数字开关电源的设计与实现
开关电源的数字控制实现方案
开关电源的数字控制实现方案尽管业内不少人都认为，模拟和数字技术很快将争夺电源调整器件控制的主导权，但实际状况是，在反馈回路控制方面，这两种技术看起来正开心地共存着。
确实，许多供给商都提供了不同的计划。
一些数字控制最初的可编程优势现在甚至在采纳模拟反馈回路的控制器和稳压器中也有了。
固然，数字电源还是有一些吸引人之处。
本文主要研究脉冲宽度调制()、脉冲密度调制(PDM)和脉冲频率调制(PFM)开关稳压器和控制器IC。
其中一些集成了控制实际开关的一个或多个晶体管的驱动器，另一些则没有。
还有一些甚至集成了开关FET，假如它们提供合适的负荷的话。
因此，数字还是模拟的问题取决于稳压器的控制回路如何闭合。
图1显示了两种最频繁的PWM开关拓朴布局的变幻，降压和升压(buck/boost)转换器。
在同步配置中，其次只晶体管将取代。
在某种意义上来讲，脉冲宽度调制的采纳使得这些转换器“准数字化”，起码可与基于一个串联旁路元件的723型线性稳压器相比。
实际上，PWM 使得采纳数字控制回路成为可能。
不过，图1中的转换器缺少控制一个或几个开关占空比的电路，它可在模拟或数字域中实现。
不管采纳模拟还是数字技术，都有两种方式实现反馈回路：模式和模式。
容易起见，首先考虑它在模拟域中如何实现。
图1: 没有控制器的开关模式DC-DC电源非常容易。
不论用于升压还是降压，其胜利与否取决于设计者如何支配一些基本的元器件。
在电压模式拓朴中，参考电压减去输出电压样本就可得到一个与斜坡信号相比较的小误差信号(图2)，当电路输出电压变幻时，误差电压也产生变幻，后者反过来转变的门限值。
反过来，这将使输出信号宽度发生变幻。
这些脉冲控制稳压器开关晶体管的导通时光。
随着输出第1页共4页。
一种数字可调的升压型开关电源的设计与实现.
一种数字可调的升压型开关电源的设计与实现一种数字可调的升压型开关电源的设计与实现类别：电源技术1 引言近年来，数字化在电源领域得到广泛应用，许多电子设备要求电源具有多档级。
因此，这里提出了一种利用数字控制、电压可调的开关电源设计方案，实现电压步进调整，并具有宽电压输入、稳压输出功能。
2 设计方案方案系统设计框图如图1所示，输入为220 V，50 Hz交流电压，经电压变换，整流滤波后得到18 V的直流电压，送入Boost电路，经滤波输出直流。
CPLD与单片机组成的数字控制模块输出脉宽调制信号(PWM)，由按键控制改变PWM占空比，从而控制Boost电路的输出电压。
该输出电压可在30~36 V范围内步进调节，实现多路电压输出。
最大输出电流高达2 A。
输出电压经MAXl97 A/D采样，送至控制模块，通过PID算法计算调整下一次传送的控制信号，形成反馈回路，实现宽电压输入，稳压输出的功能。
3 硬件电路设计3．1 硬件电路图系统硬件电路如图2所示。
交流电压经变压器转换，其幅值按一定比例降低。
降低的交流电压经扁桥式整流电路整流为18 V直流，经2 200μF电容滤波后进入主转换电路与Boost电路。
在Boost转换电路中，增加MOSFET和二极管缓冲吸收电路，减小过压或过流引起的损耗。
由于电源功率较小，则采用RC吸收电路。
当过流、过压产生时，电流通过电阻以热能的形式将能量散发出去，降低对MOSFET的影响，减小其损耗，延长使用寿命。
根据多次试验，保护吸收电路的电阻应取kΩ级，电容取nF级。
直流信号再经低通滤波器滤除纹波，驱动负载。
3．2 主要功能电路原理硬件电路部分的主要电路是Boost电路，它由功率开关管VT、储能电感L、续流二极管VD和滤波电容C组成。
开关管按一定频率工作，转换周期为T，导通时间为Ton，截止时间为Toff，占空比D=Ton/T。
其工作原理为：当VT导通时，电感L储能，VD反偏截止，负载由电容C提供电能；VT截止时，L 两端电压极性相反，VD正偏，同时为负载和滤波电容C提供能量。
基于DSP的数字开关电源设计与实现王超王茜文健
基于DSP的数字开关电源设计与实现王超王茜文健发布时间：2023-08-04T09:35:34.683Z 来源：《当代电力文化》2023年10期作者：王超王茜文健[导读] 本文研究了将DSP技术应用于开关电源设计的方法，旨在提升开关电源的性能。
首先介绍了DSP技术的特点和优势，然后结合MC56F8323芯片，对基于DSP的数字开关电源的硬件设计进行了分析。
其次介绍了基于DSP的数字开关电源硬件系统中的5个主要硬件模块的设计与实现方法，包括EMC模块、PFC模块、DC/DC电路模块、控制器模块、驱动电路模块。
通过本文的研究，可以为开发高性能开关电源提供指导和参考。
