微控制器控制的单片开关电源电路设计
基于单片机的开关电源设计
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的之间比率，维持稳定输出电压的一种电源，具有高效率、体积小的特点。从上世纪90年代以来开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，计算机、程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源。开关电源向着高频化、模块化和智能化方向发展
图2.1.1开关电源工作原理图
串联式开关电源输出电压滤波电路
大多数开关电源输出都是直流电压，因此，一般开关电源的输出电路都带有整流滤波电路。图2.1.2是带有整流滤波功能的串联式开关电源工作原理图。
图2.1.2带有整流滤波功能的串联式开关电源工作原理图
图2.1.2中由一个整流二极管和一个LC滤波电路组成。其中L是储能滤波电感，它的作用是在控制开关K接通期间Ton限制大电流通过，防止输入电压Ui直接加到负载R上，对负载R进行电压冲击，同时对流过电感的电流iL转化成磁能进行能量存储，然后在控制开关K关断期间Toff把磁能转化成电流iL继续向负载R提供能量输出；C是储能滤波电容，它的作用是在控制开关K接通期间Ton把流过储能电感L的部分电流转化成电荷进行存储，然后在控制开关K关断期间Toff把电荷转化成电流继续向负载R提供能量输出；D是整流二极管，主要功能是续流作用，故称它为续流二极管，其作用是在控制开关关断期间Toff，给储能滤波电感L释放能量提供电流通路。在控制开关关断期间Toff，储能电感L将产生反电动势，流过储能电感L的电流iL由反电动势eL的正极流出，通过负载R，再经过续流二极管D的正极，然后从续流二极管D的负极流出，最后回到反电动势eL的负极。
单片机控制的高压开关电源设计
沈阳师范大学硕士学位论文单片机控制的高压开关电源设计姓名：孟德川申请学位级别：硕士专业：粒子物理与原子核物理指导教师：邓玉福20090501单片机控制的高压开关电源设计摘要高压电源在日常的生产、生活中有着广泛的应用，尤其在军事、医疗、射线类探测器和静电喷涂等技术领域。
传统的高压电源多采用线性技术，这种结构形式造成电源变换效率低，体积大，重量沉，操作维修不方便。
随着电源技术的发展，人们对高压电源的智能化程度、转换效率和带负载能力提出了更高的要求。
智能化开关电源以线性电源无法比拟的特点和优点己经成为电源行业的主流形式。
该技术的应用使高压电源变得体积小、重量轻、效率高、智能化更强。
本论文研究工作针对X射线荧光分析装置对供电高压电源在效率、体积和智能控制等方面的要求，研制了一种以单片机和脉宽调制（PMW）技术为基础的高压电源。
该电源由STC89C51单片机控制脉宽调制芯片TL494，采用单端式推动，经变压器和倍压整流升压，输出0~50kV连续可调电压。
该电源采用数字调节、闭环实时监控、模数电路相互配合，具有通用性强、输出范围宽、稳压精度高、控制性能优良等特点。
关键词：单片机，开关电源，TL494，高压电源Design of the high-voltage switching mode-powersupply based on SCMAbstractHigh-voltage power supply is applied broadly in daily life and production, especially used in military, medical, class-ray detector and electrostatic spraying. Tradltional high-voltage power supply mainly adaopts technology of linear power spuply such type of structure makes the whole effieieney of power supply below, large, heavy and operation and maintenance which is not convenient.with the developoment and advancement of power supply technology, the intelligent level, conversion efficiency and load capacity is higher requirements for the high-voltage power supply. Intelligent switching power supply has become the mainstream form. of the power industry with the unmatched features and advantages. Application of the technology has made the hgh voltage