稳定性。
8. 回顾与总结通过本文的介绍，我们了解了单片机电源电路的工作原理。
从输入电源到输出稳定电压，经过整流、滤波、稳压等多个环节，最终为单片机及其周边电路提供稳定可靠的电源。
电源管理电路起到了监测和保护的重要作用，确保系统的可靠性和稳定性。
了解单片机电源电路的工作原理有助于我们在实际应用中选择合适的电源电路并进行故障排除。
单片机电源电路
单片机电源电路
单片机电源电路包括一颗开关管，一个二极管，一个电感，一个
电容以及一个定值电阻等元器件。
开关管的主要功能是使电流形成闭环，这样电源就能持续输出电流。
二极管作为开关管的驱动电路，它
能把开关管的小电流信号转换成对应的大电流，使电源能按电路要求
输出电能。
电感主要有两个作用，一是把容易变成瞬间电压的脉冲电
流变成慢下来的直流电流，从而，避免电源出现闪烁现象；二是振荡，保证电源的负载能力和波形质量。
电容用于补偿不足的电容电量，从而，稳定电源的输出电压。
定值电阻的作用是减小电阻影响输出的波形。
基于单片机控制的开关电源设计
摘要:开关电源是当代电子科技技术的产物，用于达到输出电压的稳定，开关电源主要是通过改变脉宽调制（PWM）进行输出电压的改变。
它是一种电力电子装置，广泛应用于各种电子设备、工业、通信、航天航空以及军事等领域。
具有输出电压稳定、噪音小、小型化和轻型化等特点。
为了设计并实现一个单片机控制的开关电源，可以通过软件编程让单片机输出一个PWM 波形给双运算放大电路，双运算放大电路对PWM波形进行变换调压，反馈到DC-DC降压电路进行降压和稳压后输出所需要的电压。
输出电压可以通过按键调节，调节范围在0至25V，电压调节幅度为0.5V，由液晶显示屏实时显示。
单片机控制开关电源，实现电源的智能化，具有输出电压范围大、电压可调和输出电压实时显等优点。
关键字：开关电源,单片机,PWM波形,调节，智能化第一章概述开关电源是改变开关管的通断的时间比较来控制输出电压的大小的电力电子器件。
随着世界科技的快速发展，开关电源成为了人们生命中不可缺少的必需品，其应用于工业、农业、通信、航空和计算机等领域，具有高效率转换、重量小、小体积和高精度等特点。
传统的开关电源系统存在调整之繁琐，电路很繁琐，可靠性低等问题，本文通过对单片机进行编程实现开关电源的有效输出，具体是将常用电源220V交流电通入变压器转换成24V的交流电，经过整流电路得到直流信号，通过电容滤波得到相对干净的直流电分别接入两个LM2596S-ADJ芯片，一个是构成DC-DC降压型电路，一个是构成5V稳压电路，前者是控制输出电压的，后者是给单片机和液晶显示屏供电的。
输出电压的大小由PWM控制，将PWM 波形送到PWM调压电路，进行稳压和调压，并反馈到DC-DC降压电路后输出。
按键能控制输出电压的大小，输出电压能在0-25V范围里可连续调节，步加步减在0.5V，复位按键可以是输出电压恢复到5V，并由液晶显示屏显示。
单片机控制开关电源，具有灵活性好的优势，可根据设计人员的想法进行设计。
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) 单片机和开关电源专用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 系列单片机和许多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, 单片机和PWM芯片相结合, 是一种完全可行的方案。
第三种方案: 是最彻底的单片机控制开关电源, 但对单片机的要求也高。
单片机电源电路
单片机电源电路在电子设备中，电源电路是非常重要的一部分，尤其在单片机的应用中更是关键。
一个稳定、可靠的电源电路可以确保单片机系统的正常工作和数据的准确处理。
本文将介绍单片机电源电路的组成、原理以及常见的设计方案。
一、单片机电源电路的组成单片机电源电路通常由以下几个组成部分构成：1. 电源输入模块：用于将外部直流电源转化为适合单片机工作的电压。
这个模块包含一些电源滤波电路和过压保护电路，以确保稳定的电源供应。
2. 电源管理模块：用于控制电源的开关、调节及保护功能。
这个模块包含电源开关控制、电流限制、过流保护、过热保护等功能的电路。
3. 电源输出模块：用于向单片机提供稳定的工作电压。
这个模块通常包含一个稳压电路，例如线性稳压电路或开关稳压电路，以确保输出电压的稳定性和可靠性。
二、单片机电源电路的原理单片机电源电路的原理主要是通过合适的电源转换和电压调节，将外部电源的直流电压转化为单片机所需的工作电压。
电源输入模块通常采用电源滤波电路，通过滤波电容和电感器等元件来滤除输入电源中的杂波和纹波，并通过过压保护电路来保护单片机免受过压的损害。
电源管理模块用于控制电源的开关和调节功能。
其中，电源开关控制电路可以根据单片机的工作状态，通过开关控制输入电源的连接和断开，以节省能量和延长单片机的使用寿命。
电流限制电路和过流保护电路则可以避免由于电源输出短路或过载而引起的损坏。
过热保护电路则可以通过监测电源温度，当温度过高时及时断开电源，避免单片机过热损坏。
电源输出模块通常采用线性稳压电路或开关稳压电路来确保向单片机提供稳定的工作电压。
线性稳压电路通过电压调节元件（如稳压二极管或稳压模块）将输入电压稳定为所需的工作电压。