陕西长岭迈腾电子股份有限公司陕西省宝鸡市 721006摘要：本文研究了将DSP技术应用于开关电源设计的方法，旨在提升开关电源的性能。
首先介绍了DSP技术的特点和优势，然后结合MC56F8323芯片，对基于DSP的数字开关电源的硬件设计进行了分析。
其次介绍了基于DSP的数字开关电源硬件系统中的5个主要硬件模块的设计与实现方法，包括EMC模块、PFC模块、DC/DC电路模块、控制器模块、驱动电路模块。
通过本文的研究，可以为开发高性能开关电源提供指导和参考。
关键词：DSP技术；开关电源；硬件设计；MC56F8323；数字控制；性能提升引言：开关电源在现代电子设备中起着至关重要的作用，其性能的优劣直接影响到设备的稳定性和效率。
为了提升开关电源的性能，并满足日益增长的电源需求，研究人员开始探索将数字信号处理（DSP）技术应用于开关电源设计的方法。
DSP技术具有强大的处理能力和灵活性，可以对电源的各个环节进行精确的控制和优化，从而提高电源的效率和稳定性。
本文旨在研究基于DSP的数字开关电源的硬件设计与实现方法。
首先介绍了DSP技术特点和优势，包括高速运算能力、丰富的算法库和灵活的编程接口等。
其次选择了MC56F8323芯片作为数字开关电源的硬件平台，并对其进行了详细分析。
数字开关电源的设计
Electronic Technology •电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 91【关键词】数字 开关电源 设计随着社会行业的发展，市场中数字开关电源的占比逐渐增加，而且行业中数字开关电源的应用过程中比较注重性能指标，进而对数字开关电源设计提出了更高的要求。
数字开关电源逐步取代了传统的电源，改进了传统电源的性能，强调数字开关电源的控制性能及安全性能，规范数字开关电源的设计过程，增强数字开关电源的设计与应用。
1 数字开关电源的硬件配置1.1 电路设计分析数字开关电源的控制电路是核心的部分，电路要和硬件配置相互结合，确保数字开关电源工作过程的可靠性。
现阶段数字开关电源电路设计采用数字化技术，实现数字化控制。
数字开关电源电路采用高度集成化的设计方法，提高电路设计的精确性。
本文以某数字开关电源为例，分析电路设计的方法。
该案例中主电路采用全桥式的设计方法，控制方法选择了PWM ，控制过程中配置了过流保护、过压保护以及软启动的方法。
数字开关电源电路设计的核心是ARM 芯片中的M0516LAN ，芯片采集数字开关电源中的电压信号与电流信号，之后自动传送到芯片中的A/D 接口完成转换工作，接下来ARM 处理器会接收信号并实行数据的计算与处理，从主电路中输出对应的PWM 波形信号，此类信号在隔离驱动的作用下控制好数字开关电源的断开与接通，获取数字开关电源中的电压和电流。
数字开关电源电路中的控制系统可以实时监测电路内的电流与电压，对比数字开关电源中预先设计的技术指标，分析电路中是否有电流异常或者电压异常的情况，避免发生电源事故，全面保护好数字开关电源的电路运行，同时还能方便人员监控数字开关电源的应用。
在数字开关电源电路设计中还要专门设计可显数字开关电源的设计文/贾宝龙示的电路，监督数字开关电源电路的运行，降低安全事故的发生机率。
基于DSP的数字开关电源设计与实现
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
基于 Ｄ Ｓ Ｐ的数字开关电源设计与实现
闵 铃
（ 邵 阳学 院 ， 湖南 邵 阳 ４ ２ ２ ０ ０ ０ ）
【 摘 ￣Ｉ Ｄ Ｓ Ｐ 技 术具有强 大的处理能力 ， 将Ｄ Ｓ Ｐ应用于开关 电源设 计可极大的提升开 关电源的性能 。本 文首先介 绍 Ｄ Ｓ Ｐ 技术， 再结合
的开关 电源： 双端反激结果多用 于开关管耐压性低于输入 电压 的开关 电源上 单端正激结构设计使开关管 承受 的电源压力较高 ． 通常为 电 源压力 的两倍 如果开关管耐压性较高 ． 而 ＭＯ Ｓ管的导通电阻则会很 小， 这种设计方式不利于高校转换输入 电流电压 双端正激结构设计 采用双开关管 ． 这种设计可 以让 开关 管分别承受一个 电源电压 ． 这种 设计方式 的成本及效率高较高 半桥式结构设计也采用双开关管设计 方式 ， 但是初 次线 圈的电压较低 ． 而电流却更 高． 因而半桥式结 构设计 方式的效率不 高 半桥式结构设计的优点在于在相 同功率下 ． 半桥 式 设计方式可选用更小 的芯片Ｈ 。 全桥式 结构采用 ４开关管 ， 它同时具备 正激式和半桥式 结构 的优点 ． 多用于功率超过 １ ０ ０ ０ Ｗ 的开关 电源
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