power to become the small size, light weight, high efficiency and more intelligent.With the requirements of the efficiency, volume size and intelligent control of the power supply for the x-ray fluorescence analysis, a high-voltage power supply based on the technique of SCM and PWM has been developed. It uses STC89C51 SCM to control TL494, adopts single ended type promote, and puts out changeable voltage after it boosted by a transformer and voltage multiplying rectifier. The power adopts digital regulation and closed loop real-time monitoring to cooperated with a analog circuit, and the power has advantages of strong generality, wide output range, high stable voltage accuracy, excellent control property, etc.Keywords: SCM, Switchingmode-powersupply, TL494,High-voltage power supply第一章引言单片机控制的高压开关电源具有通用性强、输出范围宽、稳压精度高、控制性能优良等特点。
MCU控制电源的设计
嵌入式控制系统的MCU一般都需要一个稳定的工作电压才能可靠工作。
而设计者多习惯采用线性稳压器件（如78xx系列三端稳压器件）作为电压调节和稳压器件来将较高的直流电压转变MCU所需的工作电压。
这种线性稳压电源的线性调整工作方式在工作中会大的“热损失”（其值为V压降×I负荷），其工作效率仅为30%～50%[1]。
加之工作在高粉尘等恶劣环境下往往将嵌入式工业控制系统置于密闭容器内的聚集也加剧了MCU的恶劣工况，从而使嵌入式控制系统的稳定性能变得更差。
而开关电源调节器件则以完全导通或关断的方式工作。
因此，工作时要么是大电流流过低导通电压的开关管、要么是完全截止无电流流过。
因此，开关稳压电源的功耗极低，其平均工作效率可达70%～90%[1]。
在相同电压降的条件下，开关电源调节器件与线性稳压器件相比具有少得多的“热损失”。
因此，开关稳压电源可大大减少散热片体积和PCB板的面积，甚至在大多数情况下不需要加装散热片，从而减少了对MCU工作环境的有害影响。
采用开关稳压电源来替代线性稳压电源作为MCU电源的另一个优势是：开关管的高频通断特性以及串联滤波电感的使用对来自于电源的高频干扰具有较强的抑制作用。
此外，由于开关稳压电源“热损失”的减少，设计时还可提高稳压电源的输入电压，这有助于提高交流电压抗跌落干扰的能力。
LM2576系列开关稳压集成电路是线性三端稳压器件（如78xx系列端稳压集成电路）的替代品，它具有可靠的工作性能、较高的工作效率和较强的输出电流驱动能力，从而为M CU的稳定、可靠工作提供了强有力的保证。
1 LM2576简介LM2576系列是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压电路，它内含固定频率振荡器（52kHz）和基准稳压器（1.23V），并具有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等，利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。
LM2576系列包括LM2576（最高输入电压40V）及LM2576HV（最高输入电压60V）二个系列。
基于单片机控制的开关电源设计
摘要:开关电源是当代电子科技技术的产物，用于达到输出电压的稳定，开关电源主要是通过改变脉宽调制（PWM）进行输出电压的改变。
它是一种电力电子装置，广泛应用于各种电子设备、工业、通信、航天航空以及军事等领域。
具有输出电压稳定、噪音小、小型化和轻型化等特点。
为了设计并实现一个单片机控制的开关电源，可以通过软件编程让单片机输出一个PWM 波形给双运算放大电路，双运算放大电路对PWM波形进行变换调压，反馈到DC-DC降压电路进行降压和稳压后输出所需要的电压。
输出电压可以通过按键调节，调节范围在0至25V，电压调节幅度为0.5V，由液晶显示屏实时显示。
单片机控制开关电源，实现电源的智能化，具有输出电压范围大、电压可调和输出电压实时显等优点。
关键字：开关电源,单片机,PWM波形,调节，智能化第一章概述开关电源是改变开关管的通断的时间比较来控制输出电压的大小的电力电子器件。
