触摸屏数控开关电源设计与制作.doc

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1、浙江工贸职业技术学院毕业设计（论文）触摸屏数控开关电源设计与制作摘要：本课题设计的数控电源系统，其功率输出特点为典型的低压大电流。其设计的初衷是作为一种理电池化成电源。本文在一开始阐述了该课题的选题来源及意义，然后简单描述本设计所涉及到的相关数控电源技术。正文主要从硬件和软件两个层面来讲述该数控电源系统的设计。每个层面又主要从通信、测量、状态解析、功率控制四个功能部分来阐述系统设计的具体实现。通信部分主要阐述DSP与上位机之间的数据交换过程。测量部分主要阐述对理电池电压、输出电流、母线电压、功率管温度等重要模拟量的数据采集、校准、计算。状态解析部分主要阐述该数控电源系统的几种工作状态，以及针对

2、不同的工作状态，系统在软件算法上的实现方式。功率控制部分主要阐述本系统设计的主功率电路组成、工作过程，以及具体控制时序和环路控制算法。最后讲述了本次设计的多路输出的数控电源系统在理电池化成设备中的具体应用。制作了样机，并对样机进行了实际测试，获得测试数据，得出结论，同时证明该数控电源满足预期的性能要求。关键词：数控电源；DSP；控制律加速器；控制一、绪论（一） 研究背景与意义电源是所有用电设备的动力来源，但电源的形式又多种多样。因为有很多不同参量可以来表征电源的特性，人们可以按照自己具体的参量要求去设计电源，因此电源可以由很多种不同的形式。线性电源是开关电源之前的一种电源形式。由于计算机等电子

3、装置的集成度越来越大，它们的功能在不断增强，但是体积却在不断变小。因此，它们对供电电源也提出了新的不同要求。这正为开关电源技术的出现和发展提供了动力开关电源技术的发展得益于新型电力电子器件的发展。上世纪60年代末，巨型晶体管(GTR)诞生，随之产生了采用高工作频率的开关电源。后来出现了电力场效应管，这进一步提高了开关电源的工作频率，减小了电源的体积和质量，提高了功率密度。上世纪80年代，IGBT问世，这使得之前仅在小功率场合应用的开关电源也可被应用到中大功率的场合中。20世纪70年代，国际上掀起的所谓20kHz的革命成为开关电源技术发展的历史转折点，同时也引发了PWM开关变换技术的研究热潮。从

4、20世纪80年代起，人们把研究的重点放在如何提高开关频率来缩小电源体积和提高电源的性能。到了20世纪90年代，开关损耗限制了开关电源工作频率的提高，而软开关的新思维也在此时开始了萌芽。软开关技术使得开关电源技术的发展进入了又一个新的历史时期。经过20年的努力，到了21世纪初，高频PWM软开关技术日臻完善，工作频率达兆级赫级的开关电源己经进入商业领域伴随着电子信息技术的快速发展，电子设备充斥在人们的衣、吃、住、行等众多方面。基于开关电源体积小、质量轻、效率高等诸多的优点，其应用领域几乎涉及到所有的电子设备，是如今各种用电领域必不可少的一种电源方式。 如今在小功率领域内，除了在对直流输出电压纹波有

5、极高要求的场合外，线性稳压电源己经完全被开关电源取代，比如:计算机、家用电器以及各种电子消费品的电源等。在许多中等容量领域内，相控电源也在被开关电源逐渐替代，比如:电焊机、通信电源领域、电镀装置等的电源自上世纪90年代，理离子电池诞生以来，基于它的诸多优点，它己经被广泛应用到各个领域当中了。当今，能源危机日益加剧，环境问题日益严重，电动汽车作为一种清洁、环保的交通工具被各国大力所提倡，在生活中也越开越被人们所接受。电动汽车己经开始成为汽车行业重要的竞争和发展的趋势。在电动汽车中，动力电池是其关键部件之一，也是电动汽车重要的动力来源，它与电动汽车的性能的好坏有着紧密的联系。现在，随着理离子电池生