【 关键词 】 Ｄ Ｓ Ｐ ； 开关电源； Ｍ Ｃ ５ ６ Ｆ ８ ３ ２ ３ ０ 引 言
免引发火灾或其它危害 差模 电容和共模 电容设计需根据需求设计 虽然差模 电容和共模电容越大 ， 其效果也越好 。 但是 ， 如果 差模 电容 和 共模电容越大 ． 接地 电流也越大 ． 安全 风险也越高 。 一旦接地保护措施 不完善 ． 容 易出现触 电事故 因而差模 电容 和共模 电容容量不得超过 ｌ ｎ Ｆ 共模变压器 的作用在于消除共模和差模干 扰 ． Ｅ ＭＣ及整 流电路 模块通常具有两个共模变压 器 ．如果两个共模变 压器的线圈 匝数相 同， 极性相反 在输 出电流不相等情况下 ． 则容 易产生较大 的磁通 ． 并 与 电容共同形 成滤波器 ． 抑制共模干扰 整流桥 的作用 为将交 流电转
基于MEGA128单片机的数控开关电源的设计
基于MEGA128单片机的数控开关电源的设计一、引言数控开关电源是一种能够根据负载需求进行调节的电源系统，能够提供稳定的电压和电流输出。
本文旨在通过使用MEGA128单片机来设计一个基于数控技术的开关电源系统，实现电源输出的精确控制和监测。
二、系统设计1. 系统框架数控开关电源的设计主要包括输入电路、控制电路和输出电路三部分。
其中，输入电路负责将交流电转化为直流电，控制电路负责对输出电压进行调节和监测，输出电路则提供稳定的直流电源。
2. 输入电路设计输入电路通过整流变换器将交流电转化为直流电，并通过滤波电路消除电源纹波。
为了提高系统的效率和稳定性，可以采用开关电源输入电路设计中常用的电容滤波和电感滤波结构。
3. 控制电路设计控制电路主要由MCU和电压反馈电路组成。
MCU采用MEGA128单片机，具有强大的计算和控制能力。
电压反馈电路将输出电压与参考电压进行比较，并将处理后的信号送回MCU进行控制。
4. 输出电路设计输出电路包括开关管和输出滤波电路。
开关管通过控制开关周期和占空比来调节输出电压和电流，而输出滤波电路则消除开关引起的高频噪声，使输出电压更为稳定。
三、系统实现1. 硬件设计根据系统设计要求，选择适当的元器件和连接方式进行硬件设计。
其中，选择合适的整流变换器、滤波电路和开关管，保证电源输入稳定且输出纹波小。
2. 软件设计利用MEGA128单片机的开发工具进行软件设计，编写相应的控制算法和信号处理程序。
通过读取反馈电路的信号并与参考电压进行比较，实现对输出电压的精确控制和监测。
四、系统测试在硬件搭建完成后，进行系统测试以验证设计的有效性。
测试过程中需要测量输入电流、输出电压等参数，并对比设定值进行分析。
根据测试结果，进行必要的调整和改进。
五、总结本文基于MEGA128单片机设计了基于数控技术的开关电源系统，通过实现精确的电源输出控制和监测，提供了稳定可靠的电源。
该设计不仅具有较高的效率和精度，而且可广泛应用于各种需要精密电源供应的场合。
《数字式开关电源》课件
开关信号生成
通过高频开关器件产生高频开关 信号。
数字控制技术
利用数字控制器精确调节开关周 期、占空比等参数。
高效能量转换
通过开关器件的精确控制，实现 高效的电能转换。
优势和应用领域
数字式开关电源具有许多优点，使其在众多领域得到广泛应用。本节将介绍其优势以及在不同领域的应 用案例。
1
高效节能
数字式开关电源具有高效能量转换效率，能够节省能源并减少能源浪费。
通信领域
数字式开关电源在通信设备中的 应用案例分析。
工业控制领域
数字式开关电源在工业控制系统 中的应用案例分析。
医疗仪器领域
数字式开关电源在医疗仪器中的 应用案例分析。
总结和展望
本次课程通过对数字式开关电源的介绍和分析，我们对这一领域有了更深入的了解。未来，数字式开关电源将 会在更多领域发挥重要作用。
2
稳定可靠
通过数字控制技术，可以精确控制电压、电流等参数，提供稳定可靠的电源供应。
3
广泛应用
数字式开关电源在通信、计算机、工业控制、医疗仪器等领域得到广泛应用。
设计要点
设计一个高效可靠的数字式开关电源需要考虑多个因素，本节将介绍一些重要的设计要点。
1 电源拓扑
选择适合的电源拓扑结构，如半桥、全桥、 降压、升压等。
基本概念
数字式开关电源是一种利用 数字控制技术实现高效、稳 定、可靠的电源供应的新型 设备。
特点
数字式开关电源具有高效率、 小尺寸、低噪音等特点，广 泛应用于通信、工业控制、 医疗仪器等领域。
工作原理
数字式开关电源通过将电源转换为高频的开关信号，并通过数字控制技术精确控制开关周期、占空比等参数， 实现高效的电能转换。
基于DSP的数字开关电源设计与实现