随着世界科技的快速发展，开关电源成为了人们生命中不可缺少的必需品，其应用于工业、农业、通信、航空和计算机等领域，具有高效率转换、重量小、小体积和高精度等特点。
传统的开关电源系统存在调整之繁琐，电路很繁琐，可靠性低等问题，本文通过对单片机进行编程实现开关电源的有效输出，具体是将常用电源220V交流电通入变压器转换成24V的交流电，经过整流电路得到直流信号，通过电容滤波得到相对干净的直流电分别接入两个LM2596S-ADJ芯片，一个是构成DC-DC降压型电路，一个是构成5V稳压电路，前者是控制输出电压的，后者是给单片机和液晶显示屏供电的。
输出电压的大小由PWM控制，将PWM 波形送到PWM调压电路，进行稳压和调压，并反馈到DC-DC降压电路后输出。
按键能控制输出电压的大小，输出电压能在0-25V范围里可连续调节，步加步减在0.5V，复位按键可以是输出电压恢复到5V，并由液晶显示屏显示。
单片机控制开关电源，具有灵活性好的优势，可根据设计人员的想法进行设计。
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 日广西工学院毕业设计专用纸
I 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 广西工学院毕业设计专用纸
II 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 广西工学院毕业设计专用纸 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
基于MEGA128单片机的数控开关电源的设计
基于MEGA128单片机的数控开关电源的设计一、引言数控开关电源是一种能够根据负载需求进行调节的电源系统，能够提供稳定的电压和电流输出。
本文旨在通过使用MEGA128单片机来设计一个基于数控技术的开关电源系统，实现电源输出的精确控制和监测。
二、系统设计1. 系统框架数控开关电源的设计主要包括输入电路、控制电路和输出电路三部分。
其中，输入电路负责将交流电转化为直流电，控制电路负责对输出电压进行调节和监测，输出电路则提供稳定的直流电源。
2. 输入电路设计输入电路通过整流变换器将交流电转化为直流电，并通过滤波电路消除电源纹波。
为了提高系统的效率和稳定性，可以采用开关电源输入电路设计中常用的电容滤波和电感滤波结构。
3. 控制电路设计控制电路主要由MCU和电压反馈电路组成。
MCU采用MEGA128单片机，具有强大的计算和控制能力。
电压反馈电路将输出电压与参考电压进行比较，并将处理后的信号送回MCU进行控制。
4. 输出电路设计输出电路包括开关管和输出滤波电路。
开关管通过控制开关周期和占空比来调节输出电压和电流，而输出滤波电路则消除开关引起的高频噪声，使输出电压更为稳定。
三、系统实现1. 硬件设计根据系统设计要求，选择适当的元器件和连接方式进行硬件设计。
其中，选择合适的整流变换器、滤波电路和开关管，保证电源输入稳定且输出纹波小。
2. 软件设计利用MEGA128单片机的开发工具进行软件设计，编写相应的控制算法和信号处理程序。
通过读取反馈电路的信号并与参考电压进行比较，实现对输出电压的精确控制和监测。
四、系统测试在硬件搭建完成后，进行系统测试以验证设计的有效性。
测试过程中需要测量输入电流、输出电压等参数，并对比设定值进行分析。
根据测试结果，进行必要的调整和改进。
五、总结本文基于MEGA128单片机设计了基于数控技术的开关电源系统，通过实现精确的电源输出控制和监测，提供了稳定可靠的电源。
该设计不仅具有较高的效率和精度，而且可广泛应用于各种需要精密电源供应的场合。
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 哈尔滨剑桥学院 毕 业 设 计
论文题目： 基于单片机控制的开关电源的设计 学 生： 孙中凯 指导教师： 李德胜 高级工程师 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 12级电气2班 2016年5月 哈尔滨剑桥学院 毕 业 设 计（论 文）审 阅 评 语
指导教师评语
建议成绩： 是否同意答辩：同意答辩 □ 不同意答辩 □ 指导教师（签名） 职 称 年 月 日
评阅人评语
建议成绩： 是否同意答辩：同意答辩 □ 不同意答辩 □ 评阅教师（签名） 职 称 年 月 日 哈尔滨剑桥学院 毕业设计（论文）答辩评语及成绩 答辩评语
答 辩 成 绩: 答辩小组组长签字： 年 月 日
毕业论文成绩
指导教师成绩： 评阅成绩： 答辩成绩： 综合指导教师成绩、评阅成绩、答辩成绩，经答辩委员会评定，该学生毕业论文 总成绩：
答辩委员会主任单位： 答辩委员会主任签字： 职称： 年 月 日
