基于单片机控制的开关电源设计
基于单片机的简易智能定时电源开关
SCM Technology •单片机技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 235【关键词】STC89C52RC 数码管 定时器 继电器智能家居是通过网络技术和硬件服务协同合作，将电子产品接入互联网，实现个性化的自定义操作。
智能设备是常见设备安装了更复杂的计算机处理系统，以实现提供更多功能。
有线宽带、DSL 、蓝牙和无线技术提供了一种接入方法使家庭联网，并使设备能够相互通信以及接入互联网，这些技术为智能家居的运营奠定了基础。
对于家电而言，可以通过智能供电达到一定的智能管理。
例如，家庭的空调若可以独立来设置开启和关闭的时间，便可大幅减少用电量、节约电能。
智能电源定时开关不仅可以广泛应用于家用电器、仪器仪表、航空航天、医用设备、专用设备的智能化管理以及过程控制等多个领域。
此外，还为各个领域的发展做出了贡献，其不仅体积小、重量轻，且电源效率较高，效率甚至可达90%以上。
智能电源定时开关的高效率不仅节省了大量材料且还节省了电能，给人们的生活带来了便利。
因此，高效率的定时开关电源成为了各种设备可靠工作的重要保障。
1 系统分析与框架设计1.1 研究目标智能定时电源开关是智能家居控制系统的基础组成部分，同时也是高效能源利用网络基于单片机的简易智能定时电源开关文/刘艳竹的组成部分之一。
在家庭设备的自动监控、控制和数据采集上，通过对电路系统中部分组件供电电源进行智能开合控制，是对家庭设备实现智能控制的一种简易部署方式。
（1）监控家用电器，按照预先设定的程序要求对家用电器进行监控，减少家庭安全隐患。
（2）照明设备、取暖设备、制冷设备的个性化控制，让户主进屋之后减少等待时间。
（3）起居室幕帘的自动控制，伴随着主人以及当地日照的信息，智能打开/关闭幕帘。
可以发现，针对智能家居的定时管理，智能供电是其中较为基础的模块与实现方法。
因此，本文围绕此设计简易的定时电源开关系统。
基于单片机的开关电源的设计
调整端1的电流极小，所以流过R1和RW的电流几乎相等(几mA电流)。通过改变电位器RW的阻值就能改变输出电压UO。此外为了保证LM317的输出功率及正常工作，还需要添加散热片，二极管D5的作用是防止输出短路。
由上面的介绍中可知，只要改变管脚1的电压，就可以实现输出可调。电位器RW固定在一个值后，通过单片机预置电压，经过D/A转化和运算放大器的电压放大达到对控制端的电压预置。所以由1脚作为控制电压的输入端，接控制部分电路。
调压原理：
D6
32
LW317
1R1D5
UIC Uo
C1Co
C2RW
图2.3 稳压调压电路原理说明图
图2.3为稳压调压电路原理说明图。LM317的2脚于1脚之间的电压恒定为恒定值1.25V，所以由固定电阻R1（应小于240Ω）与电位器RW组成取样分压电路，同时也可以作为调节输出电压，输出电压如(1)式。
图2.1 基于单片机控制的数控直流电源系统原理图
其基本工作原理为：电压通过键盘预置后由单片机控制并调节输出电压，输出电压经过A/D采样校正后送数码管显示。
基于单片机的数字控制直流电源的制作需要考虑以下两个问题：一是制作成本及工艺。在现在的商业化中，产品的成本和工艺往往是倍受重视的，它直接决定了产品的销售和发展；二是电源的输出功率以及精确度。在很多实验和领域中都需要用到精确度很高的电源，另外在民用上也需要可调节的电源。在下面的方案设计中将主要对两种数控直流电源作详细介绍和论证。
使用LM317可调稳压器作为主要的稳压器件，一方面可以降低制作成本，另一方面使得电路的设计更简单，更使用。但和开关电源相比，线性电源的效率较低，这是由于调整管相当于一个电阻，电流流过电阻时会发热，所以工作在线性状态下的调整管，一般会产生大量的热，导致效率不高。这是线性稳压电源的一个最主要的一个缺点，调整管在发热的同时会给系统带来热噪声影响。另外，采用调整管的电源，其电源功耗都较小。当然在实际应用中可以加入扩流电路使得电源的输出功率有所提高，可以为小功率电器及设备提供可靠的电源。同时可以通过使用温度传感器校正由于调整管的发热导致的电压偏差，使得电压输出与预置电压相符合。