开关稳压电路则通过开关元件（如MOS管）的开关控制来调节输出电压，以实现更高效的能量转换。
三、常见的单片机电源电路设计方案根据不同的应用需求和功耗要求，可以选择不同的单片机电源电路设计方案。
以下是几种常见的方案：1. 线性稳压电源：适用于功耗较低、稳定性要求较高的应用场合。
单片机 mos管 开关电路 24v
单片机通过MOS管开关电路控制24V电源开关的原理如下：
1.单片机的输出引脚通过一个N-MOS管AO3400进行了
电气隔离，使得单片机能够驱动更大功率、更高电压的负载，如24V的继电器、电磁阀、风扇等。
2.当单片机的输出口拉低后，MOS管的G极在外部10K
电阻的作用下被拉低，使得MOS管的GS两个引脚之间的电压小于MOS管的导通阈值，因此MOS管截止。
3.当单片机的输出口变成输出高电平的时候，使得MOS
管的GS两个引脚之间的电压大于MOS管的导通阈值，因此MOS管导通。
4.当MOS管导通时，相当于将24V电源接地，从而控制
了电源的开关状态。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的MOS管和外部电路参数，以确保电路的正常工作和可靠性。
同时，还需要注意安全问题，避免电源短路等意外情况的发生。
单片机技术应用 开关电源EMI滤波器典型电路
开关电源EMI滤波器典型电路EMI滤波器：标准的EMI滤波器通常由串联电抗器和并联电容器组成的低通滤波电路，其作用是允许设备正常工作时的频率信号进入设备，而对高频的干扰信号有较大的阻碍作用。
低通滤波器：EMI滤波器是一种由电感和电容组成的低通滤波器，它能让低频的有用信号顺利通过，而对高频干扰有抑制作用。
EMI滤波器的典型结构图EMI滤波器的典型结构如图所示。
作用：EMI滤波器的作用，主要体现在以下两个方面：2.1、抑制高频干扰抑制交流电网中的高频干扰对设备的影响；2.2、抑制设备干扰抑制设备（尤其是高频开关电源）对交流电网的干扰。
开关电源EMI滤波器典型电路：开关电源典型电路开关电源为减小体积、降低成本,单片开关电源一般采用简易式单级EMI滤波器,典型电路图1所示。
图（a）与图（b）中的电容器C能滤除串模干扰,区别仅是图（a）将C接在输入端,图（b）则接到输出端。
图（c）、（d）所示电路较复杂,抑制干扰的效果更佳。
图（c）中的L、C1和C2用来滤除共模干扰,C3和C4滤除串模干扰。
R为泄放电阻,可将C3上积累的电荷泄放掉,避免因电荷积累而影响滤波特性;断电后还能使电源的进线端L、N不带电,保证使用的安全性。
图（d）则是把共模干扰滤波电容C3和C4接在输出端。
EMI滤波器能有效抑制单片开关电源的电磁干扰。
图中曲线a为加EMI滤波器时开关电源上0.15MHz～30MHz传导噪声的波形（即电磁干扰峰值包络线）。
曲线b是插入如图1（d）所示EMI滤波器后的波形,能将电磁干扰衰减50dBμV～70dBμV。
显然,这种EMI滤波器的效果更佳。
干扰抑制曲线图电磁干扰滤波器电路：电磁干扰滤波器的基本电路如图1所示。
该五端器件有两个输入端、两个输出端和一个接地端,使用时外壳应接通大地。
电路中包括共模扼流圈（亦称共模电感）L、滤波电容C1～C4。
L对串模干扰不起作用,但当出现共模干扰时,由于两个线圈的磁通方向相同,经过耦合后总电感量迅速增大,因此对共模信号呈现很大的感抗,使之不易通过,故称作共模扼流圈。
单片机开关电源电路教材
课程设计题目单片开关电源电路设计与制作姓名学号系（院）班级指导教师职称2015年06月20日目录1前言---------------------------------------------------------------------------------------------------32工作原理---------------------------------------------------------------------------------------------4 1开关电源介绍----------------------------------------------------------------------------------4 2电源原理----------------------------------------------------------------------------------------53反激式变换器--------------------------------------------------------------------------------------6 1反激式变换器工作原理----------------------------------------------------------------------6 2反激式变换器工作模式----------------------------------------------------------------------7 3单相二极管整流桥--------------------------------------------------8 4缓冲电路----------------------------------------------------------------------------------------8 