基于单片机控制的开关电源的设计 摘 要 电源技术是一种应用功率半导体器件，综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术的多学科的边缘交叉技术，随着科学技术的发展，电源技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关。目前电源技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科。他对现代通讯、电子仪器、计算机、工业自动化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高效率、高可靠的电源起着关键作用。 本文设计主要目的是实现一个单片机控制开关电源，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，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12v到0v的可调节电压，并显示实时预置值与电压。
关键词：财开关电源；半导体；PID算法；闭环控制；数控 目 录 摘要 ................................................................................................................................................... 1 绪论 ............................................................................................................................................. 1 1.1 课题环境背景 ......................................................................................................................... 2 1.1.1 绿色节能型开关电源 ......................................................................................................... 2 1.1.2 智能化数字电源 ................................................................................................................. 0 1.1.3 可编程开关电源 ................................................................................................................. 0 1.2 电源技术的发展与方向 ......................................................................................................... 1 1.2.1 线性电源和开关电源 ......................................................................................................... 1 1.2.2 电源技术的发展方向 ......................................................................................................... 1 1.2.3 开关电源的市场前景和研究现状 ..................................................................................... 2 1.3 本文研究主要内容 ................................................................................................................. 2 2 系统方案设计 ........................................................................................................................... 4 2.1 开关电源工作原理 ................................................................................................................. 