基于单片机的数控开关电源设计方案

　　2.3 功率变换电路

　　功率变换电路采用不对称半桥功率变换器，如图5所示。图5（a）所示电路开关管M1导通、M2截止，电容C4放电。图5（b）所示电路开关管M2导通、M1截止时，电容C4充电。图中R1、R2、R6、R7在开关管关断时为泄放电阻，用来泄放开关管结电容电压。C4为储能电容，电容容量不能低于2μF,否则会降低系统带载能力。

　　（a）

　　（b）

　　图5 不对称半桥功率变换器电流流向图

　　2.4驱动电路

　　PWM信号产生芯片采用KA3525,它是一个典型的性能优良的开关电源控制芯片。其内部包括误差放大器、比较器、振荡器、触发器、输出逻辑控制电路和输出三极管等环节。KA3525的1和2脚是内部运算放大器的输入端，系统中单片机的D/A转换接口的一个引脚与KA3525的2脚连接，实现KA3525的数字控制与步进调整。11和14脚输出交替的两路控制信号，经驱动电路与功率开关管的门极相连接。本文采用的驱动电路如图6所示。当11脚输出高电平、14脚输出低电平时，N1、P2导通，耦合变压器原边电流流向如图6（a）所示。当14脚输出高电平、11脚输出低电平时，N2、P1导通，耦合变压器原边电流流向如图6（b）所示。图7为驱动电路耦合变压器的输出波形。

　　图6 不对称半桥驱动电路电流流向图

　　图7 驱动电路耦合变压器的输出波形

　　2.5输出电路

　　图8即为LC滤波电路。电路中电感L4使电流波形变得平滑，电容则起到稳压的作用。其中电容C1为低频滤波，电容C7为高频滤波。

　　图8 LC滤波电路

　　2.6稳压电路

　　如上图2所示，输出电压经采样电阻采样调整后输入KA3525的1脚，与单片机设定的KA3525的2脚电压进行比较，以实现稳定输出电压。若输出电压升高，则采样电压大于2脚给定电压，KA3525输出的脉宽变窄，反之变宽。

　　2.7辅助电源电路

　　由于本电路中KA3525芯片和单片机分别需要12V和5V的直流电压，故须设计辅助电源，其电路如图9所示。 辅助电源输出采用三端稳压器7812和7805实现12V和5V的直流电压。

　　图9 辅助电源电路

　　3、基于凌阳单片机开关电源的数控设计

　　本文数控部分采用凌阳公司的SPCE061A进行控制。SPCE061A主要包括输入/输出端口、定时器/计数器、数/模转换、模/数转换、串行设备输入输出、通用异步串行接口、低电压监测和复位等部分。SPCE061A单片机应用领域非常广泛。