4 TOPSwitch-GX芯片----------------------------------------------------91 TOPSwitch-GX性能--------------------------------------------------92 TOPSwitch-GX内部结构--------------------------------------------103 TOPSwitch-GX引脚功能---------------------------------------------125 反激式变换器的高频变压器设计----------------------------------------131 绕组符合安全规程--------------------------------------------------------------------------132 低漏感的绕制方法--------------------------------------------------------------------------143 变压器紧密耦合的绕制方法--------------------------------------------------------------164 确定磁心尺寸--------------------------------------------------------------------------------175 反激式变压器设计--------------------------------------------------------------------------196 单端反激式开关电源—主电路设计----------------------------------------------------------211单端反激式开关电源主电路介绍---------------------------------------------------------212 单端反激式开关电源驱动电路介绍------------------------------------------------------227 设计结果及分析----------------------------------------------------------------------------------221设计结果分析----------------------------------------------------------------------------------248 结论-------------------------------------------------------------------------------------------------25前言本课题主要掌握反激式PWM高频开关电源的工作原理。
单片机一键开关机电路，多种方案可供选择，有纯硬件的也有软硬结合的
单片机一键开关机电路，多种方案可供选择，有纯硬件的也有软硬结合的一键开关机电路方案一、先上一个低功耗的一键开关机电路，这个电路的特点在于关机时所有三极管全部截止几乎不耗电。
原理很简单：利用Q10的输出与输入状态相反（非门）特性和电容的电流积累特性。
刚上电时Q6和Q10的发射结均被10K电阻短路所以Q6和Q10均截止，此时实测电路耗电流仅为0.1uA，L_out输出高，H_out 输出低。
此时C3通过R22缓慢充电最终等于VCC电压，当按下S3后C3通过R26给Q10基极放电，Q10迅速饱和，Q6也因此饱和，H_out变为高电平，当C3放电到Q10be结压降0.7V左右时C3不再放电，此时若按键弹开C3将进一步放电到Q10的饱和压降0.3V左右，当再次按下S3,Q10即截止。
这个电路可以完美解决按键抖动和长按按键跳档的问题，开关状态翻转只发生在按键接触的瞬间，之后即便按键存在抖动或长按按键的情况开关状态不会受到影响。
这是因为R22的电阻很大（相对R23,R26,R25)当C3电容的电压稳定后，R22远不足以改变Q10的开关状态，R22要能改变Q10的状态必须要等S3弹开后C3将流过R22的小电流累积存储，之后再通过S3的瞬间接触快速大电流释放从而改变Q10的状态。
非低功耗的三极管一键开关机电路：这个电路的原型来自互联网，参数有调整，原理和第一个低功耗电路相似在此不再赘述。
以上两个电路都深入了解之后再看本帖的主题一键三档电路：这个电路实际就是本帖前两个电路的融合，可以实现低功耗待机和1档、2档、关机等3个档位。
上电之初由于Q1,Q4,Q5的be结都并联了电阻，因此所有三极管都截止电路低功耗待机，C3开始充电到VCC电压。
当按下S1后，Q5饱和，同时Q1也因此饱和，L_out1输出低电平Q4截止—>Q3截止、Q2饱和，C3放电为0.3V(Q5的饱和压降）左右。
再次按下S1，Q5截止L_out1输出高电平—>Q2截止，Q4饱和L_out2输出低电平，由于R4和C1的延时作用Q3会延迟饱和，可以保证Q2完全截止后Q3基极才会为低电平，因此Q2，Q3都不会饱和。
(整理)基于STC12系列单片机的串联型开关电源设计与实现.