4 2.2 开关电源与线性电源的比较 ................................................................................................. 4 2.2.1 线性电源的缺点 ................................................................................................................. 4 2.2.2 开关电源的优点 ................................................................................................................. 5 2.3 系统方案论证 ......................................................................................................................... 5 2.3.1 方案1 .................................................................................................................................. 5 2.3.2 方案2 .................................................................................................................................. 6 2.3.3 方案3 .................................................................................................................................. 6 2.3.4 方案分析 ............................................................................................................................. 6 2.3.5 总体结构设计 ..................................................................................................................... 6 2.4 系统难点分析 ......................................................................................................................... 8 2.4.1 如何提高电源工作频率 ..................................................................................................... 8 2.4.2 储能电感的绕制 ................................................................................................................. 9 2.4.3 标度转换技术 ..................................................................................................................... 9 2.5 开关变换器结构分析与选择 ............................................................................................... 10
基于51单片机的开关电源设计
基于51单⽚机的开关电源设计基于单⽚机的开关电源设计摘要【摘要】本次设计的主要⽬的是实现⼀个开关电源，开关电源在⽇常⽣活中应⽤⾮常⼴泛，⽐如电视机、电脑、冰箱以及其他常⽤的电⼦产品都需要开关电源，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，并附以相关电路图表⽰，最后⽣成相关了PCB电路图【关键词】线性，半导体，开关，储能，转换，控制，滤波，分压，抖动【Abstract】This design of Zhuyaomude is to achieve a switching power supply,switching power supply is widely used in daily life in,such as