Science &Technology Vision科技视界0引言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,包括脉冲宽度调制(PWM)控制IC 和MOSFET 两部分。
与其它类型电源相比它不仅具有体积小和重量轻的优点,开关电源的效率也更高,因而开关电源被广泛应用于各个电子领域,如家电行业、交通设施、工业设备等等。
随着数字技术的发展,DSP 芯片技术日益成熟,DSP 芯片的功能也日益强大和完善,性价比不断上升。
DSP 芯片技术的完善也为开关电源应用数字控制提供了可行性方案。
本文就基于DSP 的数字开关电源的设计与实现进行探讨。
1DSP 概述DSP(数字信号处理器)是一种依靠数字运算处理信息的独特微处理器,工作原理如下:模数转换器接受模拟信号后再将其转换成0和1的数字序列,再对其进行数字滤波、IFFT 等数学运算处理[1]。
并结合相应的控制算法将数字信号生成相应的控制量,最后经过数模转换器或者PWM 信号将其转换成所需的形式,例如通过数模转换器将控制量转换成模拟信号。
DSP 的可编程性灵活、计算能力强,DSP 最高可执行数十亿条各种类型的计算指令,其执行能力远远强于其它处理器。
2基于DSP 的数字开关电源硬件整体设计基于DSP 的数字开关电源系统是一个综合性很强的系统,它由硬件系统和软件系统组成,基于DSP 的数字开关电源开发过程设计电子工程、软件工程等多个方面的知识。
本文结合飞思卡尔公司生产的MC56F8323开关电源,介绍基于DSP 的数字开关电源系统硬件设计。
基于DSP 的数字开关电源的硬件系统由EMC 模块、PFC 模块、DC-DC 模块、控制器模块、驱动电路五个部分组成,EMC 模块消除可消除200V 市电的共模和差模的干扰,同时减少开关管产生的高频干扰进入市电,从而减少市电受高频干扰的程度[2]。
PFC 模块的功能为提高电源的功率因子,减少无功功率;DC-DC 模块负责对不同的电压进行转换处理,将不同的电压转换成适宜的电压,再输出电压。
开关电源的设计与实现
２数控开 关电源主要原理
频整流 电源 ，这种 电源 效率较为低下，最高只 能达到百分之 四十 ，而 随着现代科技 的发展 ， 该 种 电源 逐 渐 退 出 了历 史 舞 台 ，对 开 关 稳 压 电 源的应用越来越广泛 。与传统线性稳压 电源相 比较 ，开关 稳压 电源 有着 效 率较 高、体 积较 小 、 功 率 较 大 、 成 本 投 入 较 低 等 特 征 ，给 如 今 各种便携式的 电子产品发展形成 了良好 的促进 作用。近些年，半导体工艺呈现 出了非常大 的 变化 ，制作 工艺的高效化 ，不仅形成 了更低 的 能耗和 更高的效能，还有效拓展 了系统运行 的 稳定性 、可 靠性以及电磁 兼容性，使工作效率 大幅 上 升 。 通 常 ， 开 关 电 源 的 最 低 效 率 可 以达 到 百分 之 八 十 。
应用 ，具体可 以结合输 出和输入 电压 范围的差 异 ，选择单管或双管 的反激拓 扑结构 在 经过 设计高频变压器 、次级反馈 回路 以及选择输 出 滤波 电容之后 ，在测试平 台当中进行具体 的测 试 。经过对某专业仪表进行供 电的过程加 以测 试 ，实验结果标 明，所设计 电源供 电具有较好 的可靠性 ，各种仪表均能正常投入应用 。如果 出现仪表短路的情况，供 电电源具备过流保护
压 以及负载这三个因素所共 同决定 。在 电路实 之 内隔离式的开关电源 当中实现了非常广泛的
开关 电源 具备 体积 较 小、工作 效率 较 高 等优点， 已经在各种现代 电子设备当 中得到 了 较为广泛的应用。而因为开关 电源相应的控制 电 路 较 为 复 杂 ， 在 实 际 应 用 当 中 会 受 到 一 些 限 制。怎样 对开关 电源形成完善的设计 ，使其应 用 性能更好的体现出来，值得我们更为深入的 探 索
如何设计和实现电子电路的开关电源
如何设计和实现电子电路的开关电源电子电路的开关电源是一种常见且重要的电源类型，它在各种电子设备中被广泛使用。
设计和实现一个高效可靠的开关电源需要考虑多个因素，包括输出功率需求、稳定性、效率和成本等。
本文将介绍如何设计和实现电子电路的开关电源，并提供一些实用的技巧和指导。
一、开关电源的工作原理开关电源通过使用开关元件（通常是MOSFET）来控制电流的通断，以实现电源输出电压的调节。
其主要组成部分包括输入滤波电路、整流电路、功率调节电路和输出滤波电路。
首先，输入滤波电路用来滤除输入电源中的高频噪声和波动。
常见的输入滤波电路包括电容滤波器和电感滤波器，它们能有效地消除输入电源中的纹波和电磁干扰。
接下来，整流电路将交流输入电压转换为直流电压。
