开关稳压电源的构成较为复杂,其由多个电子器件组合而成,但简单来看,开关稳压电源的核心在于其直流变压器。在了解和核心后,再对开关稳压电源进行分析就并不是一件困难的事,本文将对开关稳压电源的硬件整体框图、控制电路设计与参数设计两个方面来进行讲解。
硬件整体框图设计
图1系统整体框图
如图1所示,单片机通过键盘控制电压的步进,经过单片机控制D/A提供一个参考电压,与输出电压的反馈分压进行比较,在TL494内部的电压误差放大器产生一个高电平或低电平,控制脉宽变化,来达到调整输出电压的变化,反复调整后使输出达到设定的值为止。参考电压输出后电压的反馈调节是由TL494自动调节,调节速度快。
主回路器件的选择及参数设计
磁芯和线径选择。当交变电流通过导体时,电流将集中在导体表面流过,这种现象叫集肤效应。电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时,会聚集于总导体表层,而非平均分布于整个导体的截面积中。线径的选择主要由本系统的开关频率确定。开关频率越大,线径越小,但是所允许经过的电流越小,并且开关损耗增大,效率降低。本系统采用的频率为44K,查表得知在此频率下的穿透深度为0.3304mm,直径应为此深度的2倍,即为0.6608mm。选择的AWG导线规格为21#,直径为0.0785cm(含漆皮)。磁芯选择铁镍钼磁芯,该磁芯具有高的饱和磁通密度,在较大的磁化场下不易饱和,具有较高的导磁率,磁性能稳定性好(温升低,耐大电流、噪声小),适用在开关电源上。
控制电路设计与参数设计
控制电路选用TL494来产生PWM波形,控制开关管的导通,RT、CT选择为102K和24K,频率为44kHz。软启动电路由14脚和4脚接电阻和电容来实现,通过充放电来实现。启动时间为10mS,CT=10uF,RT=1K。13号脚接地,采用单管输出,进一步降低芯片内部功耗。
本文针对程控开关稳压电源的硬件整体框图、控制电路设计与参数进行了介绍,并结合电路图来达到图文并茂易于理解的目的,对于开关稳压电源有兴趣的朋友不妨花上几分钟来进行阅读。在之前的文章中小编曾经为大家介绍程控开关稳压电源的控制方式对比,欢迎随时阅读。
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