televisions,computers,Bingxiangyiji other Changyong of electronic products require power supply,Ru Jin Hua Shi Dai digital, electronic products achieved with Dan Pianji very convenient,so the design used in this MCU. In this design document,detailed in the switching power supply with linear power supply comparison,program demonstration,the overall structural design,along with the relevant circuit that generates the final circuit diagram related to the PCB 【Keywords】Linear,semiconductors,switches,energy storage,conversion,control, filtering,partial pressure,jitter⽬录......................................................................................................................................................................I I 摘要......................................................................................................................................................................绪论 (1)第⼀章概述 (2)1.1课题来源及意义 (2)1.2课题基本要求 (2)第⼆章开关电源⽅案设计 (4)2.1开关电源⼯作原理 (4)2.2开关电源与线性电源的⽐较 (4)2.2.1线性电源的缺点 (4)2.2.2开关电源的优点 (5)2.3⽅案论证 (5)2.3.1⽅案1 (5)2.3.2⽅案2 (6)2.3.3⽅案3 (6)2.3.4⽅案分析 (6)2.3.5总体结构设计 (6)2.4难点分析 (7)2.4.1如何提⾼电源⼯作频率 (7)2.4.2储能电感的绕制 (8)2.4.3标度转换技术 (9)2.5控制技术选择 (10)2.5.1电压型控制技术 (10)2.5.2电流型控制技术 (10)2.5.3电流控制型技术的优势 (11) 2.6开关变换器结构分析与选择 (11) 2.6.1降压变换电路分析 (11)2.6.2升压型变换电路 (13)2.6.3Buck-Boost型变换器 (13)2.7开关电路器件参数选择 (14)2.7.1功率开关管的选择 (14)2.7.2滤波电容的选择 (15)⽬录2.7.3储能电感的选择 (15)2.7.4续流⼆极管的选择 (16)第三章硬件电路设计 (17)3.1电源电路设计 (17)3.1.1整流滤波电路 (17)3.1.2开关变换电路 (17)3.1.3分压电阻的计算 (18)3.1.4保护电路 (18)3.2控制电路设计 (19)3.2.1反馈电路设计 (20)3.2.2四位数码显⽰电路设计 (21) 3.2.3单⽚机与键盘接⼝电路设计 (22)第四章软件设计 (23)4.1总体编程思想 (23)4.1.1键盘防抖动⼦程序 (23)4.1.2数码显⽰⼦程序 (24)4.1.3采样⼦程序 (25)4.1.4中断处理程序设计 (26)4.1.5PID控制算法 (27)4.1.6数字滤波 (28)第五章系统调试 (29)5.1硬件模块调试 (29)5.1.1整流滤波电路的调试 (29)5.1.2AD转换的调试 (29)5.1.3脉冲输出电路的调试 (29)5.1.4功率开关管的调试 (29)5.2电源性能指标的测试 (30)5.2.1开关电源的技术指标 (30)5.2.2输出电压的测试 (31)5.2.3最⼤输出电流的测试 (32)5.2.4过流保护的测试 (32)5.2.5电压调整率的测试 (32)5.2.6纹波电压的测试 (33)物理与电⼦⼯程系毕业论⽂第六章结论 (34)参考⽂献 (35)致谢 (36)附录 (37)附录绪论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。
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Ｐｏｗｅｒ Ｓｗｉｔｃｒｌｉｎｇ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）。
３３
该系列产品包括Ｍｃ
３６９Ｐ／Ｇ／Ｙ～