常用的整流电路有全波桥式整流电路和半波整流电路，其中全波桥式整流电路具有更好的效率和更低的纹波。
然后，功率调节电路使用开关元件来控制电流的导通和截止，实现对输出电压的精确调节。
调节电路通常由开关元件、反馈电路和控制电路组成。
反馈电路会监测输出电压，并与参考电压进行比较，从而控制开关元件的工作状态，以使输出电压稳定在设定值。
最后，输出滤波电路用来滤除输出电压中的高频噪声和纹波。
常见的输出滤波电路包括LC滤波器和电容滤波器。
二、开关电源设计的关键因素1. 输出功率需求：根据所需应用和负载要求，确定所需的输出功率范围。
2. 功率调节方式：有两种常见的功率调节方式，一种是脉宽调制（PWM），一种是脉冲频率调制（PFM）。
PWM方式在大部分应用中更为常用，因为它具有较高的稳定性和响应速度。
3. 效率和转换效能：开关电源的效率是一个重要的指标，高效率能减少能源浪费和散热问题。
4. 稳定性和纹波：稳定的输出电压和低纹波是开关电源设计的核心要求。
合适的反馈电路和滤波器的设计可以提升稳定性和降低纹波。
5. 控制保护机制：开关电源需要具备过载保护、短路保护和过温保护等功能，以保证电源的可靠性和安全性。
基于红外遥控的数字调节开关电源设计与实现
基于红外遥控的数字调节开关电源设计与实现
基于红外遥控的数字调节开关电源设计与实现
开关稳压电源以体积小、重量轻、效率高等优点，在电子通信、军事装备、交通运输、工业设备等领域得到广泛的应用。
它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。
开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC 和MOSFET 构成，和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地发展，成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。
本文介绍一种以89S52 单片机为核心，以MOSFET 为主开关管，用PWM 调节相结合的方法，使输出电压连续可调的开关电源。
开关电源设计总体分析
1 开关电源原理开关电源通过电路控制开关管进行高速的道通与截止，将直流电转化为高频率的交流电并提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压。
开关变压器可以做得很小，而且工作时温度不很高，成本很低。
其大体可以分为隔离和非隔离两种,隔离型的必定有变压器,而非隔离的未必一定有。
开关电源的工作流程是:①交流电源输入经整流滤波成直流；②通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将直流电压加到开关变压器初级上；③开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载；④输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM 占空比,以达到稳定输出的目的。
交流电源输入时一般要经过扼流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰，同时也过滤掉电源对电网。
数控开关电源的设计与实现
数控开关电源的设计与实现摘要：本文采用AT89S51单片机作为数控开关电源的主控部件，通过巧妙的软件设计与简易可靠的硬件电路相配合，实现输出电压可步进调整、输出电压信号可直接显示的功能。
整个设计包括电源变换部分、数字控制部分、数码显示部分三大电路模块组成。
主芯片采用开关稳压集成电路芯片LM2575，数字电位器X9511依据指令，用数字控制来改变反馈，并将输出电压在数码管上显示。
关键词：单片机；开关电源；数控The Switch Electrical Source ofHigh-precision Numerical ControlAbstract: In this digital switching power supply, AT89S51 MCU is the main components. Through clever design and simple and reliable software, hardware circuit line, stepping to achieve output voltage adjust, output voltage signal functions can be directly displayed.Transform the whole design