6、产工艺和制造水平的不断提高，以及生产制造成本的逐渐降低，大容量理离子动力电池己经备受人们关注。如今，己经有众多成熟的产品应用到我们的生活中了。在这个人人注重环保和节能的今天，理离子电池的应用会更广泛。在生产制造理离子电池的过程中，有一个非常重要的环节叫做化成。这个环节就是使用电源对理离子电池多次进行充放电。这个过程中的核心部分就是对理离子电池充放电的电源，它除了正常的完成充放电任务外，还需要对整个过程监控、安全保护，与上位机进行数据通信，实现各种工艺设定等任务。传统的理离子电池化成设备充电效率低，而放电能量完全化作热量消耗掉，如此也产生了巨大的能源浪费。随后产生了新一代的节能型理电池化成设备，

7、其采用能量回馈的方式，待理电池放电时将能量又回馈到电网上。如此大大提高了能量的利用率。并且数控技术的使用也大大提高了化成设备设计的可靠性和灵活性。普通的节能型理电池化成设备中，理离子电池充放电的电源基本都是一块控制器控制板只控制一路电源，而这一路电源只能对一块理离子电池进行充放电，而电池厂生产电池，每次化成的理离子电池数百，甚至成千上万的都会，如此以来成本自然较高。而本次研究课题，可用一块控制器控制板控制4路电源，即可同时对4块理离子电池进行充放电，成本自然大大降低。电池厂在对数百个理离子电池进行充放电时，各个电池的状态不尽相同，这就要求对各个理离子电池充放电的电源要相互独立。而本次研究课题，

8、虽然四路电源共用一块单片机控制板，但是各路电源之间工作状态却相互对立。在对大容量的理离子电池进行充放电时，为了能够提供较大的充放电电流，常常会利用多个电源模块并联使用。本次研究课题，四路电源共用一块控制器，四路具有相同的控制时钟，各个电源模块的数据通信更简单，故在实现交错并联方面具有独到优势。本次研究课题制作的样机，采用先进的数控技术，利用TI的C2000系列的TMS320F2803 5DSP，具有高精度的AD和高速的PWM输出，同时它还带有可以与主CPU并行运行的CLA协处理器，可实现数控电源的“双核控制”，使得控制的电流电压精度更高，电流纹波更小，实时性控制更好。除此之外，本次研究课题制作

9、的样机，利用高速CAN总线和TCP/IP网络技术与上位机进行数据通信，实现对四路电源工作情况进行有效的监视与控制。（二）开关电源的技术趋势 1.高频化 如今计算机、电子类产品的体积越来越小，那么要求用于供电的开关电源的重量和体积也要越来越轻和越来越小。而磁性器件很大程度影响了开关电源的体积和重量。依据开关电源的基本原理，提高开关频率可以减小磁性器件的电感量和体积，从而使开关电源的体积和重量大大降低。在如今这个大力提倡节能、节材的年代，用电设备的体积、重量的大幅度下降将意味着节约大量物资和材料。然而，在不断追求高频化的同时，人们也会不断遇到新的问题，如开关损耗的增加，导致效率的降低。为了解决这个

10、问题，使得开关工作频率可不断提高，软开关技术出现了。开关电源技术也正是在这个大方向下，不断发现技术问题，不断解决技术问题，而逐步发展的。因此，开关电源的高频化是一个人们不断追求的方向。 2.数字化过去传统功率电子技术，人们是按照模拟信号来设计控制部分。随着数字处理技术的不断成熟发展，数字化的优点也日益突出。数字化便于计算机处理控制，同时可减小杂散信号对系统的干扰，可避免系统中模拟信号畸变失真，大大提高了系统的抗干扰性能，也方便于植入自诊断、容错等技术。数字化元件本身不存在离散性问题，而对于谐振元件的离散性，可以通过数字控制方式主动控制调整。数字化控制与模拟控制方式下的开关电源的拓扑结构相同，而

11、PWM信号的产生、测量信号的转化处理等控制部分电路均可采用数字控制技术。数字化控制对电源的环路稳定性、抗干扰性、可程控性等问题的解决有很大帮助。研究表明，与一般的模拟控制方式相比，数字化控制系统在控制精度和稳定性等方面更加优秀。 3.模块化分布式电源系统是电源系统的发展方向之一。和集中式电源系统相比，分布式电源系统可扩展输出功率，设计更灵活，可靠性更高，可实现标准化设计，易于维护等模块化是未来开关电源的重要设计原则。分布式电源系统可以采用电源模块化设计组成。如，采用冗余设计模式，实现多个电源模块并联，从而扩展电源系统的容量。模块化的意义也体现在电路调试更简单，便于排查故障，便于协作，可加快调试