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。
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。
基于单片机控制的开关电源设计论文
引言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。
它是在电子、计算机、通信、电气、航空航天、军事以及家电等领域应用非常广泛的一种电力电子装置。
具有电能转换效率高、体积小、重量轻、控制精度高和快速性好等优点。
本文中研究的单片机控制开关电源，可以通过键盘预置期望输出电压值，模/数转换器对输出电压进行采样，由软件控制单片机输出相应的脉冲宽度，对开关电源进行脉宽调制，输出预期的电压。
并采用PID算法控制输出电压稳定，构成可输出3v到12v 的可调电压，并显示实时电压和预置值，通过键盘可随时修改PID参数以优化控制效果，并该系统可以给芯片提供工作电压，加以扩展可构成输出正负3到12伏的双极性电源。
单片机控制的开关电源具有设计弹性好的优点，可以按照设计者的思想灵活的工作。
目前电子设备的日益小型化需要供电电源的小型化，这样制作小型化电源是未来电源制作的一个趋势，传统开关电源线路一般很复杂体积也较大，如果使用的单片机作为控制核心必将可以大大简化电源的结构，制作更加小的电源将成为可能，并且使用单片机可以扩展许多功能，如显示，实时控制调整电压，可维护性强，由于目前国内有专门的PWM输出的单片机价格昂贵，普通的单片机I/O口模拟的脉宽频率较低，速度较慢，远远达不到现代电源要求的工作频率，所以目前单片机控制的电源使用并不广泛，但是单片机在智能化以及可实现的用户友好界面，扩展性强等等方面的优势使其成为未来电源重要的发展方向。
因此，我们研究单片机控制的开关电源，非常有现实意义。
随着半导体技术和微电子技术的高速发展，集成度高、功能强大的大规模集成电路的不断出现，使得电子设备的体积和重量不断下降，这就要求有效率更高、体积更小、重量更轻的开关电源，使之能满足电子设备的日益小型化的需要。
这是未来开关电源设计所应考虑的第一个问题。
开关电源的效率是与开关管的变换速度成正比的，要进一步提高开关电源的效率，就要提高电源的工作频率。
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。
基于高性能单片机的功率直流开关电源的设计
基于高性能单片机的功率直流开关电源的设计1 引言直流稳压电源已广泛地应用于许多工业领域中。
在工业生产中(如电焊、电镀或直流电机的调速等)，需要用到大量的电压可调的直流电源，他们一般都要求有可以方便的调节电压输出的直流供电电源。
目前，由于开关电源[1]效率高，小型化等优点，传统的线性稳压电源、晶闸管稳压电源逐步被直流开关稳压电源所取代。
开关电源主要的控制方式是采用脉宽调制集成电路输出PWM 脉冲，采用模拟PID调节器进行脉宽调制，这种控制方式，存在一定的误差，而且电路比较复杂[2]。
本文设计了一种以ST 公司的高性能单片机μpsd3354 为控制核心的输出电压大范围连续可调的功率开关电源，由单片机直接产生PWM 波，对开关电源的主电路执行数字控制，电路简单，功能强大[3]。
2 功率直流电源系统原理与整体设计2.1 系统原理本功率直流电源系统由开关电源的主电路和控制电路两部分组成，主电路主要处理电能，控制电路主要处理电信号，采用负反馈构成一个自动控制系统。
开关电源采用PWM 控制方式，通过给定量和反馈量的比较得到偏差，并通过数字PID 调节器控制PWM 输出，从而控制开关电源的输出。
其中，PID调节和PWM 输出都由单片机系统采用软件控制。
2.2 系统整体设计系统硬件部分由输入输出整流滤波电路、功率变换部分、驱动电路、单片机系统和辅助电路等几部分组成。