ＭＣ３３３７４Ｐ／Ｇ／Ｙ五种规格，共１７种型 号。三种封装形式分别为：ＤＩＰ～８（双列
田２由Ｍｃｕ控制的ＴＯＰｓｗｎｃｈ一嘣单片开荚电源 ■——●■——●—●■■—■
直插式，带Ｐ后缀），ＴＯ一２２０直列式（Ｔ 后缀），ＴＯ一２２０直弯式（ＴＶ后缀）。这
和多功能端的外 部接线，即可实现 。ｏ多达１４种的控制 功能，包括全频工 作方式和半频工 作方式，同时实现 过压和欠压保护， 仅过压保护＋仅欠 压保护，从外部设 定极限电流，控制
田ｌ由ＴｏＰｓｗｌｔｃｈ—Ｆ×构成反激式开关屯源的同化电路
Ｔ曲ｙＳｗｉｔｃｈ、ＴｏＰｓ州胁一ＦＸ等四大系
列、几十种１５０ｗ以下的单片开关电源集 成电路ｌ与此同时，Ｍ０ｔｏｒｏｌａ公司于１９９９ 年也开发出Ｍｃ３３３７０系列单片开关电源， 这些都为开关电源的推广和普及创造了有 利条件。其中．ＴＯＰｓｗｉｔｃｈ～Ｆｘ系列和 Ｍｃ３３３７０系列均属于适配微控制器ＭＣＵ （含微处理器ｕ Ｐ和单片机“ｃ）的五端单
提供工作电源电压。ＭｃＵ接收到启动信 号后就令ＶＴ。导通，使开关电源保持在 接通状态，能够正常输出。 当用户再次按下ｓＢ时就发出关断信 号，Ｍｃｕ接收到信号后就执行关断程 序，将喷墨打Ｅ『Ｊ规的打印头停在安垒位 置上。一旦执行完关断程序，Ｍｃｕ就令 ｖＬ截止，将Ｍ端悬空，开关电源进入 关断模式，此时ＴＯＰｓｗｌｔｃ｝ｌ＿Ｆｘ处于低 功耗状态，当ｕ＝２３０ｖａｃ时芯片功耗仅为 １６０ｍｗ。假如用做ＤｖＤ中的开关电源 时，关断程序还能把数据和设定状态一 并存人ＥｚＰＲＯＭ中，即使掉电后也不致 干丢失。 该电源还可通过外部启动信号进行 遥控。外部启动信号可以是数字信号，也 可以通过本地局域网或串行接口来驱动 Ｉｃ。，将开关电源接通。ＶＤ，是隔离二极 管，Ｒ。为限流电阻。 为节省电能，计算机外部设备大多 具有自动关机功能（Ａｕｔｏ
Ｂｏｘ Ｐｏｗｅｒ
２．ＴＯＰｓｗｉｔｃｈ—Ｆｘ的原理与应用 ＴＯＰｓｗｉｔｃｈ—Ｆｘ的内部电路主要包 括１５部分：（１）控制电压源（由控制电压 Ｖ，向并联调整器和门驱动极提供偏压， 而控制端电流Ｉ，则能调节占空比）；（２）带 隙基准电压源（给内部提供各种基准电 压）・（３）频率抖动振荡器（产生锯齿渡 ｓＡｗ，时钟信号ｃＬＫ和最大占空比信号
ＥＬＥｃＴＲｏＮＩｃ ＰＲｏＤｕｃＴｓ ｃＨＩＨ＾
ｈ竹ｐ：Ⅳｗｗ＿Ｉｐｃ．ｃｏｍ．ｃｎ
ＪｕＮＥ
２∞２
４７
万方数据
控制、由微控 制器操作、数 字电路控制、 禁止操作等。 控制信号町由 外部按键或按 钮来产生，也 可以是微控制 器输出的经光 耦隔离的信 号，或二者的 组合信号。
ＭＣ３３３７０
数据保持不变。其工作原理如下：当按动 电源健（ｓＢ）并抬起时，就产生一个触 发请求信号。此信号一方面经过ＬＥＤ，和 Ｒ．，令Ｍｃ３３３７０的状态控制端ｓｃｌ＝ｌ（高 电平），使开关电源启动；另一方面还经 光耦Ａ传输给微控制器。此后微控制器 将根据程序执行情况来决定开关电源是 否进入以及何时进入待机模式。一旦执 行完规定的程序，微控制器就发出一个 关机信号，经过光耦Ｂ，令ｓｃＩ＝Ｏ（低电 平），将电源关断，使整个系统进入待机 模式。显然．这种自动关机功能要比传统 的定时关机更具有实用价值。 综上所述，图４示出的微机接口电路 具有以下特点：第一，用户只享有从待机 模式转成工作模式的控制权；第二，微控 制器则享有从工作模式转入待机模式的 全部控制权；第三，若开关电源已处于工 作模式，则按键操作无效，开关电源仍保 持工作状态。
种芯片可广泛用千办公自动化设备、仪 器仪表，无线通信设备及消费类电子产 品中，构成高压隔离式Ａｃ／Ｄｃ电源变换 器。与Ｐｏｗｅｒ公司生产的ＴＯＰＳｗｌｔｃｈ一Ⅱ 系列单片三端开关电源相比，它增加了 两个引出端：电源端．状态控制端。其内 部新增的可编程（开／关）状态控制器通 过其输入端，能配手动按键、微控制器、 数字电路等，对电源工作模式进行选择， 这是其独具的特色。因此，ＭＣ３３３７０系 列的控制功能完善，使用也更加灵活。 ２．Ｍｃ３３３７０系列的原理与应用
器、误差放大器、ＰｗＭ调制器与ＰⅥｒＭ 触发器、门电路（含主控门）、高压功率 开关管和启动电路、欠压锁定比较器、偏 置电路、状态控制器、过热保护电路、上 电复位电路、外部美断电路、÷８分频器、 电流极限比较器、最小导通时间延迟电 路和前沿闭锁电路。它采用“双脉冲抑制 逻辑电路”，确保在每个时钟周期内脉宽 调制器只能输出一个脉冲。利用芯片内 部的可编程状态控制器，再配以少量的 外围元器件，就能设定开关电源的状态， 选择待机模式或工作模式。通过模式选 择电路，可实现多种控制方式．包括手动
片开关电源集成电路．可构成具有高性价
比的开关电源。
ｓｕＤｐｌｙ）、电
源适配器（ａｄａｐｔｅｒ）、由微处理器控制的
Ｄ…）；（４Ｊ并联调整器／误差放大器；（５）
脉宽调制器（含ＰｗＭ比较器和触发器， 通过改变脉冲占空比来调节输出）；（６）过 流保护电路；（７）门驱动极和输出极（内含 耐压为７００Ｖ的功率开关管ＭＯｓＦＥＴ）； （８）具有滞后特性的过热保护电路（当芯 片结温Ｔ，＞１３５℃时美断输出极｛当Ｔ．＜ ７０℃时芯片才恢复正常工作）。（９）关断／ 自动重启动电路（当调节失控时，立即使 芯片在低占空比下工作。倘若故障已排 除，就重新启动电源恢复正常工作）；１１０）