基于STC12系列单片机的串联型开关电源设计与实现开关电源是一种利用现代电力电子技术，控制开关管开通和闭合的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般是由脉冲宽度调制（PWM）控制。
与一般的线性电源相比较，两者的成本都随着输出功率的增加而增长，但两者的增长速率有所差异，最重要的一点就是开关电源效率一般都会要比线性电源的效率要高。
基于开关电源与线性电源的不同，开关电源主要由以下的几个模块组成:1串联开关电源电路；2 AD转换模块采集电源电压；3 PWM波形输出模块；4数码管显示；5键盘输入设置电压；6通过CPU（STC12C5A60S2）控制算法。
系统的基本框图如下：基本思路为：首先从键盘输入一个电压值，并把该电压值在数码管上面显示出来，再由A/D转换模块对串联开关电源电路的输出端进行电压采集，将采集到的电压值与键盘输入的电压值进行比较，通过闭环算法，控制PWM的脉宽输出，由此控制串联开关电压电源电路，改变输出的电压值，使得输出值与设定的电压值相等。
一：串联开关电源电路部分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：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。
二：键盘输入数据部分在该实验中，输入数据时要用到矩阵键盘，矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O 线作为列线，4条I/O线作为行线组成的键盘。
单片机开关电源电路资料
课程设计题目单片开关电源电路设计与制作姓名学号系（院）班级指导教师职称2015年06月20日目录1前言---------------------------------------------------------------------------------------------------32工作原理---------------------------------------------------------------------------------------------4 1开关电源介绍----------------------------------------------------------------------------------4 2电源原理----------------------------------------------------------------------------------------53反激式变换器--------------------------------------------------------------------------------------6 1反激式变换器工作原理----------------------------------------------------------------------6 2反激式变换器工作模式----------------------------------------------------------------------7 3单相二极管整流桥--------------------------------------------------8 4缓冲电路----------------------------------------------------------------------------------------8 4 TOPSwitch-GX芯片----------------------------------------------------91 TOPSwitch-GX性能--------------------------------------------------92 TOPSwitch-GX内部结构--------------------------------------------103 TOPSwitch-GX引脚功能---------------------------------------------125 反激式变换器的高频变压器设计----------------------------------------131 绕组符合安全规程--------------------------------------------------------------------------132 低漏感的绕制方法--------------------------------------------------------------------------143 变压器紧密耦合的绕制方法--------------------------------------------------------------164 确定磁心尺寸--------------------------------------------------------------------------------175 反激式变压器设计--------------------------------------------------------------------------196 单端反激式开关电源—主电路设计----------------------------------------------------------211单端反激式开关电源主电路介绍---------------------------------------------------------212 单端反激式开关电源驱动电路介绍------------------------------------------------------227 设计结果及分析----------------------------------------------------------------------------------221设计结果分析----------------------------------------------------------------------------------248 结论-------------------------------------------------------------------------------------------------25前言本课题主要掌握反激式PWM高频开关电源的工作原理。
