基于单片机控制的开关电源及其设计
基于单片机的开关电源并联供电系统的设计
图４ ＤＣ—Ｄ Ｃ模 块 变换 电 路 １
电流 的分配 主要 是采 用最 大 电流 型均 流控 制 法 ， 即每个 模 块均 由一 个二 极 管接入 主 回路 ， 电流大 的 模 块 作 为主模 块 ， 电流小 的模 块作 为从 模块 ， 交 替 变化 控 制 。当负 载 电 阻变 化 时 ， 可 以保 持 输 出 电压稳 定， 均流 瞬态 响应 好 。电流检 测是 通 过对 采样 电 阻 Ｒ ｌ ｌ ， 由Ｉ ＮＡ１ ９ ３差 分放 大 ２ ０倍 后送单 片 机 内部 ＡＤ
图 ２ 系统 设 计 框 图
２ ． ２ 系统 工作 电源及 Ｄ Ａ转换 器
２ 系统设计思路
２ ． １ 系统设计 框 图及 工作原 理
如图 ２ 为系统设计框 图 ， 输入 电压经 Ｌ Ｍ２ ５ ７ ６ — ５ 开关 电源 降 压 后 获 得 ５ Ｖ 电 源。系 统 以 Ｐ Ｉ Ｃ １ ６ Ｆ ８ ７ ７ Ａ单片机为核心 ， 由两片 Ｔ Ｌ ４ ９ ４ 、 电压 取样及外围电路分别组成两路的 Ｄ Ｃ － Ｄ Ｃ稳压模
系统 由 Ｌ Ｃ Ｄ液 晶 实 时 显 示 输 出 电 压 ， Ｉ １ 、 Ｉ ２ 电流及其 比例 ； 还 具有 过载 及短 路保 护功 能 。
１ 系统设计 任务
设计并制作一个开关电源并联供 电系统 ， 其 结构 如 图 １所 示 。基 本 功 能 为 ： 输 入 电压 ２ ４ Ｖ， 输 出为 ８ ． ０ Ｖ； 调整 负载 电阻 ， 可使 电流 Ｉ １： Ｉ ２ 一 按 ｌ ： １ 、 １ ： ２或 １ ： ３等 比例 自动分 配 。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ６ — ２ ２ 基金项 目： 福建省教育厅科技项 目（ Ｊ Ｋ２ Ｏ １ ３ Ｏ ２ ８ ）
基于单片机控制的开关电源及其设计
2、基于单片机控制的开关电源的可选设计方案由单片机控制的开关电源, 从对电源输出的控制来说, 可以有三种控制方式, 因此, 可供选择的设计方案有三种:( 1) 单片机输出一个电压( 经D/AC 芯片或PWM方式) , 用作开关电源的基准电压。
这种方案仅仅就是用单片机代替了原来开关电源的基准电压, 可以用按键设定电源的输出电压值, 单片机并没有加入电源的反馈环, 电源电路并没有什么改动。
这种方式最简单。
( 2) 单片机与开关电源专用PWM芯片相结合。
此方案利用单片机扩展A/D 转换器, 不断检测电源的输出电压, 根据电源输出电压与设定值之差, 调整D/A 转换器的输出, 控制PWM芯片, 间接控制电源的工作。
这种方式单片机已加入到电源的反馈环中, 代替原来的比较放大环节, 单片机的程序要采用比较复杂的PID 算法。
( 3) 单片机直接控制型。
即单片机扩展A/DC, 不断检测电源的输出电压, 根据电源输出电压与设定值之差, 输出PWM波, 直接控制电源的工作。
这种方式单片机介入电源工作最多。
3、最优设计方案分析三种方案比较第一种方案: 单片机输出一个电压( 经D/AC芯片或PWM方式) , 用作开关电源的基准电压。
这种方案中, 仅仅就是用单片机代替了原来开关电源的基准电压, 没有什么实际性的意义。
第二种方案: 由单片机调整D/AC 的输出, 控制PWM芯片, 间接控制电源的工作。
这种方案中单片机可以只就是完成一些弹性的模拟给定, 后面则由开关电源专用PWM芯片完成一些工作。
在这种方案中,对单片机的要求不就是很高, 51 系列单片机已可胜任; 从成本上考虑,51 系列单片机与许多PWM控制芯片的价格低廉; 另外, 此方案充分解决了由单片机直接控制型的开关电源普遍存在的问题———由于单片机输出的的PWM脉冲频率低, 导致精度低, 不能满足要求的问题。
因此, 单片机与PWM芯片相结合, 就是一种完全可行的方案。
基于单片机控制的开关电源模块
Ｖｏ １ ． ２１ Ｎｏ． ９
电 子 设 计 工 程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ３年 ５月
Ｍａ ｖ ． ２０１ ３
基亏单 片机控制 的开关 电源模块
吴 杰， 朱 向冰 ， 郝文 良
ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ｈ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｍ ａ ｌ ｌ ｓ ｉ ｚ ｅ ， ｈ ｉ ｇ ｈ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ， ｓ ｉ ｍ ｐ ｌ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ， ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ
连 续 可 调 等 优 点
关 键 词 ：单 片 机 ：开 关 电 源模 块 ； 数 字控 制 ； Ｐ Ｉ Ｄ调 节 中 图分 类号 ： Ｔ Ｎ ８ ６ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ６ ２ ３ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ １ ５ ５ — ０ ３
采 实现 的 首 先 介 绍 了该 电 源 模 块 的 工 作 原 理 及 整 体 设 计 方 案 ， 其 次 介 绍 了部 分 关 键 电 路 的 硬 件 设 计 ， 给出了
主 程序及 部 分 子程序 的流 程 图。与 传统 的 开关 电源相 比 ， 该 电 源模 块 具 有 体 积 小 、 精度 高、 电路 简单 、 输 出 电 压
ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｐ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｋ ｅ ｙ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ，ｇ ｉ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ａ ｎ ｄ ｐ ａ ｔ ｒ ｏ ｆ ｐ ａ ｔ ｒ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｌ ｆ ｏ ｗ ｃ ｈ ａ ｔ ｒ ． Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ
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。
一种基于MSP430单片机的开关电源设计
ｖｌ ｇ ａ ｅａｊｓ ｌ Ｔ ｅｐｗ ｒｈｓｔｅｃ ａａｔｒ ｔｓｏ ｖｒｕｒｎ ｐｏｅｔ ｎｆｒ ｕｐ ｔ ｎ ｗ ｒ ｌ ｒ ａｓｄｂ ｏ ａｅｃｎｂ ｄｕｔ ｅ ｈ ｏ ｅ ａ ｈｒｃｅ ｓｃ ｆ ｅｃ ｒ ｔ ｒｔｃｏ ｏ ｔｕ ｄｌ ｅ ｅ ｏ ｕｅ ｙ ｔ ｂ ａ ． ｈ ｉｉ ｏ － ｅ ｉ ｏ ａ ｏ Ｔ ｃ
波， Ｐ 即 ＷＭ 比较 器 输 出 的变 化 量 是 开 关 脉 宽 。所 以 ， 输 出 若 上 升 ． 差 放 大 器 的 输 出 电 压 下 降 ， 空 比变 小 以 使 输 出 变 误 占 小 ； 之 则 误 差 放 大 器 的输 出 电压 上 升 ， 反 占空 比 变 大 以 使 输 出 变 大 。 即为 开 关 电源 调 节 系 统 的 工 作 原 理 。 图 １ ｂ ｃ 此 是 ｕｋ
一
／２ １ １／ ３ １／ ４［ 将 Ｖｓ Ｒ 带 入 上式 得 ： ｒ＝ Ｅ Ｆ
圈 机械电 器 输出 压调 机械电 存在 磨 位 用作 电 整。 位器 机械
损 、 动 、 繁 动 作 容 易 损 坏 等 缺 点 。 另 外 ， 作 可 调 式 直 流 震 频 用 稳 压 电 源 的 电压 调 整 还 存 在 着 调 压 困 难 、调 整 的 精 度 低 、 一 致 性 差 等 不 足 。 随着 电 子 技 术 的发 展 ， 现 了利 用 数 字 电位 出 器 代 替 多 圈 电位 器 的 可 调 式 直 流 电源 。但 数 字 电 位 器 的输 出
关 键 词 ：电 压 可 调 ；开 关 电源 ；直流 稳 压 ；分辨 力 ；过 流 保 护
中 图分 类 号 ： Ｎ ６ Ｔ ８
文 献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：１ ７ — ２ ６ ２ １ ） ９ ０ ３ — ５ ６ ４ ６ ３ （０ ２ １— １４ ０
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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。
在设计中应注意降
低电磁辐射及敏感性，以保证电源与其他电子设备的正常工作。
3.4保护功能
考虑到电源的安全性和稳定性，应在设计中添加过压、过流、过温等
保护功能。
这些保护功能可以通过单片机来实现。
综上所述，基于单片机控制的开关电源是一种高效、稳定的电源系统。
在设计中要注意安全性、效率与稳定性、EMC设计以及保护功能的实现。
通过合理的设计和严格的测试，可以实现一个性能优良的开关电源系统。