求开关电源电路图

基于AT89C52和IW1692的 智能开关电源设计与研究 3 摘   要:针对采用模拟控制的开关电源的一些问题,提出了一款以AT89C52为核 心控制器,利用了AC/DC电源控制芯片(IW1692)的数字化智能开关电源系统,并对该 系统的硬件电路和*设计进行了介绍。通过测试,本系统较好地解决了模拟开关电 源的缺点,达到了相应的目的要求。 关键词:开关电源;智能化;数字化 0   引   言 随着开关电源技术的成熟,在有些应用场合 要求开关电源具有一定的智能,能实现精确的程 序控制,并能组网工作,以便于实时了解设备的参 数(如电压、电流)、工作状态(正常、故障)等信 息。对于采用模拟量反馈控制的开关电源,在这 些场合使用时不可避免地存在这样一些问题: (1)负载在较大范围内变化时反馈环路不稳 定,易产生自激振荡。 (2)不能实现精确的程序控制。电池的充电 设备、TG脉冲弧焊电源设备必须按照工作规程进 行程序控制。对电源的输出要求可能为恒流恒压 或恒压限流,这样所用的电源必须能够在各种工 作状态之间自由转换,这是常规开关电源难以实 现的。 (3)伺服型开关电源常要求电源的输出受外 电路控制,而远程控制信号通常为模拟信号,在传 输过程中常常会受到外界干扰,导致控制失败。 用数字控制方式代替模拟控制,上述问题可 以得到很大的改善。 1   数字化智能开关电源的设计思路 及要求      智能化开关电源的主要功率变换电路仍然采 用与传统开关电源相同的拓扑结构,但其反馈控 制环路不采用传统的模拟控制方式,而是采用数 字控制方式,即误差采样,脉冲宽度调制(PWM) 的调制信号的计算、生成,遥感信号的接收、处理 等控制部分电路均使用数字控制技术。通过智能 化的数字控制技术,力求解决环路的稳定性、抗干 扰性、电源远程控制性等问题。本开关电源主要技术指标:①交流输入电压 85～265   V   AC宽范围输入;②直流输出电压5～ 15   V连续可调;③输出电压调整率≤2.5%;④ 具有输出短路控制;⑤具有电压显示功能及故障 报*指示。 2   硬件电路设计 2.1   硬件电路原理 系统原理框图如图1所示。电路的工作原理 为,市电经EM   I滤波、整流滤波变成直流电送入 功率变换电路(DC/DC),功率变换电路在PWM 电路和单片机的控制下输出稳定的直流电压。用 户可根据需要通过键盘对开关电源输出的电压值 调节,单片机系统自动对电源输出电压进行* 采样,并与用户给定*进行比较,然后根据设置 的调整算法控制开关调整电路,使电源输出电压 符合给定值。单片机在调整电源输出电压的同时 还要检测电路的输出功率,当输出功率超过最大 功率时,就起动保护电路,实现保护功能。为了使 智能开关电源能可靠、安全地工作,本系统可设置 多重监测和保护系统,主要包括过压、欠压和短路 保护。 2.2   主要芯片介绍 2.2.1   IW   1692 WI   1692是一种采用数字控制技术,高性能的 AC/DC电源控制器。其数字调节设计是高效率 的,内置保护功能,使外部元件较少,简化设计使 电路成本较低,电路工作可靠。WI1692无需次级 反馈电路,但能实现良好的线性负载调节;无需环 路补偿元件,但提供稳定的运行。脉冲波形分析 设计在第一环路,使得反应速度远远超过传统解 决方案,从而提高了动态负载响应。内置功率限 定功能,使变压器设计变得最优化,可以使用最普 遍的离线设计变压器绕组,并且提供宽输入电压范围,低起动电压。当输出电流大于最大负载电 流的5%时,WI1692以固定频率PWM模式运 行。当输出电流减小,开关管导通时间T on 也减 小,当T on 下降至T on 2m   in,芯片转换为脉冲频率调制 (PFM)模式,即轻载时电源转换为PFM模式,使 电路损耗达到最低。这些使WI1692成为最理想 电源控制的选择,并且符合最新的电源标准。 2.2.2   AT89C52 在兼顾运算能力与控制性能,并考虑设计成 本及产品投入使用的经济等因素之后,在此选用 传统的性价比高的AT89C52单片机为核心控制 器。AT89C52是一种低功耗、高性能的片内含有 8   kB快闪可编程/擦除只读存储器的8位CMOS 微控制器,使用高密度、非易失存储技术*。芯 片上的EPROM允许在线编程或采用通用的非易 失存储编程器对程序存储器重复编程。 2.2.3   MAX1247、MAX525和74HC573 MAX1247是4通道模拟输入12位、串行输 出A/D转换器;MAX525是4通道模拟输出、12 位串行输入D/A转换器。这两种芯片特性有很 多相似之处,可以和单片机构成一个完整的4通 道测控系统。