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。
单片机电源电路工作原理
单片机电源电路工作原理一、前言单片机是现代电子产品中广泛使用的一种微处理器，其应用范围涵盖了从小型电子设备到大型工业自动化系统的各个领域。
单片机的核心部件是微处理器，而微处理器需要稳定可靠的电源来保证其正常工作。
因此，单片机电源电路的设计和实现对于整个系统的稳定性和可靠性至关重要。
本文将详细介绍单片机电源电路的工作原理，包括基本原理、常见类型、设计要点等方面的内容。
二、基本原理单片机电源电路主要由三部分组成：变压器、整流滤波电路和稳压电路。
其中，变压器主要负责将市电交流转换为适合单片机工作的直流；整流滤波电路主要负责将交流转换为直流并去除杂波；稳压电路主要负责保持输出直流稳定。
1. 变压器变压器是单片机电源电路中不可或缺的组成部分，其作用是将市电交流转换为适合单片机工作的直流。
变压器主要由铁芯和线圈两部分组成，其中铁芯是变压器的磁路，线圈则是变压器的主要工作部分。
变压器的工作原理基于电磁感应定律。
当市电通过变压器的线圈时，会在铁芯中产生磁场，进而导致线圈中产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
因此，当市电交流通过线圈时，由于其方向不断改变，会导致铁芯中产生交变磁场，从而在线圈中产生交变感应电动势。
通过合理设计铁芯和线圈参数，可以实现将市电交流转换为适合单片机工作的直流。
2. 整流滤波电路整流滤波电路主要负责将交流转换为直流并去除杂波。
整流滤波电路一般由整流桥、滤波电容和负载组成。
整流桥是整流滤波电路中重要的部分之一，其作用是将输入交流信号转换为直流信号。
整流桥一般采用四个二极管组成，并且可以实现全波整流或半波整流。
滤波电容是整流滤波电路中另一个重要的部分，其作用是去除直流信号中的杂波。
由于市电交流信号的频率较高，因此可以通过合理选择滤波电容参数来实现对高频杂波的滤除。
负载是整流滤波电路中最终输出的部分，其作用是提供给单片机所需的直流电源。
负载一般由稳压电路进行调节并提供稳定的输出。
单片机加PWM芯片的开关电源设计方法
单片机加PWM芯片的开关电源设计方法随着各种电器和仪表设备的日渐丰富，对电源应用的灵活性提出了更高的要求。
设计一款使用灵活、方便且价格相对便宜的通用电源，正越来越成为市场所需。
现代单片机正朝着处理速度越来越快，外设资源越来越丰富，价格越来越便宜的方向发展，将单片机融入电源的设计中可以极大地提升电源的性能和灵活性。
本文介绍了一种单片机加PWM芯片的开关电源设计方法，既可以保留PWM芯片带来的稳定工作性能，又可以利用单片机的控制能力提供各种人机交互和通信接口。
笔者设计的电源作为通用电源使用，可以提供灵活可编程的电压电流输出，另外还可以设置成铅酸电池充电器的模式，具有广阔的应用前景。
1 系统功能通过对电源的编程，可以方便地实现图1所示的电压输出波形。
其中，V1、V2、T1、T2、dv、dt都是可以通过编程来设定的。
电压值的输出范围为0～16V，最大输出电流为10 A。
输出电压精度为0.1 V，电流精度为10mA。
电流的设定值指的是允许输出的最大电流，也可以被编程为与输出电压一样的波形。
图1 编程输出电压波形另外，电源也可以工作在铅酸电池充电器的模式(简称“LBC模式”)。
根据铅酸电池的特性，当电源工作在LBC模式时，电源首先将输出较大的充电电压和电流V1/I1，至少维持10s;当充电电流降到小于设定值I2时，电源输出较小的充电电压和电流V2/I2。
如果到了设定时间T1，充电电流还未降到I2以下，这时电源输出也会降为V2/I2。
当输出电流再次大于I2时，电源将再次输出V1/I1充电。
其中，V2设定值必须小于14V。
若设置为大于14 V，电源会自动将其设成14 V。
I2的值必须大于1/8I1，否则将被自动设成1/8I1。
LBC模式如图2所示。
图2 LBC模式用户可以通过3种方式对电源进行输出设定：①通过电源面板上按键编程。
通过按键对输出电压、电流限流值、时间等量进行设定。
②通过PC机串口编程。
通过将PC机的串口RS232与电源串口相连，再运行PC机上一串口通信的软件对电源进行编程。
毕业设计(论文)--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系部：电子与通信工程系姓名：专业班级：电信10D1学号：指导老师：2012年9月21日声明本人所呈交的基于单片机控制的电源开关设计，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：日期：【摘要】开关电源体积小、效率高，被誉为高效节能电源，现己成为稳压电源的主导产品。
随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用, 人们对其需求量日益增长, 并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。
开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的线性电源。