12、和开发进程，提高工作效率，甚至在一定程度上还可以减少器件浪费、节约资源、保护环境。二、系统方案设计整个设计包括电源变换部分、数字控制部分、数码显示部分三大电路模块组成。主芯片采用开关稳压集成电路芯片LM2575，用数字控制来改变反馈，并将输出电压在数码管上显示。系统总体设计框图如图2-1所示。单片机数码显示键盘辅助电源AD转换输出控制图2-1 数控电源总体系统框图（一）基本的变换器拓扑 常见的基本的DC-DC变换器的电路拓扑主要有三种:Buck电路、Boost电路、Buck-Boost电路。这三种基本拓扑代表输入输出电压的三种关系，即降压、升压、可升可降压。因此这三种基本拓扑电路亦被称为降压电

13、路、升压电路、升降压电路。这三种基本拓扑在结构上区别在于电感、开关管、续流二极管的三个元器件的排放位置。三种基本的拓扑如图所示。（二）基本离线式变换器的电路拓扑离线式变换器是由基本的DC-DC变换器拓扑衍生而来的。单端反激变换器可以被看作是带变压器隔离的Buck-Boost电路。正如基本Buck-Boost电路，反激变换器在开关管导通和截时间内，把能量的存储和传递过程完全分开。反激变换器中的变压器既能像电感一样起储能作用，又能像变压器一样起安全隔离作用。单端反激变换器电路结构非常简单，成本很低，可靠性高，同时适合于多路输出，但是其功率难以作到很大，功率范围一般为几瓦到几百瓦，变压器单向励磁效率

14、比较低。常用于小功率电子设备、计算机设备电源，如各种手机充电器等。单端正激变换器可被看作是带隔离变压器的Buck电路，功率开关的导通和截能量存储和传递的关系类似于Buck电路，其电路拓扑结构。但在正激变换器中，变压器只是起电网隔离功能，而能量存储功能是通过储能电感来实现的。正激变换器结构和驱动电路简单，可靠性高，成本低。但缺点是变压器单向励磁效率低，功率范围一般是几百瓦到几千瓦，常用在中小功率场合。此外，为了实现电路的正常工作，单端正激变换器必须添加复位绕组电路。半桥变换器电路拓扑图。半桥电路变压器可以实现双向励磁，并且没有变压器偏磁问题，功率开关管使用较少，成本低，但其存在上下桥功率开关管直

15、通的问题，功率开关管驱动电路需要隔离，降低了电路可靠性，电路中必须有两个输入电容，且变压器的原边在导通时刻只有一半的输入电压，变换效率降低了。半桥变换器的功率范围一般为几百瓦到几千瓦，主要的应用在各种工业用电源，计算机电源等领域。全桥变换器与半桥变换器一样同属于双端变换器。它的变压器同样是双向励磁，没有变压器偏磁问题，容易实现大功率，并且功率开关管的耐压要求降低。但全桥变换器中使用了四个功率开关管，其结构更复杂，可靠性差，也伴有直通问题，需要更复杂的隔离驱动电路，成本高，其功率范围为几百瓦到几百千瓦，应用在大功率工业用电源、焊接电源、电解电源等场合。三、 数控电源的控制方式（一） 电压型控制电

16、压型控制方式是数控电源中较为简单的一种，其基本的控制原理是:变换器的输出电压与设定基准电压进行比较，比较结果经误差放大器输出与固定的载波信号一起进入PWM比较器，然后PWM比较器输出可调的占空比信号，从而实现控制输出电压恒定的目标 电压型控制方式控制简单，设计和分析比较容易，且抗干扰性强。但是其动态响应速度慢。在电压型控制系统中，静态性能、动态性能与稳定性能之间存在矛盾前馈控制前馈控制就是通过对扰动量做近似补偿来抵消扰动对系统输出的不利影响。它是消除扰动对系统输出影响的有效方法。当电网有波动时(即有扰动输入)，扰动的响应需要经过一定的时间才能反映到系统的输出上。而对于反馈控制，只有当系统输出发