Ｐｏｗｅｒ），
只要停用一定时间，即自动转入低功耗 的待机模式，亦称休眠模式（ｓｌ
ｅ
ｅｐ
Ｍｏｄｅ）或备用状态。利用上述逻辑功能 可以通过计算机去“唤醒”打印机、扫 描仪、外部调制解调器、磁盘驱动器等 外设，使之从待机模式迅速转入工作模 式。
由Ｍｃｕ控制的Ｍｃ３３３７０系列单片 开关电源
１．Ｍｃ３３３７０系列单片开关电源性能 简介 由美国摩托罗拉公司研制的 Ｍｃ３３３７０系列五端单片开关电源集成电 路，亦称高压功率开关调节器（Ｈｉｇｈ
开关电源通／断 等。
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Ｆｘ配外围电路后，能实现多达１４种的控 制功能，其中包括通过微控制器或局域 网（ＬＡＮ）遥控开关电源通／断的功能， 是目前设计７５ｗ以下高效率、多功能，单 路或多路输出反激式开关电源的最佳选 择。此外．该系列产品还可构成Ｐｃ机的 待机电源（ｓｔａｎｄｂｙ ｓｕｐｐｌｙ）、机顶盒电 源（ｓｅｔ—ＴＯＰ
反请电流‘来调节占空比Ｄ，达到稳压目
的。举例说明，当输出电压％１时，经
过光耦反馈电路使得，ｒｆ＿．口ｌ一¨Ｉ， 最终使Ｖ、不变。 由ＴＯＰｓｗｉｔｃｈ—Ｆｘ构成反激式开关 电源的简化电路如图ｌ所示。其外围电路 主要包括输入整流滤波器（ＢＲ、ｃ．），漏 极钳位保护电路（ｖＤ卅ＶＤ，），欠压值 与过压值设定电阻（Ｒ、。），高频变压器 （Ｔ），输出整流滤波器（ＶＤ，、ｃ，），带稳 压管的光耦反馈电路（Ｉｃ，、ＶＤ，，、Ｒ，、 ＶＤ，、ｃ，）。选用ＴＯＰｓｗｉｋｈ—ＦＸ能够提 高电源效率．减小开关电源的体积并降 低成本。
开关电源。 ＴＯＰｓｗｉｔｃｈ—ＦＸ系列可划分成三种 类型，共９种型号；ＴＯＰ２３２Ｐ／Ｇ／Ｙ～
ＴＯＰ２３４Ｐ／Ｇ／Ｙ。
该系列产品除具备
ＴＯＰｓｗｉｔｃｈ一Ⅱ系列三端单片开关电源 的全部优点之外，还增加了软启动、外部 设定极限电流、过压关断、欠压保护、过 热滞后关断、遥控、同步等功能。适于微 控制器或局域网，远程启动或关断开关 电源。使用时只需改变开关频率选择端
ＴＯＰｓｗｌｔｃｈ—Ｆｘ系列单片开关电源 的原理
１．ＴＯＰｓｗｉｔｃｈ—Ｆｘ系列性能简介 ＴＯＰｓｗｉｔｃｈ—ＦＸ系列是美国Ｐｏｗｅｒ ＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎＳ公司于２０００年最新研制的 具有高性价比的五端单片开关电源集成 电路。它不仅设计先进，功能完善，而且 外围电路简单，使用非常灵活，“ＦＸ”即
引言
开关电源已有几十年的发展历史。随 着集成电路设计与制造工艺的不断进步， 开关电源的集成度也愈来愈高。继１９７７年 脉宽调制器（ＰｗＭ）集成电路问世以来， ２０世纪９０年代初ｓＴ公司叉推出Ｌ４９７０Ａ 系列中功率（４００ｗ以下）的单片开关式 集成稳压器。１９９４—２０００年期间，美国
Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｓ公司相继研制成功 ＴＯＰＳｗｉｔ ｃｈ、ＴＯＰＳｗｉｔｃｈ一Ⅱ、
系列的简化应 用电路如图３
田５
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Ｍｃ５５３７０系列的葡化应用电珞
所示。虚线框 中代表芯片的 内部电路，主要包括启动电流源，ＰｗＭ 调制器、功率开关管（ＭＯｓＦＥＴ）、可编程 状态控制器。交流输入电压ｕ经过桥式整 流器（ｖＤ．。～ＶＤ，。）和滤波电容（ｃ。）之 后，获得直流高压Ｖ，接至高频变压器初 级的一端。初级的另一端则接漏极（Ｄ）。 输出整流滤波器由ＶＤ．、Ｃ，组成。ＶＤ，与 ｃ，构成反馈电路中的整流滤波器。这里 采用带稳压管（ＶＤ，）的光耦反馈电路。 ｃ。为反馈端的旁路电容。ｃ。为状态控制 端的状态电容。在初级还需加漏极钳位 保护电路。
由微控制器控制的簟片开关电澡电路设计
习】ｔ科技大学 沙占友
王晓君
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摘要：中小功率开关电源正朝着单片集成化和智能化的方向发展，本文ห้องสมุดไป่ตู้要介绍近几年最新问 世的ＴｏＰｓｗｆｔｃｈ—Ｆ×和Ｍｃ５５５７０两大系列单片开关电源的基本原理，重点阐述由微控制器（Ｍｃｕ）控制 的单片开关电源的电路设计。 关键词：单片开关电源；微控制器；待机模式；智能化
正极。ｖＴ．则接在Ｍ、ｓ端之间。因Ｍ端 本身具有限流功能，故ＶＬ不需要另加 限流电阻。ｃ。为多功能端的消噪电容。 当用户首次按下ｓＢ时，ｖ耽导通， Ｍ端经ＶＤ．与Ｓ极接通，ＴＯＰｓｗｉｔｃｈ— Ｆｘ即工作在三端模式，多功能端（Ｍ）和 开关频率设定端（Ｆ）不起作用，此时 ＬＥＤ，上有电流通过，ＶＴ：就给Ｍｃｕ发 出启动信号。若最初开关电源是处于关 断状态（Ｍ端悬空）则首次按下ｓＢ时就 接通电源，＋５Ｖ输出电压■，为Ｍｃｕ