本文介绍了一款基于PWM技术的DC-DC开关稳压电源,用proteus仿真,输出纹波小，电压稳定可靠.[关键词]：开关电源，DC-DC，单片机，proteus[Abstract]: The small size of the switching power supply, high efficiency, known as energy-efficient power supply, has now become the leading products of the regulated power supply.With the wide application of switching power supplies in computers, communications, aerospace, instrumentation and household appliances, people growing their demand and higher power efficiency, size, weight, and reliabilityrequirements. Switching power supply for its high efficiency, small size, light weight advantages in many ways to gradually replace the inefficient, clunky, heavy linear power.This article describes a DC-DC switching power supply based on PWM technology, with proteus simulation output ripple voltage is stable and reliable.[Keywords]: switching power supplies, DC-DC, single-chip, proteus目录【摘要】 (3)一、引言 (4)二、总体设计 (5)（一）硬件总体设计 (5)（二）AT89C52单片机概述 (5)（三）开关电源系统硬件设计 (9)1. 开关电源电路设计 (10)2. 电压反馈电路 (10)3. 限流电路 (11)三、软件设计 (11)（一）总的软件设计思想 (11)（二）各部分的软件框图和程序 (12)1.主程序设计 (12)2．数据显示子程序 (13)3.键盘扫描子程序 (13)4.键值处理子程序流程图 (14)四、程序清单 (14)一、引言本设计中采用的是脉宽调制型, Pwm技术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，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
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课程设计题目单片开关电源电路设计与制作姓名学号系（院）班级指导教师职称2015年06月20日目录1前言---------------------------------------------------------------------------------------------------32工作原理---------------------------------------------------------------------------------------------4 1开关电源介绍----------------------------------------------------------------------------------4 2电源原理----------------------------------------------------------------------------------------53反激式变换器--------------------------------------------------------------------------------------6 1反激式变换器工作原理----------------------------------------------------------------------6 2反激式变换器工作模式----------------------------------------------------------------------7 3单相二极管整流桥--------------------------------------------------8 4缓冲电路----------------------------------------------------------------------------------------8 4 TOPSwitch-GX芯片----------------------------------------------------91 TOPSwitch-GX性能--------------------------------------------------92 TOPSwitch-GX内部结构--------------------------------------------103 TOPSwitch-GX引脚功能---------------------------------------------125 反激式变换器的高频变压器设计----------------------------------------131 绕组符合安全规程--------------------------------------------------------------------------132 低漏感的绕制方法--------------------------------------------------------------------------143 变压器紧密耦合的绕制方法--------------------------------------------------------------164 确定磁心尺寸--------------------------------------------------------------------------------175 反激式变压器设计--------------------------------------------------------------------------196 单端反激式开关电源—主电路设计----------------------------------------------------------211单端反激式开关电源主电路介绍---------------------------------------------------------212 单端反激式开关电源驱动电路介绍------------------------------------------------------227 设计结果及分析----------------------------------------------------------------------------------221设计结果分析----------------------------------------------------------------------------------248 结论-------------------------------------------------------------------------------------------------25前言本课题主要掌握反激式PWM高频开关电源的工作原理。