17、生变化时，反馈环路才能起作用，从而改变占空比，调节系统的输出。在控制系统中引入电压前馈控制，当电网电压有扰动时，系统主要的延时被旁路掉了，占空比会第一时间感受到这个扰动，而作出相应的即时变化。如此以来，使得系统对扰动的抑制更“完美”。但是对于因系统参数发生变化而引起的电压的改变，前馈控制是起不到作用的，对于这种情况就只能靠系统的反馈控制环路来调节了。因此说将前馈控制和反馈控制结合起来使用是最合适的。本课题设计时，也利用了电压前馈控制。在控制环路里增加了母线电压检测，如此以来使得本课题设计的数控电源系统抗母线电压波动扰动性更强。四、数控开关电源的设计方案及论证（一）系统设计要求（1）输出电压调节

18、范围：0.00V-9.99V；（2）输出（实测）电压值和预置电压值之间的误差0.1V ；（3）输出电流：大于500mA；（4）具有人机接口功能，输出电压值由数码管显示，由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减，步进为0.1V；（5）电源应具有输出短路保护和功率器件的过热保护功能；（6）经济性、可靠性与操作的方便性。要求成本相对低、芯片使用数量相对少、可靠性相对高、操作方便。工艺较好。（二）系统基本设计方案选择与比较 （1）控制器模块方案一：采用常用的AT89C51控制。技术比较熟练，应用广泛，现在的51系列技术硬件发展的也非常得快，也出现了许多功能非常强大的单片机，因此使用单片机可以实现要

19、求的基本功能。但是为了实现多组预存信息,必须外加具有掉电存储功能的EEPROM,这增加了系统的复杂程度。而且在执行动态刷新的时候读取EEPROM的速度慢，刷新频率受到限制。方案二：应用ARM，ARM是一种功耗很低的高性能处理器，技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。方便、安全、高效。作为嵌入式领域中最为广泛使用的32位处理器结构体系，ARM已经成为多个应用领域的标准CPU。ARM处理器技术正在成为多数嵌入式高端应用开发的首选。ARM2138芯片具有高达32KB的内存作为数据的缓冲区，因此能够实现非常快的读取速度。并具有丰富的I/O资源，而且其外围电路简单,在片内即可实现所有控制，简化了整个系统

20、的复杂程度。本系统控制器用AT89C51就可以完全控制整个系统了，所以选择方案一。（2）电源转换模块方案一：LM2575应用PWM技术的变换器运行的最佳频率范围是系列开关稳压集成电路是美国国家半导体公司生产的1A应用PWM技术的变换器运行的最佳频率范围是集成稳压电路应用PWM技术的变换器运行的最佳频率范围是,应用PWM技术的变换器运行的最佳频率范围是它内部集成了一个固定的振荡器, 应用PWM技术的变换器运行的最佳频率范围是只须极少外围器件便可构成一种高效的稳压电路,可大大减小散热片的体积,而在大多数情况下不需散热片;内部有完善的保护电路,包括电流限制及热关断电路等; 应用PWM技术的变换器运行

21、的最佳频率范围是芯片可提供外部控制引脚，是传统三端式稳压集成电路的理想替代产品。方案二：MC34063是一单片双极型线性集成电路,专用于直流-直流变换器控制部分.片内包含有温度补偿带隙基准源、一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关,能输出1.5A的开关电流.它能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器、降压式变换器和电源反向器.本模块用LM2575就可以完全控制整个系统了，所以选择方案一。（3）A/D转换模块方案一：TLC549是TI公司的8位开关电容逐次逼近A/D转换器为基础而构造的CMOSA/D转换器。由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源；且价格适中，分辨率较高，因

22、此在仪器仪表中有较为广泛的应用。TLC549芯片电路如图2-3为芯片原理图，图2-4为芯片引脚排列图 图2-3 TLC549原理图 图2-4 TLC549的引脚排列方案二：ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在05V之间。芯片转换时间仅为32mS，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。 TLC549方案优势比较明显。（4）键盘/显示模块键盘与显