采用串入、串出,解决了单片机口线 *不足的缺点。74HC573是八进制3态非反转 透明锁存器。 2.3   电路实现 2.3.1   开关电源电路及主要元器件选择 开关电源电路如图2所示。本部分电路主要 实现交流EM   I滤波、整流滤波、钳位保护、PWM 控制、DC/DC输出,并由输入输出电阻分压进行 采样。      (1)交流EM   I滤波及整流滤波。电压输入 后由C 1 、C 2 、C 3 、C 4 及L 1 组成交流EM   I滤波。 (D1～D 4 )4个二极管(GT1040)组成桥式整流电 路,后接C 5 、C 6 、R 1 及L 2 滤波电路。变压器初级 线圈取144   T,由公式N B NA U   in_m   in=Uout_max,得次级为 18   T,辅助绕组为36   T,因为7815输入电压范围 为15～35   V。 (2)钳位保护电路。钳位电路主要用来限制 高频变压器漏感所产生的尖峰电压并减小漏极产 生的振铃电压。在MOSFET管关断瞬间由变压 器的漏感引起的尖峰电压较高,将会导致 图2   开关电源电路 MOSFET管的损坏。R 7 、R 8 、D 5 和C 7 构成的RCD 吸收回路使MOSFET管的漏极电压限制在700   V 以下,防止MOSFET器件的损坏,另外有效地降 低音频噪声,设计时D 5 选高压稳压快速导通二极 管UF4006,C 7 选压电效应很小的聚脂薄膜电容; R7取100～150   kΩ。 (3)*采样电路。*采样采用电阻分压 采样方式,输入采样电压由R 2 、R 3 、R 4 分压实现。 由于输入电压为85～265   V宽范围输入,整流滤 波后为120～370   V。而A/D转换的输入电压最 高为2.5   V。所以, Umax R总 ×R分=U A/d 其中,U m   ax 为输入电压最大值。 当R总=610   kΩ,R分=4   kΩ时输入A/D的最 大电压约2.43   V,经A/D转换后为十六进制 F8DH,最小为0.8   V经A/D转换后为51   EH。 同理:输出电压(5～15   V),采样电阻R 15 、 R16、R 17 分别为40   kΩ、20   kΩ、100Ω。经0.5～ 2.5   V的A/D转换后,为十六进制范围是(333H ～FFFH)。考虑到效率原因输出短路采样电阻 R11取1.5Ω,当电流超过限定值的视为短路,起 动保护。 2.3.2   D/A、A/D及单片机控制电路 D/A、A/D及单片机电路如图3所示。电路 从输入端以及输出端进行电压采集,通过A/D芯 片MAX1247送入单片机,单片机内部经过程序计 算把结果通过D/A芯片MAX525转换成控制电 压,控制WI1692控制PWM最终达到控制输出电 压的目的。 2.3.3   其他硬件电路 电路通过单片机输出信号,经过两个锁存器 74HC573对共阳极LED进行段选和位选*作。 通过单片机编程可达到动态显示输出电压的目 的。通过三端稳压器7815和7805获得+15   V与 +5   V的芯片供电电压,为整个电路芯片提供可 靠电源。复位及按键是单片机外部扩展电路,两 个按键可实现对输出电压的连续可调。 3   *设计 主程序流程图如图4所示。程序开始,先检 测是否过压、欠压,再检测输入功率,由此可以计 算出输出电路是否短路。当检测到过压、欠压、短 路故障情况,程序会一直检测并且一直让PWM 控制芯片关断,同时输出显示电源故障原因。否 则起动PWM芯片并显示输出电压。检测键盘动 作,键盘动作时控制输出电压相应改变,实现电压 可调。 4   结   语 本文设计了一款基于AT89C52和IW1692的 智能开关电源,通过硬件电路及*的有效结合, 采用数字控制技术,可以较好地解决模拟开关电 源的带负载能力差、不能实现精确控制、抗干扰能 力差等缺点,达到了对运行中的开关电源进行监 测,通过按键进行电压的连续可调,自动显示电源 输出,故障自诊断和自动保护。 【参考文献】 [1]   童一帆,张武坤.单片机测控技术[M].北京:航空 航天*出版社,2006. [2]   王德财.智能高频开关电源监控系统的实现[J].电 力*技术,2005(10):9211. [3]   沈红卫.基于单片机的智能系统设计与实现[M]. 北京:*工业出版社,2005. [4]   蔡宣三.开关电源发展轨迹[J].*产品世界, 2006(9):10211.

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你是要系统配电图还是要走线的图。。

是系统配电图么？