图1为单片机控制功率直流电源结构框图。
图1 单片机控制功率电源结构框图从图1中可以看到，50Hz、220V的交流电经电网滤波器消除来自电网的干扰，然后进入到输入整流滤波器进行整流滤波，变换成直流电压信号。
该直流信号通过功率变换电路转化成高频交流信号，高频交流信号再经输出整流滤波电路转化成直流电压输出[1]。
控制电路采用PWM脉宽调制方式，由单片机产生的脉宽可调的PWM控制信号经驱动电路处理后，驱动功率变换电路工作。
利用单片机高速ADC转换通道定时采集输出电压，并与期望值比较，根据其误差进行PID调节。
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STM32单片机的开关电源并联供电系统
摘要本系统以STM32单片机为主控制器，以TL494为核心，设计并实现一开关电源并联供电系统。
系统由稳压模块、PWM驱动模块和同步BUCK斩波电路构成的DC-DC模块单片机显示控制模块四部分组成。
在AD采集到由电流互感器CSM006NPT的感应电压后，单片机通过TL494的PWM波控制两个恒流源实现了输出电压恒定以及对输出电流任意比的控制。
本系统通过场效应管IRF3205代替续流二极管减小损耗从而提高电源效率，并且利用TL494死区引脚实现过流关断，有效的保护了电路，经测试，系统能够实现基础部分所有要求。
关键词：TL494；并联供电；同步BUCK斩波；恒流源；恒压一、方案设计1、方案比较与论证（1） DC/DC拓扑结构方案一：采用传统降压拓扑结构LM2596输出电压1.2V~37V可调，输出最高电流可达3A，输出线性好负载可调，系统效率高，可以用仅80μA的待机电流，实现外部断电，具有过流保护功能，经调节后完全可实现题目的基本要求。
但是LM2596内部电阻导通电阻相对较大，同时续流二极管的损耗较大，只能作为开关电源稳压模块，不满足系统对DC-DC模块高效率高效率的要求。
方案二：采用同步整流BUCK结构采用具有同步整流的BUCK结构，利用MOS管IRF3205代替二极管续流，IRF3205是具有极低阻抗（开态电阻为8ｍΩ），电压典型值为55V，电流续流连续110A，175℃运行温度，具有快速转换速率，无铅环保等优点。
考虑到系统MOS 管导通电阻低，效率比传统BUCK高，为了满足扩展部分效率尽可能高的要求，本作品选用同步BUCK拓扑结构。
（2）均流控制方案方案一：主从法在并联运行的电源模块单元中，选定一个工作于电压源方式电源模块单元作为主电源模块，另一个工作于电流源方式电源模块作为从流电源模块。
主模块直接调整电压，从电源模块设置电流分配。
但是在这种方式下，一旦主模块失效，则整个系统崩溃，不具备冗余功能。
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。
基于STM32的开关电源设计
基于 STM32的开关电源设计摘要：本文在开关电源和数字控制技术现有基础上，研制一款以STM32为控制核心的开关电源，输出电压0〜12V可调，最大可带100A负载，可调整电压和电流等级，设置稳压或稳流输出模式，输出噪声纹波电压峰-峰值较小，DC-DC变换器的效率能够达到80%以上，整个电路采用多种保护功能来实现系统的可靠性，而且具有输出电压、电流的显示功能。
关键词：单片机开关电源DC/DC变换器1．研究背景目前我国市场上的开关电源中，功率管基本都采用双极型的晶体管，其开关频率可达到几十千赫；如果是MOSFET管的开关电源，转换频率可达到几百千赫。
为了有更高的开关频率，就得采用高速的开关器件。
谐振电路具有兆赫以上开关频率，它可以迅速地提高开关的速度，理论上开关损耗应该为零，噪声也非常小，这是提高开关电源频率的一种方式。
2．课题研究内容本课题在开关电源和数字控制技术现有基础上，研制一款以STM32为控制核心的数控开关电源，输出电压0〜12V可调，最大可带100A负载，可根据用户的功率需求调整电压和电流等级，设置稳压或稳流输出模式，并通过485通讯协议实现触屏控制和远程控制。
