导言
与线性电源比较，开关电源具有许多长处：因为主功率晶体管作业在开关状况，其损耗小，整机功率大大进步;选用铁氧体高频变压器，使电源的体积和分量大为削减，本钱更低一级。一些专用电源芯片如TL494、UC3842的呈现，也使开关电源的规划更为简略，一起功能牢靠。但只运用专用芯片制造的开关电源输出一般为单一状况，若要改动输出状况要对硬件电路进行修正。笔者规划完成了一种单片机操控的数字化开关电源，有用的改善了上述问题。
1 数字化开关电源的规划原理
笔者规划的数字化开关电源额定功率12OW。体系以开关电源作为根本电路，选用高功能单片机作为操控体系，在操控算法的支持下，经过对输出电压和电流进行实时采样，并与软件给定值比较较，操控和调整开关电源的作业状况，得到期望值。首要包含输入的整流滤波校对、功率改换、辅佐电源部分、驱动电路、单片机操控体系5部分。功率改换部分选用单端反激改换电路，辅佐电源为驱动电路供给电能，驱动电路将来自单片机的PWM 信号扩大后驱动主功率晶体管，单片机体系是整个电路的操控中心，经过采样值的改变实时操控输出PWM 的占空比。整个规划力求做到了功能最优，本钱最低。其结构如图1所示。
1.1 主电路剖析
功率转化部分选用单端反激电路，结构如图2。当加到原边主功率开关管Q1的鼓励脉冲为高电平使Q1导通时，直流输入电压加在原边绕组两头，因为此刻副边绕组相位是上负下正，整流管D1反向偏置截止，原边电感贮存能量;当鼓励脉冲为低电平使Q1截止时，原边绕组两头电压极性反向，副边绕组相位变为上正下负，整流管正向偏置导通，变压器贮存的能量向副边开释。在此开关过程中，高频变压器既起变压阻隔效果，又起电感储能效果。
1.2 单片机操控体系
单片机操控体系是整个数字化电源的中心部分。
单片机选用Freescale公司的68HC908SR12，其内部资源丰富，集成了12k的程序存储器，2路守时/计数器，14通道1o位A/D转化器，PWM输出，内部温度传感器等。单片机操控体系框图如图3。
ATD0、ATD10别离是电压电流采样引脚，将采到的模拟量转化为数字量送至CPU。CPU每隔lms进行一次操控调整，然后输出占空比适宜的PWM信号。PWM 信号经过驱动电路阻隔扩大后直接操控主电路的开关管。因为908SR12内自带脉冲宽度调制模块，PWM最大频率到达125kHz，彻底可以用在高频开关电源中，8位的分辨率，可以确保输出电压电流的精度。键盘部分选用触点式按键开关，运用者可以依据自己需要在额定功率下恣意调整输出电压电流值。
整个回路选用双闭环的操控体系，正常状况下电压环的反应使输出电压安稳，一旦输出电流超出最大值，电流环使输出电压下降，输出电流维持在最大电流值。显现部分可以由数码管或液晶组成，本体系中经过按键挑选别离显现电压、电流、功率、温度、电能计量等，并经过指示灯指示不同状况。在运转过程中若呈现开路或短路现象，指示灯显现报警状况，CPU会马上发动维护程序封闭主电路。一起不断检测电源内部温度，避免整机温升过高。
1.3 驱动电路规划
因为单片机输出5V 1vrL电平不足以驱动主功率开关管，并且在整个电路华夏副边彻底电气阻隔，因而单片机输出PWM信号不能直接与主功率开关管相连。别的主功率开关管的温升直接影响到整套设备的安稳性与运用寿命。进步开关管的导通与关断速度是处理开关管温升问题最实质有用的办法。这就要求驱动电路具有以下特色：
(1)可以供给满意大的驱动电流，即驱动电路的充电电阻要充沛小，以缩短导通时刻;
(2)具有满意的泄流才能， 即放电电阻要充沛小，以进步其关断速度;
(3)恰当的驱动电压， 驱动电压一般取12V 比较适宜。
考虑到原副边的电气阻隔，规划了以下驱动电路，如图4。
PWM为单片机输出的占空比信号，经过光耦与原边相连，满意了原副边的电气阻隔要求。反相器U2完成了TTL电平到CMOS电平的转化。PWM信号为高电平时，U2输出高电平，T1导通，T2关断，驱动电源对开关管的栅源间电容充电，使之敏捷到达开关管的注册阈值电压，开关管敏捷导通;PWM 信号为低电平时，U2输出低电平，T1关断，T2导通，开关管栅源间电容经过T2敏捷将电量放出，完成了开关管的敏捷关断。该驱动电路结构简略，功能安稳且具有很高的驱动速度，可取代价格较高的驱动芯片。
2 体系软件流程
体系流程图如图5。
为了改善体系的动态特性及安稳性，在数据处理程序中对PWM 的占空比规则了上下限， 以防接连采样时呈现较大差错，对PWM 进行限幅处理。别的若呈现意外状况，单片时机及时关断PWM，以防输出电压或电流过大而损坏晶体管。
3 结语
在收集很多数据剖析后得到以下定论：该开关电源作业在恒压形式时，输出值与期望值差错不超越30mV~作业在恒流形式时，输出值与期望值不超越40mA;整机功率在85 以上，主功率开关管的温升在40℃左右，高频变压器温升低于60℃，彻底适应于一般场合下的电能供给要求。
以单片机为中心的开关电源，不只有助于进步开关电源的精度，也使得开关电源愈加智能化。智能化也是往后电源开展的一个方向，因而本文规划的以单片机为中心的可编程电源供给器具有较高的运用价值。
