基于ARM的智能数字开关电源设计

BUCK变换器电路

关系曲线

2．2 推挽式直流变换器及滤波器的设计

由于电源的输出功率小于200W，采用推挽式直流变换器可以满足此要求。如图6所示，S1和S2是IGBT，它们交替导通，每个开关导通比为50％，S1，S2导通分别由PWM2，PWM3控制，PWM2，PWM3是ARM给出的控制信号。S1，S2的作用是在高频变压器T的初级产生对称的交变方波，当S2导通(S1截止)时，T的磁芯中磁通上升，当S1导通(S2截止)时，T的磁芯磁通下降。在次级产生一个变电压，经D1，D2整流后，便得到直流的输出电压U02，在理想状态下分别为变压器的初级和次级绕线的匝数。因为与01相连的初级绕组上的电压反射到初级绕组的另一半上，所以S1或S2在不导通时，两端的电压为2U01所以IGBT耐压要大于2U01，即IGBT的耐压大于400V。

推挽式直流变换器

在高频上，变压器通常采用导磁较高的铁氧体磁芯或铍莫合金铁芯等磁性材料，其目的是为了获得大的励磁电感，减小磁路中的功率损耗，使之能以最小的损耗和失真传输具有宽频带的脉冲能量。本文采用PQ型铁氧体磁芯，内芯为圆柱，绕线方便同时也便于绕成蜂房式线圈以减小分布电容，且没有棱角，高压时不易打火击穿，次级边的匝数不超过2000圈，初、次级的匝数比为1：12。

由于高压变压器的匝数多，初次级之间的耦合度较强，且寄生电容大，它的输出波形接不连续，波形如图7所示。因此输出的电压要有滤波器，才能得到比较稳定的电压。滤波器的设计如图6所示，电容耐压3kV，容量为470pF。

波形图

3ARM控制系统及其软件实现功能

该系统采用的ARM是SAMSUNG公司的SC344BOX芯片，是一款低价格、高性能的ARM芯片，拥有出色的外设模块，适用于工业控制、生物识别、多媒体监控、网络流媒体和智能电器等。其主要特点有：