得出适合于设计要求的主电路的结构，并在此基础上设计出具体的驱动电路、控制电路、保护电路。
通过按键调节占空比的大小，输出可调电压30V～36V，最大输出电流可以达到2A，电压调整率和负载调整率尽可能低，DC-DC变换器的效率达到80%以上。
采用过流保护、滤波保护等多种保护功能，保证了系统的可靠性。
根据设计要求以及主电路的结构，对电路中各参数进行计算。
最后对电路进行仿真测试，并根据不足进行改进。
2.1 系统设计要求开关电源是工作原理很简单，就是对开关管进行控制，然后使其不断地进行“开路”和“闭合”，改变对输入电压的脉冲宽度，对占空比进行反馈对比，达到所需时进行输出，一般输入输出都需要有整流滤波电路。
本文所设计的开关电源是电源内部的采样、算法运算、PWM生成、通讯与监测控制等主要功能都是通过数字控制技术实现的电源产品。
单片机实现开关电源的设计
单片机实现开关电源的设计1 引言MSP430系列单片机是美国TI公司生产的新一代16位单片。
开关Boost稳压电源利用开关器件控制、无源磁性元件及电容元件的能量存储特性，从输入电压源获取分离的能量，暂时把能量以磁场的形式存储在电感器中，或以电场的形式存储在电容器中，然后将能量转换到负载。
对DC—DC主回路采用Boost升压斩波电路。
2 系统结构和总设计方案本开关稳压电源是以MSP430F449为主控制器件，它是TI公司生产的16位超低功耗特性的功能强大的单片机，其低功耗的优点有利于系统效率高的要求，且其ADCl2是高精度的12位A／D转换模块，有高速、通用的特点。
这里使用MSP430完成电压反馈的PI调节；PWM波产生，基准电压设定；电压电流显示；过电流保护等。
系统框图如图1所示。
3 硬件电路设计3．1 DC／DC转换电路设计系统主硬件电路由电源部分、整流滤波电路、DC／DC转换电路、驱动电路、MSP430单片机等部分组成。
交流输入电压经整流滤波电路后经过DC／DC变换器，采用Boost升压斩波电路DC／DC变换，如图2所示：根据升压斩波电路的工作原理一个周期内电感L积蓄的能量与释放的能量相等，即：式(1)中I1为输出电流，电感储能的大小通过的电流与电感值有关。
在实际电路中电感的参数则与选取开关频率与输入／输出电压要求，根据实际电路的要求选用合适的电感值，且要注意其内阻不应过大，以免其损耗过大减小效率采样电路。
对于电容的计算，在指定纹波电压限制下，它的大小的选取主要依据式(2)：式(2)中：C为电容的值；D1为占空比；TS为MOSFET的开关周期；I0为负载电流；V’为输出电压纹波。
3．2 采样电路采样电路为电压采集与电流采集电路，采样电路如图3所示。
其中P6．O，P6．1为MSP430芯片的采样通道，P6．O为电压采集，P6．1为电流采集。
电压采集因为采样信号要输入单片机MSP430内部，其内部采样基准电压选为2．5 V，因此要将输入的采样电压限制在2．5 V之下，考虑安全裕量则将输入电压限制在2 V以下，当输入电压为36 V时，采样电压为：12／(12+200)×36=2．04 V，符合要求。
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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。
电子设备越来越小型化是未来的发展趋势，由于传统的开关电源电路的复杂性，如果以单片机为控制核心，则可以大大简化电源结构的复杂性，产生更小的电源变得可能，使用单片机可以扩展电压显示的实现，可以随时控制电压的大小，更容易维护。
因为国内可以专门输出PWM 波的单片机价格很高，一般的单片机引脚口模拟的脉宽频率较低，速度较慢，远远小于所需的标准，因此单片机控制开关电源运用不多，而由单片机控制具有更多的控制和更多的可扩展性等，而正是这些必将是未来开关电源发展的发展方向。
因此，探究单片机控制开关电源，具有极大地挑战。