23、示电路是反映电路性能、外观的最直观部分，所以此部分电路设计的好坏直接影响到电路人机交互功能的好坏。a）按键模块在该系统中需要对输入信号值进行设置，以实现对其的控制，此处对以下两种方案进行比较。方案一：采用HD7279，实现对按键的扫描、消除抖动、闪烁等功能。同时该芯片还可连接多达64键的键盘矩阵，软件编程简单。用HD7279和键盘组成的人机控制平台，能够方便的进行控制单片机的输出。方案二：采用单片机读取外部按钮，然后控制数字电位器X9511中的滑动端位置PU和PD，滑动端的位置可以存储在EEPROM存储器中，在下次上电使用时将被重新调用。这种方案既能很好的控制键盘及显示又为单片机大大的减少了程

24、序的复杂性。方案一虽然也能很好的实现电路的要求，但考虑到电路设计实际需求和电路整体的性能，选用方案二。b）显示模块系统需要对最后的输出电压（电流）和之前的预置电压（电流）进行显示，使输出信号数值可以很直观进行对比，此处考虑以下两种方案。方案一：使用传统的数码管显示。数码管具有以下优点：低功耗，寿命长，耐老化，防潮，防晒，防高（低）温，对外界环境要求低，易于维护，同时其精度比较高，精确可靠，操作简单。数码管（LED）对环境因素要求较低，显示明亮，采用BCD编码显示数字，程序编译相对容易，资源占用少。方案二：采用液晶显示屏显示温度和湿度。液晶显示屏（LCD）具有轻薄短小、低功耗、无辐射危险，平面直

25、角显示以及影像稳定不闪烁等优势，可视面积大，可显示的信息量大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强等特点。但编程工作量较大，控制其占用资源较多。基于上述分析，考虑到此设计系统没必要用液晶显示屏来显示我们所需要显示信号数值，用数码管就可以很方便得让信号数值显示出来，而且明显直观。所以本系统模块选择方案一。经过仔细地分析和论证，决定了系统各模块的最终方案如下：1）控制模块：采用AT89C51控制系统；2）电源转换模块：采用传统三端式稳压集成电路LM25753）A/D转换模块：采用TLC549逐次逼近型A/D转换器；4）键盘模块：采用按键式数字电位器X9511来实现；5）显示模块：采用普通的数码管来显

26、示；（三）系统设计框图整个设计包括电源变换部分、数字控制部分、数码显示部分三大电路模块组成。主芯片采用开关稳压集成电路芯片LM2575，用数字控制来改变反馈，并将输出电压在数码管上显示。系统总体设计框图如图2-1所示。单片机数码显示键盘辅助电源AD转换输出控制图2-1 数控电源总体系统框图五、系统的硬件设计与实现（一）系统硬件的基本组成部分系统控制部分：本部分是以AT89C51为核心的最小系统模块，单片机振荡器采用12MHz晶振。电源变换部分：采用开关稳压集成电路芯片LM2575芯片输出信号为基础，通过指令用控制数字电位器来改变反馈。数字显示部分：本部分包括以按键式数字电位器X9511为核心的

27、键盘和用LED来显示预置和输出信号数值模块。（二）系统各模块单元的理论分析与实际电路设计单片机控制电路该部分以AT89S51为核心的最小系统模块，单片机采用12MHz晶振和两个30P瓷片电容。如图3-1所示。图3-1 电源变换模块的电路设计原理图如图3-2所示。图3-2 电源变换模块的电路设计原理图3-22中，X9511的工作电压为VCC即5V，外部递增、递减按钮由单片机软件控制，同时LM2575中基准电压为1.23V，则输出电压Vout的公式为3-1。 （3-1）其中 Vref=1.23VLM2575系列开关稳压集成电路是美国国家半导体公司生产的1A集成稳压电路,它内部集成了一个固定的振荡器

