单片机控制的开关电源

广西科技大学

毕业设计（论文）说明书课题名称基于单片机控制的开关电源的设计

系别职业技术教育学院

专业电子信息工程

班级电子 Z091

学号 200802203044

姓名石瑜琦

指导教师刘胜永

2013年 5月 10 日

摘要

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。

本次设计的主要目的是实现一个单片机控制开关电源，开关电源在日常生活中应用非常广泛，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，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0v到12v的可调电压，并显示实时电压和预置值。

关键字：开关电源半导体 PID算法闭环控制数控

Abstrat

Switching power supply is to use the power of modern electronic technology to control power switch (MOSFET; transistor) on-and off time than to stabilize the output voltage of a new power supply.It is in electronics, computers, communications, electrical, aerospace, military and home appliances, is widely used as a power electronic devices.With high power conversion efficiency, small size, light weight, high control accuracy and fast and good.

The design of the main aim is to realize a single-chip microcomputer control switch power supply, switching power supply in daily life are widely used in digital times, is microcontroller is used electronic products, very convenient, so in this design USES a microcontroller. In this design documents, this paper expounds the switch power compared with linear power supply, scheme comparison, general structure design, through the keyboard expected output voltage values, preset d/a converter for output voltage by sampling, the corresponding software control microcontroller output pulse width, switch power for pulse width modulation, the voltage output expected. which constitutes the output 0v to 12v adjustable voltage, and display real-time voltage and the preset value. Key word: switch power semiconductor PID algorithm closed-loop control CNC

目录

绪论 (1)

1 概述 (2)

1.1 课题研究环境背景 (2)

1.1.1 绿色节能型开关电源 (2)

1.1.2 智能化数字电源 (2)

1.1.3 可编程开关电源 (2)

1.2 开关电源技术的发展和环境现状 (3)

1.2.1 线性电源和开关电源 (3)

1.2.2 电源技术的发展方向 (4)

1.2.3 开关电源的市场前景和研究现状 (4)

1.3 本文研究的主要内容 (5)

2 系统方案设计 (6)

2.1 开关电源工作原理 (6)

2.2 开关电源与线性电源的比较 (6)

2.2.1线性电源的缺点 (6)

2.2.2开关电源的优点 (7)

2.3 系统方案论证 (7)

2.3.1方案1 (8)

2.3.2方案2 (8)

2.3.3 方案3 (8)

2.3.4方案分析 (8)

2.3.5总体结构设计 (9)

2.4系统难点分析 (10)

2.4.1如何提高电源工作频率 (10)

2.4.2储能电感的绕制 (11)

2.4.3标度转换技术 (11)

2.5 开关变换器结构分析与选择 (12)

2.5.1降压变换电路分析 (12)

2.5.2升压型变换电路 (14)

2.5.3Buck-Boost型变换器 (14)

2.6 开关电路器件参数选择 (15)

2.6.1功率开关管的选择 (15)

2.6.2 滤波电容的选择 (16)

2.6.3储能电感的选择 (16)