单片机控制的开关电源电路设计

周红玉

摘要：单片机控制开关电源电路，可以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。

关键词：单片机；开关电源

1 引 言

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。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。

2 开关电源硬件电路

2.1电源电路

开关电源包括输入整流滤波电路、开关变换电路、输出整流滤波电路、采样电路，保护电路。

2.1.1整流滤波电路

市电经过变压器降压后，变为12v，对该电压整流后一部分电压直接作为开关变换电路的输入电压，将其通过7805得到5v的电压，给开关电源控制电路部分的单片机提供工作电源。

2.1.2开关变换电路

功率开关管采用达林顿管，采用两个三极管进行级联，其放大倍数是两个管子放大倍数的乘积，具有很高的放大倍数，通过级联，可获取大的电流输出，提高电源的输出功率。

2.1.3分压电阻的计算

开关控制电路是根据输出的变化对开关电路进行控制的，因此需要设计分压器，通过反馈可以使输出电压保持稳定。反馈分压电阻的确定：设检测电流为1mA，模数转换器的基准电压为5v，输出电压12v，分压器的下臂电阻：R2=5v/0.001A=5千欧姆，

考虑到电阻有一定的误差，假设电阻为1%的误差，即5千欧姆的电阻，其电阻值为4.99千欧姆，则实际的检测电流：Is=5v/4.99k=1.002mA，

分压器上臂电阻为：R1=（12-5）/1.002mA=6.99k。

2.1.4保护电路

开关电源电路设计中，考虑到成本问题，采用过电流保护。

2.2 控制电路设计

控制电路采用89c51，该芯片有32个可编程的I/O口，该单片机与MCS51系列完全兼容，工作频率0到33M赫兹，支持系统编程。

2.2.1反馈电路设计

反馈电路使用ADC0832采样输出电压，该器件只能转换0到5伏的电压，超过了会烧毁芯片，当要采集大的电压时，可以通过电阻分压再采样，在程序中再乘以一个分压系数，以代表输出电压值。

其中2K电阻是为了保护芯片而设置的，当电压突然增大幅度不是很大时，能起到保护作用。

2.2.2四位数码显示电路设计

本系统中采用4位数码管显示，动态扫描，软件译码实现预置电压、输出电压以及PID参数的实时显示。

2.2.3单片机与键盘接口电路设计

键盤采用8个按键，由软件定义功能，行键盘与单片机的P2.3、P2.2相连，列键盘与单片机的P2.7、P2.6、P2.5、P2.4相连。

3 结论

本文采用单片机可以实现对开关电源的智能控制，实现智能化开关电源的制作。

参考文献：

[1]杨旭.裴元庆.王兆安.开关电源技术[M].北京：机械工业出版社，2004.1