本文将运用51单片机对开关电源进行控制，因为原先选考虑在51单片机和STM32单片机两者中选择，起初认为51单片机存在运算处理速度不够快，达不到设计要求，所以决定用STM32，但由于查询到用STM32单片机编程极其复杂，系统方案和硬件电路难度会有所增加。
吸取教训，本文最后还是决定选用51单片机，可以达到设计要求，实现研究意义。
开关电源的功率晶体管处于闭合状态时，当开关速度提高后，会因电路中的电感、电容成分以及二极管中储存的电荷的影响而产生较大的浪涌影响和噪音影响，也会因输入电压和电流通过电路中的元器件影响产生较强的尖端峰值扰动和谐率波信扰动，这些干扰可能会损坏电路器件，同时污染居民用电。
在开关状态下切换功率晶体管的电源，由于电路构成中的电感和电容以及存储在二极管中的电荷的影响，开关速度增加，从而产生更大的浪涌和噪声，将通过输入电压和电流在电路中的元器件会影响强峰值干扰和谐波干扰，干扰可能会损坏电路，同时会居民用电产生影响，影响设备的正常工作。
即使可以有一些行为进行制止，但由于水平有限，在这方面还是很难突破。
于是，在设计制作过程中要着重留意噪声产生问题，并对其有效解决。
1.1开关电源的新技术1.1.1高频化随着微处理器的规模越来越大，电源电压的范围已经不能满足用户的需求。
逐渐电源电压范围广，电源结构紧凑等成为了电源发展的趋势。
为了实现这一目标，开关电源频率的提高是关键。
根据理论和实践证明，电器产品的体积、重量和频率的增加都是成反比的错误!未找到引用源。
也就是说，随着开关电源频率的越来越大，从50赫兹升高到几千或几十千赫兹时，电子设备的体积和重量就会明显变小。
但随着频率的升高也会出现问题，如PCB板的结构会变得越来越复杂，电源的功率器件调整困难和发热过热问题等会变得麻烦，因此开关电源的频率不能无限大。
1.1.2软开关技术功率转换器自1950年以来一直在开发和应用。
这是一个硬开关技术，所谓的硬开关意味着当电源开关打开和闭合时，开关管上的电流或电压不是零错误!未找到引用源。
在这个过程中会出现重合，所以开关损耗很大，电压和电流变化很快，波形就会失真，开关噪声也就会进一步加大。
而软开关技术在开关过程前后引入谐振，使得开关前后的电压降为零，在关断电流为零之前，可以去除开关过程中的电压大小和电流大小重叠现象，并能降低其变化率，以至于降低甚至消除开关过程中的损耗问题。
于是，开关调节中的电压与电流的转换率由谐振线处理，使其产生的噪音大大降低。
1.1.3数字化电源数字化控制就是由模拟和数字共同控制，模块控制进入全数字控制阶段已经是一种全新的发展方向，必然成为发展趋势，在许多电力转换设备中就已经得到全面的应用。
可是在过去几年间，人们将数字控制在直流-直流转换器中使用较少错误!未找到引用源。
但从最近两年看来，高性能数字控制芯片的功率已经全面开发，制作成本也已经降低到一个人们能接受的水平，美国等发达国家已经有不少公司开发生产转换器控制芯片的开关和软件,全数字控制的优点是数字信号可以小于混合模块信号，芯片便宜错误!未找到引用源。
利用电流检测误差可以使电路准确，而利用电压检测更为准确，都能够实现快速又灵活的控制要求。
1.2 开关电源发展背景及发展现状开关电源已经发展了几十年。
20世纪50年代中期，由美国科学家发明了直流变换器，实现了高频变换控制。
20世纪50年代后期年出现了自激变压器;20世纪60年代中期年创造了工频变压器开关电源，极大地推动了开关电源技术的发展。
在20世纪70年代末，引入了脉宽调制控制器集成电路。
20世纪末开始引入单片机控制开关，为开关电源的流行和发展提供了机遇错误!未找到引用源。
由于开关电源的迅速发展，得到国家越来越大的重视，于是国家就提出开关电源的节能低碳政策，因此开关电源得到了越来越全面的覆盖。
开关电源的频率大小从最早的15kHz到目前的几KHZ甚至几兆赫兹，每一次提升都是巨大的跨越。
目前，开关电源向实现节约能源追求高效率的目标发展，小型化、便捷化、高频率化、高效率化、数字化等成为开关电源发展趋势。
人们生活水平质量的提高，对物质精神方面的需求也增大，开关电源的创新发展对人类生活有极其重要的作用。