including the power of the digital control of the part of the three digital display circuit module. The main chip switching regulator IC LM2575, Digital Potentiometers X9511 based on instructions to change the use of digital feedback control and output voltage on the LED display.Key Words：Singlechip microcomputer; switching power supply; n umerical control1引言1.1数控开关电源概述随着电子技术的高速发展，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源。
系列化数字电源的设计与实现
系列化数字电源的设计与实现摘要：数字电源是一种数字控制技术应用于电源系统的新型产品，它采用多种控制技术，结合数码管、按键等元件，以数字化的方式实现对电源输出电压、电流、功率等参数的调节和显示。
本文旨在探究系列化数字电源的设计与实现，分析数字电源的基本原理、框架结构、关键技术和性能优化，并在此基础上，通过实验与验证，验证了所设计的数字电源系统的可行性和有效性。
关键词：数字电源；系列化；设计；实现；性能优化。
一、引言由于不同应用场景对电源参数的需求差异较大，在传统的模拟电源中，往往需要使用不同电源模块来满足不同场合的需求，而且其数量比较庞大，使用不方便，且维护成本较高。
数字电源是为了解决此类问题，应运而生的。
数字电源采用数字控制技术，把设定值和实际值进行比较，运用反馈控制原理，实现对电源输出电压、电流等参数的高精度和高速度调节和显示，适用于各类精密电子设备、线路板、芯片等的测试和研发，成为现代电子工程领域不可或缺的重要器件。
本文对数字电源的设计与实现进行研究，以期探究一种可以使数字电源更好地适配各种场景的可扩展性系列化数字电源的设计方法。
二、数字电源的基本原理数字电源是利用数字控制器（DSP、MCU、FPGA等）来代替传统的利用操作放大器等基础元器件实现的模拟电源，它可以将需要调整的电源参数（如电压、电流、功率等）数字化，实现与计算机等智能终端设备的控制交互，使得电源系统更加高效和可靠。
数字电源通常具有多种控制模式，如恒压模式、恒流模式、恒功率模式等，其基本结构如图1所示：图1 数字电源结构图数字电源的工作原理是将输入电源由变压器降压后，经过全独立计算机控制的直流/直流转换器、直流稳压器等关键模块，输出所需的电压、电流或功率，其中数码管、LCD等显示电路模块用于显示数字电源的输出信息，按键模块用于设置数字电源的工作模式以及需要调整的参数等。
三、数字电源的设计与实现1. 系列化数字电源的设计理念在数字电源的应用过程中，为了让数字电源能够适应更多不同的应用场景，不同底板和扩展板的搭配可以实现数字电源的系列化和扩展化设计。
基于DSP和CPLD的智能开关电源数字控制器的设计与实现
基于DSP和CPLD的智能开关电源数字控制器的设
计与实现
1 引言
近年来，随着大功率开关电源的发展，对控制器的要求越来越高，开关电源的数字化和智能化也将成为未来的发展方向。
目前，我国的大功率开关电源多采用传统的模拟控制方式，电路复杂，可靠性差。
因此，采用集成度高、集成功能强大的数字控制器设计开关电源控制器，来适应不断提高的开关电源输出可编程控制、数据通讯、智能化控制等要求。
2.数字控制器设计
本文设计的数字控制器，采用TI公司24X系列DSP控制器中的。
基于数字化控制的开关电源的设计
基于数字化控制的开关电源的设计第一章绪论电子设备离不开电源，电源供给电子设备运作需要的能量，这就觉决定了电源在电子设备中的重要性。
电源的质量直接影响电子设备的工作可靠性，所以电子设备对电源的要求日益提高。
现有的电源主要由线性稳压电源和开关稳压电源两大类组成。
这两类电源由于各自的特点而被广泛应用。
线性稳压电源的优点是稳定性好、可靠性高、输出电压精度高、输出纹波电压小。
他的缺点是要求采用工频变压器和滤波器，他们的重量和体积都很大，并且调整管的功耗较大，使电源的效率大大降低，一般情况不超过50%.但他的优良的输出特性，使其在对电源性能要求较高的场合仍得到广泛的应用。
相对线性稳压电源来说，开关电源的优点更能满足现代电子设备的要求，从20 世纪中期开关电源问世以来，由于他的突出优点，使其在计算机、通讯、航天、办公和医疗领域等方面得到广泛的应用。
