程控开关稳压电源CPU与主回路方案选择

开关电源通过控制开关管开通与关断的时间比率来维持电压的稳定输出，这种方式的最大好处就是拥有极佳的效率与功率密度。随着开关电源在现代设计中的普及，其开始向智能化、高频化发展。在本文中，小编将为大家介绍一种程控开关稳压电源，并对设计方案进行介绍。

在本文中的程控开关稳压电源技术指标为：输出电压30V至36V可调，最大输出电流2A，有过流保护功能，能对输出电压进行键盘设定和步进调整、步进值1V，并能实时显示输出电压和电流的开关稳压电源。

主控CPU的选择

方案一：采用AT89S51单片机进行控制。51单片机外接A/D和D/A比较简单，但是由于51单片机功能简单，对于这种复杂的系统来说做起来比较复杂。

方案二：采用超低功耗单片机MSP430F169，这是一个完全集成的混合信号系统级MCU芯片。内部集成12位的A/D芯片和D/A芯片，且这个单片机资源非常丰富。采用JTAG方式，可通过USB口在线下载调试，使用十分方便，并且低功耗便于整体效率的提高。

DC-DC主回路拓扑的方案选择

DC-DC变换有隔离和非隔离两种。输入输出隔离的方式虽然安全，但是由于隔离变压器的漏磁和损耗等会造成效率的降低，隔离变压器绕制复杂，所以选择非隔离方式，具体有以下几种方案：

方案一：BUCK拓扑。如图1所示，开关V1受占空比为D的PWM波的控制，交替导通或截止，再经L和C滤波器在负载R上得到稳定直流输出电压Uo=D×Vd（D≤1），由于输入电压为18V，输出电压20V~36V，故不能满足要求。

图1 BUCK拓扑

方案二：BOOST拓扑。如图2所示，开关V1导通时电感储能，截止时电感能量输出。只要电感绕制合理，能达到要求的输出电压30V~36V，且输出电压Uo呈现连续平滑的特性。

图2 BOOST拓扑

方案三：BUCK-BOOST拓扑。如图3所示，由于电路属于升降压拓扑，控制比较复杂，因本设计只需升压，故选择方案二。

图3 BUCK-BOOST拓扑

本文主要介绍了开关稳压电源CPU与直流主回路拓扑的几种方案，并针对不同的情况进行分析，而后选择出更加适合于实际情况的方案来进行设计。对于程控开关稳压电源设计有兴趣的朋友不妨花上几分钟来阅读本文，从中学习到方案选择的思路及技巧。