现在开关电源有超小功率、较小功率、超大功率和输出线路多等开关电源，超小功率、较小功率开关电源输入电压有220V，输出电压有5V、8V、11V、13.8V、15V、18V、24V、28V、48V和60V。
功率大的开关电源输入电压有220V和380V，输出电压是在前者的基础上多了110V、150V和220V。
目前中国开关电源产业产值已达1172亿元错误!未找到引用源。
因为电子电力技术的迅猛发展，为了适合人类需求，必须对开关电源有创新才能继续发展。
随着其小型化，重量轻，范围宽的输入电压和使用广泛的开关电源，已经越来越流行错误!未找到引用源。
1.2.1 PID控制开关电源随着电子技术的发展，电子设备的需求越来越大，与之相适应，要求开关电源的性能也越大，就要提高设备的可靠性和适应性。
在开关电源发明中，到目前为止，PID控制的开关电源占有相当大的一部分。
这是因为由PID控制的开关电源具有结构简单可靠，容易实现，可控性能好和鲁棒性强等特点错误!未找到引用源。
，算法原理简单明了，参数的物理意义明白确切，理论分析体系相当完整，调节系统的方式简单直接，所以应用广泛，为广大相关工程师所熟悉并接受。
因为模拟PID控制的开关电源电路性能存在着诸多问题和不足，为解决这些问题，提出了更有优越性的数字PID控制，具有更好的灵活性，电路明了、调整较简单、可靠性很高等的特点。
所以数字PID控制技术发展越来越迅速。
1.2.2 可编程开关电源可调的开关电源就是通过对电阻进行调节，改变稳压芯片的输出电压值，有很多缺陷：比如精度极低、不方便使用等。
而可编程开关电源就弥补了这些缺陷，将运用到数字化电位器，直至由计算机控制，有极大地发展意义，发展前景大，适合现代科技错误!未找到引用源。
1.3 研究内容现在科技越来越发展，都趋向于便捷化，于是开关电源的发展就越来越快速。
经查资料得到，普通的稳压电源虽然具有较大的输出电压范围，但存在稳定性不高，电压不稳定的状况，考虑到这些原因，于是就提出了利用单片机编程控制，缓解这些问题。
再次普通的开关电源的输出电压存在一定的噪音错误!未找到引用源。
，不能实时显示输出电压值，必须要用万用表进行测量才能知道电压值，存在一些缺陷，所以开关电源的性能及其指标有待提高，所以本文将对其进行改进，设计出一个由STC89C52单片机控制的步进为0.5V左右的，输出电压可调范围在0V到25V的开关电源，可以实现对可调电压范围进行扩大，并且可以由1602液晶显示屛显示电压，具有噪音小，电压稳定误差小，输出纹波小等的特点。
需要深入掌握开关电源的设计原理，需要深入研究和探讨开关电源的硬件组成模块并画出各个电路图，包括主电路拓扑的结构及控制主电路。
也需要研究掌握单片机软件编程方法，本设计由STC89C52单片机完成控制实现设计要求。
1.4 章节安排本论文按照如下的方式安排章节：第一章是概述，包括课题的背景来源、电源新技术的分类以及发展和系统基本要求等。
第二章是介绍系统的方案设计，包括开关电源的原理，线性电源和开关电源的比较，设计中遇到的问题以及难点等。
第三章是写硬件电路设计模块，主要涉及了电源主电路设计和控制电路，将对各个电路模块进行介绍。
第四章是软件设计模块，包括各个子程序的原理介绍和原理框图等。
第五章进行描述设计实物最后调试的结果，包括输出电压是否达到范围等。
1.5 系统基本的要求（1）理解开关电源原理，设计、制作出符合要求的开关电源。
（2）按要求利用STC89C52单片机控制开关电源，调节按键改变电压的输出值，液晶显示屛能够显示输出电压值，得到想要的电压值，实现要求。
（3）理解开关电源的制作原理，对设计有一些深入的见解和一定的创新。
（4）掌握STC89C52型单片机的软件编程思想。
（5）掌握系统调试测量，要求列出输出电压表和输出纹波图。
第二章系统方案设计2.1 开关电源工作原理开关电源是工作原理很简单，就是对开关管进行控制，然后使其不断地进行“开路”和“闭合”，改变对输入电压的脉冲宽度，对占空比进行反馈对比，达到所需时进行输出，一般输入输出都需要有整流滤波电路。