數控開關電源設計教程

　　本文介紹了一種基于單片機操控的數控開關電源，以89C51單片機作為操控中心，對開關改換電路進行脈寬調制，構成一個智能閉環操控體系。單片機操控的開關電源具備更加完善的功用，更人性化、智能化，便于實時監控。

　　其功用首要包含對開關電源輸出電壓進行檢測，并顯示實時電壓值;經過按鍵進行編程預置希望輸出的電壓;經過A/D轉換器采樣輸出電壓，依據PID算法計算操控量修正占空比,以得到希望的輸出電壓，并經過PID算法操控輸出電壓穩定在設定的電壓值上;擁有可靠的過流維護功用以及輔助電源可一起作為電源輸入和給單片機供給作業電壓，并能夠經過鍵盤不斷改動PID參數，能夠進行實時調整。

　　假定基準電壓為5v，因為電網動搖導致輸入電壓減小，那么輸出電壓也將會削減，此時，所采樣的電壓將減小，假定為4.9v，差錯為0.1v，經過比較放大后，脈沖調制電路依據這個差錯，進步占空比使輸出電壓增大，同理，當因為電網動搖導致輸出電壓增大時，脈沖調制電路下降占空比使輸出電壓減小，以此來操控輸出電壓的穩定。

 

　　市電經過整流濾波后，一路電壓經過7805穩壓得到一個+5v電壓，該電壓作為單片機的作業電源，另外一路電壓直接作為開關改換電路的輸入電壓。單片機依據鍵盤輸入值和取樣值之間的差值，修正脈沖占空比，并輸出操控功率開關管，以便得到希望的輸出電壓值，并依據模/數轉換器所采樣的電壓和鍵盤輸入比較，依據差值調用PID算法再次修正脈寬使輸出電壓穩定。

　　開關改換器采用磁鐵心電感作為儲能元件，在功率開關管導通時，電感儲能，在開關管截止時，電感開釋能量給負載。單片機定時采樣輸出端的電壓，經過ADC0832送進單片機進行處理，單片機依據處理結果輸出更新的操控信號，經過光電耦合器濾除干擾后輸出操控信號操控功率開關管作業狀況。

　　在本體系中，用戶能夠依據需要從鍵盤輸入希望的電壓，單片時機依據鍵盤輸入與采樣電壓的差值，更新脈寬，使電源輸出相應電壓，更新脈寬后，單片時機馬上調用PID操控算法，對輸出電壓進行穩定操控。

　　閉環時，電源自動進行脈寬調制，當體系讀取到鍵盤預置的電壓變化時，先將鍵盤輸入值和從輸出端的取樣值相比較，假定當前鍵盤輸入為10v，從輸出端取樣的值為6v，差值為4v，則體系會依據這個差值，更新脈寬使得輸出端電壓上升為10v;同樣，當鍵盤輸入為6v，輸出端取樣值為10v，差值為-4v，體系會依據算法，將占空比減小以使輸出電壓變小，這就是體系脈寬調制過程。

　　一起，電源能夠自動穩壓，假定在某一正常狀況下，輸出為V0，反饋電壓問Vf(Vf=V0)，用戶設定電壓為Vs，當V0=Vs時，誤差為0，單片機不進行脈寬更新，當電網動搖導致輸出添加時，即V0>Vs時,單片機采樣的電壓也添加，單片機依據誤差修正占空比使導通時刻變小，從而使電壓下降，同樣當電網動搖使輸出電壓下降時，即V0