开关电源的主要优点：效率高；可靠性和稳定性好；体积小；重量轻；对供电电网电压的波动不敏感；在电网电压波动较大的情况下，仍能维持较稳定的输出。
目前，我国市场上所谓的数字式开关电源只有数字显示，其控制系统本质上还是采用模拟控制或者模拟与数字相结合的控制，核心技术还是没有本质的改变，导致依然有着模拟系统的固有缺点。
比如在调节微小变化量时，往往需要反复操作很多次才能比较准确地达到想要得到的输出值，在意外掉电时电源设定值会丢失。
相对于模拟控制技术、数字电源大大减少了在模拟电源常见的误差、老化、温度影响、漂移、非线性不易补偿等问题，其稳定的控制参数使得产品个体无需精度调节即可获得很好的一致性，可靠性好。
基于高速微处理的数字控制技术，除了具备数字控制技术本身的特点之外，由于其更快速的数据处理能力，还有其独特的优势，包括实现先进的控制算法、更好的优化效率、更高的数据采集精度和控制开光调节频率，更高的控制精度和可靠性，优秀的系统管理和互联网络监控功能在今后相当长的一段时间内，集数控、数显、记忆功能一体的可调式开关稳压电源将成为主流，相关的技术研究领域也是电源技术工作者致力于研究的热点。
简易数字控制开关电源设计与实现
简易数字控制开关电源设计与实现周细义;陈松;彭鑫;荣军;谢泽明【摘要】设计了一种基于微处理器(MSP430G2553)的简易数字控制开关电源.电源系统主电路采用单端反激式变换器,控制电路采用PWM调制方式控制TLP250进行隔离驱动.整个电源系统通过PID算法对系统进行闭环控制,可实现输出电压稳定可调.系统硬件电路设计包括前级保护电路、整流桥电路、反激式功率变压器、驱动电路、控制环路以及输出滤波电路设计等.在完成整个系统的软硬件设计后,整个系统各项性能指标都通过了测试.系统可实现输出电压5 V～20V可调,输出电压误差小于5％,效率高于75％,负载调整小于3％,最大输出纹波电压为84 mV,并且具有过压保护、界面显示等功能.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2016(035)015【总页数】5页(P34-37,41)【关键词】数字控制;开关电源;反激式变换器;脉冲宽调制【作者】周细义;陈松;彭鑫;荣军;谢泽明【作者单位】湖南理工学院信息与通信工程学院,湖南岳阳414006;湖南理工学院信息与通信工程学院,湖南岳阳414006;湖南理工学院信息与通信工程学院,湖南岳阳414006;湖南理工学院信息与通信工程学院,湖南岳阳414006;湖南理工学院信息与通信工程学院,湖南岳阳414006【正文语种】中文【中图分类】TM46开关电源的功率管要求工作在高频状态下,因此它具有效率高、损耗小以及功率密度高等特点,现已广泛应用于工业自动化控制和家用电器等领域 [1-2]。
目前大多数开关电源采用模拟控制方式,其缺点是体积和重量大、误差大以及维修和升级不便等。
为了解决以上问题，数字控制开关电源已逐步取代模拟控制[3-4]。
参考文献[5]、[6]采用DSP作为数字控制芯片，其优点是开关变换器运行速度快，缺点是DSP算法比较复杂，尤其是在控制多个开关管开通与关断的情况下。
因此本文研究了以微处理器MSP430G2553作为控制核心的简易开关电源，数字控制系统设计完成后经过测试具有设计容易、成本低、体积小，并具有较高的精度，目前已经成功应用于湖南理工学院省级电工电子实验室，取得了不错的成效。
基于数字控制的开关电源设计与实现
基于数字控制的开关电源设计与实现在高功率因数校正AC/DC 电路中广泛采用UC3842、UC3855A 等专用控制芯片来实现功率因数校正，而在移相全桥DC/DC 电路中广泛采用TL494、UC3875 等专用电源芯片来驱动开关管，特定的电源芯片本身不可编程、可控性较差、难以扩展以及不易升级维修，同时电源芯片为模拟控制芯片，具有模拟电路难以克服的由温漂和老化所引起的误差，无法保证系统始终具有高精度和可靠性，克服以上缺点可采用数字控制器DSP 代替传统的模拟控制芯片。
目前数字处理(DSP)技术逐渐成熟，新一代DSP 采用哈佛结构、流水线操作，即程序、数据存储器彼此独立，在每一时钟周期中完成取指、译码、读数据以及执行指令等多个操作，从而大大减少指令执行周期。
另外，由于其特有的寄存器结构，功能强大的寻址方式，灵活的指令系统及其强大的浮点运算能力，使得DSP 不仅运算能力较单片机有了较大地提高，而且在该处理器上更容易实现高级语言。
正是由于其特殊的结构设计和超强的运算能力，使得以前需要硬件才能实现的功能可移植到DSP 中用软件实现，使数字信号处理中的一些理论和算法可以实时实现。