28、,只须极少外围器件便可构成一种高效的稳压电路,可大大减小散热片的体积,而在大多数情况下不需散热片;内部有完善的保护电路,包括电流限制及热关断电路等;芯片可提供外部控制引脚，是传统三端式稳压集成电路的理想替代产品。图3-3 LM2575管脚图 图3-4 LM2575 内部框图X9511是Xicor公司生产的按钮控制电位器,可用作按钮控制的微调电阻器,它是一个包含有31个电阻单元的电阻阵列。在每个单元之间和两个端点都有可以被滑动单元访问的抽头点。滑动单元的位置由PU、PD输入端控制。滑动端的位置可以被贮存在一个E2PROM中,因而在下一次上电工作时可以被重新调用。X9511W(10k)的每一个抽头

29、间的阻值为323，它有以下特点：按钮控制;低功耗CMOS,工作电流最大为8mA,等待电流最大为200mA;31个电阻单元;-5V+5V电压范围;32个滑动抽头点,滑动端的位置取决于二个按钮输入;滑动端位置数据可保存100年。最大阻值有两种X9511Z的最大阻值为1k,X9511W的最大阻值为10k;有8引脚SOIC和DIP两种封装形式。工作原理：X9511有三部分：输入控制、计数器和译码部分。E2PROM存贮器部分及电阻阵列部分,输入控制部分的工作就象一个升/降计数器,这个计数器的输出被译码后去控制接通一个单极点的电子开关,以便把电阻阵列上的一个点连接到滑动输出端。X9511内部的计数器为一个

30、5位二进制计数器,共有32个位置。当/PU或/PD接逻辑低电平超过40ms时,X9511就认为这是一个有效的控制信号,而不是一个干扰。滑动端位置增加或减小的次数取决于按钮被按下的时间的长短,当按钮被一次连续按下时间超过一秒钟以后,增加或减小的速度加快。因为第一秒钟器件处于慢扫描方式,如果按钮被保持超过1秒钟,器件将进行快扫描方式。当按钮一松开,X9511即返回到等待状态。当滑动端位于任一固定端点时,就象等效的机械滑动端那样,不会移到超出终端位置。也就是当计数器达到一个极端时,不会循环回复。图3-5 X9511管脚图 图3-6 X9511功能方框图数字显示模块的电路设计原理图如图3-7所示。图3

31、-7 数字显示模块的电路设计原理图A/D转换电路图3-8 A/D转换模块的电路设计原理图TLC549是美国德州仪器公司生产的8位串行A/D转换器芯片，可与通用微处理器、控制器通过I/OCLOCK、CS、DATA OUT三条口线进行串行接口。具有4MHz片内系统时钟和软、硬件控制电路，转换时间最长17s，TLC549为40000次/s。总失调误差最大为0.5LSB，典型功耗值为6mW。采用差分参考电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围，Vref+接地，Vref+Vref-1V，可用于较小信号的采样。图3-24中，TLC549的工作电压为VCC即5V，外部参考电压由精密基准电源TL431提

32、供，参考电压Vref+为2.5V, Vref-为0V，Vin模拟输入信号来自通过电源变换的直流电压。A/D转换结果（数字量D）与模拟输入电压Vx的关系为3-2式， （3-2）式中，2.5V为参考电压Vref+。图3-9 TLC549 管脚图 图3-10 TLC549 时序图六、系统的软件设计主系统主要负责对从键盘收集信号，即设置系统信息，控制从系统的输入信号量，读入并存储从系统读入的信号度值，通过LED显示。系统初始化从键盘读取目标电压将数据送给数控电位器改变输出电压AD采样返回刷新寄存器并显示开始图4-1 主系统程序流程图选择需要点亮的LED段结束将数据送到LED端口进行显示开始 图4-2

33、LED显示程序流程 图4-3 键盘子程序流程 系统调试测试环境单片机仿真器 WAVE6000数字万用表 VC101数字示波器 TDS1012烧写器 GF2100 系统调试根据系统设计方案，本系统的调试共分为三大部分：硬件调试，软件调试和软硬件联调。由于在系统设计中采用模块设计法，所以方便对各电路模块功能进行逐级测试：电源变换模块，数字显示模块调试，A/D转换的调试等，最后将各模块组合后进行整体测试。5.2.1 硬件单元调试对于数控开关电源系统的硬件调试，要做到非常认真与细心。焊接好电路板后，首先不要急着给板子上电，必须先用万用表测试一下输入回路和输出回路的阻值，从而判断输入、输出有没有短路。另

