单片机的开关电源

整流滤波单片机供电　AD采集脉冲功率放大

单片机用作脉宽调制PWMAD采集实际电压　与设定电压比较　通过比较结果，不断调整脉冲宽度

可选用带PWM输出和AD转换的单片机

我编的STC5410AD单片机主程序

void main()

{

jdq1=0

sheshangxian()//设定电压值

while(s4!=0)//等待按启动按钮

while(s4==0)

Delay1ms(100)

a=50

PWM_init()//PWM初始化

while(1)

{

PWM0_set(a)

adchange()//AD转换

aa=temp1*4+temp2

bb=(aa*4200*5+512)/1024 //换算

if ((high-bb)>=100)//比较

{

a-- //调低

}

if ((bb-high)>=100)

{

a++ //调高

}

display2line(high,bb)//显示

if ((bb-high)>=500) //输出太高,关闭输出

{

jdq1=0

}

else jdq1=1

}

}

单片机控制电源开关:

1. 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) 单片机和开关电源专用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。

2. 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是完成一些d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 系列单片机和许多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, 单片机和PWM芯片相结合, 是一种完全可行的方案。第三种方案: 是最彻底的单片机控制开关电源, 但对单片机的要求也高。要求单片机运算速度足够快, 且能输出足够高频率的PWM波。DSP 类单片机速度够快, 但价格也很高, 占电源总成本的比例太大, 不宜采用。廉价单片机中, AVR 系列最快, 具有PWM输出, 但AVR单片机的工作频率仍不够高, 只能是勉强使用。

比较分析后的结论。通过以上比较分析, 笔者的认为: 第二种 方式, 即单片机和开关电源专用PWM控制芯片相结合是目前基于单 片机控制的开关电源的最优设计方案。

3. 基于89c51 单片机控制的开关电源

根据上述最优设计方案的结论, 下面举出一个基于此最优方案下 的实例, 本实例根据典型PWM芯片TL494 的应用特点, 设计了一种 基于单片机89c51 辅助控制的正向变换器方式开关电源。

可编程开关电源 可调式开关电源都是通过手动调节电阻值来改变稳压器输出电压的,不仅调节精度低,而且使用不够方便,数字电位器(

关于单片机控制开关电源的文章，本版发出了不少帖，争论也很激烈。趁此机会我也谈谈我的几点看法。

单片机控制开关电源，单从对电源输出的控制来说，可以有几种控制方式。

其一是单片机输出一个电压（经DA芯片或PWM方式），用作电源的基准电压。这种方式仅仅是用单片机代替了原来的基准电压，可以用按键输入电源的输出电压值，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。

其二是单片机扩展AD，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DA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。

其三是单片机扩展AD，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。

第三种方式是最彻底的单片机控制开关电源，但对单片机的要求也最高。要求单片机运算速度快，而且能够输出足够高频率的PWM波。这样的单片机显然价格也高。

DSP类单片机速度够高，但目前价格也很高，从成本考虑，占电源成本的比例太大，不宜采用。

廉价单片机中，AVR系列最快，具有PWM输出，可以考虑采用。但AVR单片机的工作频率仍不够高，只能是勉强使用。下面我们具体计算一下AVR单片机直接控制开关电源工作可以达到什么水平。

AVR单片机中，时钟频率最高为16MHz。如果PWM分辨率为10位，那么PWM波的频率也就是开关电源的工作频率为16000000/1024=15625（Hz），开关电源工作在这个频率下显然不够（在音频范围内）。那么取PWM分辨率为9位，这次开关电源的工作频率为16000000/512=32768（Hz），在音频范围外，可以用，但距离现代开关电源的工作频率还有一定距离。

不过必须注意，9位分辨率是说功率管导通－关断这个周期中，可以分成512份，单就导通而言，假定占空比为0.5，则只能分成256份。考虑到脉冲宽度与电源的输出并非线性关系，需要至少再打个对折，也就是说，电源输出最多只能控制到1/128，无论负载变化还是网电源电压变化，控制的程度只能到此为止。

还要注意，上面所述只有一个PWM波，是单端工作。如果要推挽工作（包括半桥），那就需要两个PWM波，上述控制精度还要减半，只能控制到约1/64。对要求不高的电源例如电池充电，可以满足使用要求，但对要求输出精度较高的电源，这就不够了。

综上所述，AVR单片机只能很勉强地使用在直接控制PWM的方式中。

但是上列第二种控制方式，即单片机调整DA的输出，控制PWM芯片，间接控制电源的工作，却对单片机没有那么高的要求，51系列单片机已可胜任。而51系列单片机的价格比AVR还是低一些。

网友coocle曾发表他的看法：“单片机控制开关电源的缺点在于动态响应不够，优点是设计的d性好，如保护和通讯，我的想法是单片机和pwm芯片相结合，现在的一般单片机的pwm输出的频率普遍还不是太高，频率太高，想要实现单周期控制也很难。所以我觉得单片机可是完成一些d性的模拟给定，后面还有pwm芯片完成一些工作。”

无独有偶，在电子电源综合区中有篇原创文章《DPWM电路的研究》，也是用数字电路输出PWM波直接控制开关电源工作。他是用CPLD再加单片机进行控制。众所周知CPLD的价格以及开发难度绝非单片机可比，那么他为什么要这样做？原因如作者所说，由于单片机的PWM宽度小，导致精度低，不能满足系统的要求。作者又说，在这些情况下，应用片外PWM电路无疑是一种理想的选择。他选择CPLD芯片来实现PWM。我则建议：还是用开关电源原来的控制芯片来实现。不但价格低，而且容易实现单周期电流检测等保护功能。我们大可不必为数字控制而数字控制。

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