电源在一个典型系统中担当着非常重要的角色。
从某种程度上，可以看成是系统的心脏。
电源给系统的电路提供持续的、稳定的能量，使系统免受外部的侵扰，并防止系统对其做出伤害。
所以，本课题主要是用TOPSwitch-GX系列是单片开关电源中的TOP244Y设计反激式开关电源从而到平稳的直流输出，实现设计一个稳定的电源输出。
开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
另外开关电源的发展与应用在节约能源，节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
TOPSwitch-GX系列是单片开关电源第四代产品，最大输出功率从75W扩展到290W，将开关频率提高到132KHz，这有助于减小高频变压器及整个开关电源的体积。
当开关电源的负载很轻时，能自动将开关频率从132KHz降低到30KHz，可降低开关损耗，进一步提高电源效率。
本设计要求电源的输入为电网电压（市电），经滤波后进入单相二极管整流桥，再经大电容滤波得到直流高压，通过PWM控制，在反激变换器的变压器二次侧得到高频矩形波电压，再经滤波得到平稳的直流输出。
而本人主要研究主电路的制作和绕制高频变压器，高频变压器采用EE25型磁心，配10引脚的骨架，用直径为0.38mm 的漆包线绕制。
最后以反激电路的框架进行主电路的设计。
工作原理开关电源简介电源是各种电子设备必不可少的组成部分,它的性能好坏直接影响到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
目前常用的直流稳压电源分为线性电源和开关电源两大类。
线性稳压电源亦称串联调整式稳压电源,其稳压性能好,输出纹波电压很小,但它必须使用笨重的工频变压器与电网进行隔离,并且调整管的功率损耗较大,致使电源的体积和重量大、效率低。
开关电源被誉为高效节能电源,它是利用现代电力电子技术,通过控制开关通断的时间比率来维持输出电压稳定的一种电源,具有体积小、重量轻、功率小、效率高、纹波小、噪声低、易扩容、智能化程度高等优良特性,广泛应用在诸如计算机、电视机、摄像机等电子设备上。
它代表着稳压电源的发展方向,现已成为稳压电源的主流产品。
目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备中。
而随着近些年来科学技术的不断发展,开关电源技术在实际需要的推动下快速的发展,具体的发展趋势可以总结为以下几个方面:（1）高频化开关频率的提高有利于开关电源的体积减小,重量减轻,动态响应得到改善。
早期开关电源的频率仅为几千赫兹,随着电力电子器件及磁性材料性能的不断改进,开关频率渐渐地提高。
在这个过程中,IGBT的出现,使得开关电源的容量不断增大,在许多中等容量范围内,迅速取代了晶闸管相控电源。
并且,IGBT的开关速度很高,通态压降低。
但是,随着开关频率的提高,电源的电磁干扰问题也变得突出起来。
如何在提高开关频率的情况下,最大限度的减少电磁干扰对电源的影响,是一个摆在科研工作者面前的急需解决的问题。
（2）非隔离DC/DC技术近年来,非隔离DC/DC 技术发展迅速。
它们基本上可以分成两大类。
一类在内部含有功率开关元件,称DC/DC 转换器。
另一类不含功率开关,需要外接功率MOSFET ,称DC/DC 控制器。
按照电路功能划分,有降压的STEP-DOWN、升压的BOOST ,还有能升降压的BUCK-BOOST 或SEPIC等,以及正压转成负压的INVERTOR 等。
其中品种最多,发展最快的还是降压的STEP-DOWN。
根据输出电流的大小,分为单相、两相及多相。
控制方式上以PWM 为主,少部分为PFM。
目前一套电子设备或电子系统由于负载不同,会要求电源系统提供多个电压挡级。
如台式PC机就要求有+12V、+5V、+ 3.3V、- 12 V四种电压以及待机的+ 5 V 电压,主机板上则需要2.5 V、1.8 V、1.5 V甚至 1 V 等。
一套AC/DC 中不可能给出这样多的电压输出,而大多数低压供电电流都很大,因此开发了很多非隔离的DC/DC。
（3）数字化高频开关电源的另一发展趋势是数字化。
过去在传统功率电子技术中, 控制部分是按模拟信号来设计和工作的。
随着数字处理技术的发展成熟, 其优点明显便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰,提高抗干扰能力、便于软件包的调试和遥感遥测遥调, 也便于自诊断、容错等技术的植入等。
这类电源大体上包括两个部分,即硬件和软件。
硬件部分包括PWM 的逻辑部分、时钟、放大器环路的模数转换、数模转换以及数字处理、驱动、同步整流的检测和处理等。
而在软件方面可以通过DSP或热待机状态;有效调整系统工作点,使系统处于最佳效率工作点。
比如艾默生网络能源公司的通信电源休眠节能技术,就是使电源系统根据系统的负载情况和系统当前模块的工作情况,通过合理的逻辑判断和控制,在保证系统冗余安全的条件下,有选择的打开或休眠部分模块,使系统工作在最佳效率点,节能效率显著。
通过采用以上节能方案优化通信电源系统设计,可将目前业界在网应用的通信电源的实际工作效率低载时提高7～8 个百分点,高载时提高3～4 个百分点,从而使基站内通信电源达到直接节能与间接节能的目的。
电源原理工作原理是:市电进入电源首先经整流和滤波转为高压直流电,然后通过开关电路和高频开关变压器转为高频率低压脉冲,再经过整流和滤波电路,最终输出低电压的直流电源。
同时在输出部分有一个电路反馈给控制电路,通过控制PWM 占空比以达到输出电压稳定。