单片机控制的数字开关电源开题报告.docx
单片机控制的数字开关电源开题报告(2)(3) 2. 一、课题讨论现状,选题的目的和意义 课题讨论现状,选题的目的和意义 现状 目的 随着社会经济的不断进展，人们生活水平的不断提高。任何电器 和电气设备要正常工作都离不开电源供电，由于开关电源具有体积 小、功率密度大和工作效率高的一系列优点，开关电源在人们的工作 和生活中得到了广泛的应用。据了解，目前工作效率、待机损耗和功 率因数是在开关电源的设计、 生产和使用过程中需要引起重视的重要 问题。另一方面开关电源产品的使用便利性、构建和调整敏捷性、维 护便利性等性能也受到人们越来越广泛的关注， 而要满意以上有关技 术要求，离不开单片机的掌握。 二、国内外在该方向的讨论现状及分析 目前，开关电源已经进入一个全新的进展时期。各种新技术不断 涌现，新工艺被普遍采纳，新产品层出不穷。可以从以下几个方面来 了解开关电源的现状和进展趋势： (1)新型功率半导体器件及磁性材料的进展。经过 20 多年的 不断进展， 新型功率半导体器件的研发为开关电源的高频化奠定了基 础。现在处于探究阶段的高性能碳化硅半导体器件在高温、高频、大 功率、高电压、光电子及抗辐射等方面具有巨大的应用潜力，一旦研 制胜利，将会对开关电源产生革命性的影响。此外，平面变压器、压 电变压器以及新型电容器等元器件的进展，也将对开关电源的小型、 薄型及轻量化起到重要作用。 (2)软开关技术真正实现了开关电源的高频化，它不仅削减了 开关电源的体积和重量，而且提高了开关电源的效率。采纳软开关技 术，在抱负的状况下，可以使开关损耗降为零，提高了效率，同时也 使电磁干扰大大减小，因而也有助于进一步提高开关频率，使得开关 电源进一步向体积小、重量轻、效率高、 功率密度大的方向进展。 (3) 功率因数校正(PFC)技术可以降低开关电源对电网的谐波污 染，提高 AC/DC 开关电源的功率因数。它在整流电路和滤波电容之 间参加了 PFC 电路，使得输入电流能够跟踪输入电压，保持了输入 电流的正弦波不发生畸变， 从而将开关电源的功率因数提升到接近于 1。这样一来，既治理了电网的谐波污染，又提高了开关电源的整体 效率。 (4)同步整流技术已经成为提高开关电源效率的重要途径。下 一代微处理器的进展趋势要求具有更低输出电压(1V)的开关电源。 为了提高微处理器的工作频率，加快其处理数据的速度和力量，并且 要求有足够的能量以保证微处理器的正常工作， 这就要求开关电源在 输出足够低的电压的同时输出相当大的电流。 同步整流技术的核心是 用 MOSFET 代替肖特基二极管用于开关电源输出端的整流。目前， 同步整流技术在低电压、大电流的开关电源中应用最为广泛。 (5)集成化、模块化是开关电源的一个进展方向。集成化是指 采纳多层厚膜衬底技术将元件、 驱动规律及相关的爱护电路集成到一 块芯片上，使之实现预期的功能。近 20 多年来，集成开关电源沿着 两个方向不断进展：一是对开关电源的掌握电路实现集成化；另一类 是对中、小功率开关电源实现的单片集成化。模块化是指功率器件以 及单元电路的模块化。模块化不仅使得用户使用便利敏捷，更主要的 是取消了传统的连线，把寄生参数降到最小。集成化和模块化不仅减 少了开关电源的连线和焊接，提高了牢靠性，还缩小了体积、减轻了 重量。 (6)饱和电感的开发和应用。饱和电感是带铁芯(无空隙)的 线圈，其特点是铁芯的饱和程度和电感量随着通过的电流大小而变 化。在开关电源中，应用饱和电感可以汲取浪涌、抑制尖峰、消退寄 生振荡，并使与之串联的快恢复二极管损耗减小。 随着对开关电源技术讨论的不断深化， 不但开关电源的性能将获 得进一步的提高，而且将在电源领域内大放异彩。 三、设计(论文)的根本内容 设计(论文) 设计内容： (1) 总体方案确实定 (2) 电源主电路的设计 (3) 主掌握方案的设计 (4) 单片机软件的设计 (5) 输入与显示及爱护电路的设计 技术要求 (1) 输入电压：220V,50HZ (2) 输出电压：0-30V; (3) 输出电流：1-1A;(4) 具有输出电压和输出电流的显示功能，显示位数 3 位 四、讨论方案及预期到达的目标 设计一个具有输出电压 0-30V 可调，最大输出电流 1A,输出电 压与电流数字显示， 具有输出过载及短路爱护功能的数字开关稳压电 源,开关电源就是通过 电路掌握开关管进展高速的导通与截止，将直 流电转化为高频率的沟通电供应给变压器进展变压， 从而产生所需要 的一组或多组电压。 五、为完成课题已具备和所需的条件 为完成课题已具备和所需的条件 采纳 C8051F350 单片机和 STC12C5616AD 单片机实现对基于掌握 PWM 的不对称半桥式功率变换器的数字掌握， 实现直流输出电压的 设定和步进的连续调整，最大输出电流为 1A。同时实现了对输出电 压和输出电流的显示等功能。 系统主要包括掌握开关电源模拟电路部 分和单片机组成的数控局部。 六、估计讨论过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施 估计讨论过程中可能遇到的困难和问题， 由于单片机的性能不是很稳定所以设计的电源抗干扰力量要强。 单片机通过外接 A/D 转换芯片进展采样，采样后对得到的数据进展 运算和调整，再把结果通过 D/A 转换芯片转换后传到 PWM(脉冲宽 度调制(PWM),是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽 调制， 是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进展掌握的一种特别 有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率掌握与变换的很多领域 中。 )芯片中，实现单片机对开关电源的间接掌握。这种方法的技术 已经比拟成熟，设计方法简单把握，而且对单片机的要求不高，本钱 比拟低。但是，由于掌握电路要用多个芯片，电路比拟简单。单片机 经过 A/D 和 D/A 转换，有比拟大的延时，势必会影响开关电源的动 态性能和稳压精度。虽然某些单片机产品集成了 PWM 输出，但是开 关电源往高频化方向进展， 一般单片机的时钟频率有限， 产生的 PWM 输出频率和精度成反比， 无法供应足够频率和精度的 PWM 输出信号。 七、进度安排 1. 9 月 26 日10 月 12 日 报告 2. 10 月 13 日 开题辩论 课题调研与撰写毕业设计课题开题 3.10 月 14 日 11 月 10 日 (1)总体方案设计与构造布局(2) 产品构造设计计算(3)产品总装设计 4.11 月 11 日 件图设计 5.11 月 12 日12 月 10 日 6.12 月 11 日12 月 20 日 计说明书； 7.12 月 21 日 8.12 月 22 日12 月 24 日 上交论文，及毕业设计材料。 导师穿插批阅论文 完成全部设计任务 改良构造设计，完善构造，编写设 (1)中期检查(2)部件装配图及零 9.12 月 25 日12 月 28 日 为毕业设计辩论。 八、