1 数字控制开关电源系统该通信开关电源主要由主电路和控制电路组成，主电路主要由单相高功率因数校正AC/DC 变换电路和移相全桥软开关DC/DC 变换电路组成，它包括单相交流输入电源、滤波网络、整流电路、Boost 高功率因数校正电路和移相全桥变换电路。
控制电路主要包括DSP 数字控制器，它由DSP、驱动电路、检测电路、保护电路以及辅助电源电路组成。
系统主电路和控制电路原理框1.1 单相功率因数校正AC/DC 变换电路单相功率因数校正AC/DC 变换电路采用Boost 型ZVT-PWM 变换器，。
数字开关电源的设计 马飞
数字开关电源的设计马飞摘要：数字开关电源是电子工程应用的重要内容，确保其设计的科学化、规范化，能够充分保证电源开关应用的稳定性和安全性。
本文在阐述数字开关电源设计必要性的基础上，就开关电源设计的硬件配置和软件配置进行规划设计，以期有利于数字开关电源应用水平的提升，进而推动电子工程行业的进一步发展。
关键词：数字化；开关电源；硬件配置；软件设计电力资源的应用有效的推动了社会生产力的发展，给人们的生产生活方式带来巨大转变。
在电力应用过程中，电力的电源安全是其工程建设的重要组成部分。
基于此，数字化开关电源在市场中所占据的比例不断增加；并逐步取代了传统的电源开关应用。
与传统电源相比，数字开关电源在使用性能和安全方面具有较高的控制质量；生活中，数字开关电源高效化的实践应用与其系统设计密切相关。
一、数字开关电源设计的必要性数字开关电源是现代开关电源应用的一种主要形态，同时其也是电源开关的重要特征之一，其包含了通讯、数控及监测等方面的具体功能。
目前广泛的应用与社会生活生产的方方面面。
实践过程中，电力资源及电子工程的应用不断深入，实现基础安全控制是其工程发展的重要内容。
基于此，不断进行数字开关电源的优化设计势在必行。
从实践过程来看，数字开关电源设计的价值体现在以下方面：其一，当前环境下，数字开关电源在社会生活中的应用范围极为广泛，信息化、数字化时代的发展要求其必须具有优良的通讯、数控及监测功能，由此，电子工程发展过程中必须进行其软、硬件系统的优化配置。
其二，对于电子工程企业而言，确保数字开关电源设计的不断优化，能够实现企业产品市场占有份额的增加，在提升自身竞争优势的同时，实现经济效益的不断增加。
其三，社会生产过程中，人们对于电力工程、电子工程的依赖程度不断加深，数字开关电源设计的科学化、合理化，能够有效地提升其应用的性能稳定和安全，进而更好的服务于人们的生产生活，保证人们生活质量的提升。
二、数字开关电源的硬件配置设计硬件配置是数字开关电源应用的前提，确保硬件配置的高效、规范，能够为开关电源系统的应用提供良好的基础保证。
一种数字化开关电源的设计
一种数字化开关电源的设计
0 引言
与线性电源相比，开关电源具有诸多优点：由于主功率晶体管工作在开关
状态，其损耗小，整机效率大大提高；采用铁氧体高频变压器，使电源的体积和重量大为减少，成本更低等。
一些专用电源芯片如TL494、UC3842 的出现，也使开关电源的设计更为简单，同时性能可靠。
但只使用专用芯片制作的开关电源输出通常为单一状态，若要改变输出状态要对硬件电路进行修改。
笔者设计实现了一种单片机控制的数字化开关电源，有效的改善了上述问题。
1 数字化开关电源的设计原理
笔者设计的数字化开关电源额定功率120 W。
系统以开关电源作为基本电路，采用高性能单片机作为控制系统，在控制算法的支持下，通过对输出电压和电流进行实时采样，并与软件给定值相比较，控制和调整开关电源的工作状态，得到期望值。
主要包括输入的整流滤波校正、功率变换、辅助电源部分、驱动电路、单片机控制系统5 部分。
功率变换部分采用单端反激变换电路，辅助电源为驱动电路提供电能，驱动电路将来自单片机的PWM 信号放大后驱动主功率晶体管，单片机系统是整个电路的控制核心，通过采样值的变化实时控制输出PWM 的占空比。
整个设计力求做到了性能最优，成本最低。
其结构如图1 所示。
图1 数字化开头电源结构图
1.1 主电路分析
功率转换部分采用单端反激电路，结构如图2。
当加到原边主功率开关管
Q1 的激励脉冲为高电平使Q1 导通时，直流输入电压加在原边绕组两端，由于此时副边绕组相位是上负下正，整流管D1 反向偏置截止，原边电感储存能量；。
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广东工业大学
硕士学位论文
数字开关电源的设计与实现
姓名:梅阳凤
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程指导教师:李军
201105
数字开关电源的设计与实现
作者:梅阳凤
学位授予单位:广东工业大学