34、外，还要仔细检查电路板上元器件是否有虚焊、短路等问题，经检查硬件单元电路部分调试中出现了一些问题，但已经解决，硬件单元调试部分OK。以下为电路在硬件单元和联调中出现的问题与解决方法：1通电后没有输出电压首先，很可能是LM2575开关稳压集成芯片的反馈输入端没有低电平输入，从而导致该芯片不能正常工作。第二，可能是芯片内部输出肖特基二极管损坏。最后发现是芯片控制输入端系统没有低电平输入，不是LM2575芯片问题。2系统电源LM7805输出不是5V最后发现管脚接错了，更换后问题解决。3A/D转换芯片TLC549中1脚VREF+电压几乎为零根据TLC549芯片资料可知1脚VREF+电压介于2.5V到V

35、CC+0.1V即2.55.1V，这很有可能是三端稳压器TL431部分出现了错误。首先，我查了TL431的应用电路，发现自己在REF端漏接了个电阻。待我补接上后还是不行，最后发现网购的TLC431这块芯片已经烧坏掉了的，没有替换器件，只能直接在1脚VREF+人为加2.5V。4数码管不会亮不用考虑很可能是显示程序错了，或者读取A/D转换结果中的程序错了，但查阅了很多类似转换显示驱动的程序，比如曾经做过的数据采集系统，数字电压表等，还问了同学都表明程序可以的，甚至直接在单片机中人为输入信号，但数码管还是不亮。几经波折最后终于发现自己犯了最低级的错误，与数码管所连的三极管把9014当PNP的在用，实际

36、它是NPN的，问题解决。5递增、递减按钮按去，数码管显示数值不会改变首先，很可能是程序问题，第二，可能出在数字电位器X9511部分。经检查程序正确，数字电位器X9511被烧坏。但X9511工作电流最大8mA，等待电流最大200mA，而电路中只需1.2mA左右的电流，怎么会被烧坏了，不知道问题出在什么地方。由于X9511是网购的，最后只能拿了个电位器代替设计中的数字电位器，人为进行阻值调节。5.2.3 软件单元调试对于软件调试，需要充分利用编程软件功能。由于先画了详细的流程图，再调试子程序时出现问题不多。编程软件中单步运行、断点、寄存器观察是非常有用的，能较快的帮助找到问题所在。5.2.4 软件

37、联调通过对电路的各个软件单元进行检查没问题后，接下来我对整个电路的软件进行了联调，经检查无故障。5.2.5 软硬件联调逐个解决了上面的调试中所出现的问题，软硬件联调检查OK。5.2 测试结果该测试结果是用电位器人为进行阻值调节，所测到的数据：表 5-1 测量结果显示值测量值误差1.35V1.27V0.08V2.65V2.58V0.07V3.75V3.66V0.09V5.84V5.73V0.11V6.28V6.15V0.13V7.81V7.76V0.05V8.69V8.53V0.15V9.96V9.92V0.04V结果分析由于X9511烧坏，只能用电位器来代替，通过阻值调节，导致所测到的数据误差

38、比较大，另外输出引线太长再带负载时也会减少输出电压。从表中的测试数据可以看出该系统的误差范围在0.00V0.15V之间。参考文献1 张占松，蔡宣三著开关电源的原理与设计（修订版）M北京：电子工业出版社，2005：10982 周志敏，周纪海，纪爱华著现代开关电源控制电路设计及应用M北京：人民邮电出版社，2005：1531943 沙占友新型单片开关电源的设计与应用M北京：电子工业出版社，2001：794 赵同贺开关电源设计技术与应用实例M北京：人民邮电出版社，2007：1935 Keith Billings著 张占松，汪仁煌等译开关电源手册（第2版）M北京：人民邮电出版社，2006：26606 A

39、braham IPressman（美）著 王志强等译开关电源设计（第二版）M北京：电子工业出版社，2005：38467 户川治朗（日）著 高玉苹，唐伯雁等译实用电源电路设计M北京：科学出版社，2006：1043298 张占松，蔡宣三著开关电源的原理与设计（修订版）M北京：电子工业出版社，2005：10989 Ron Lenk著王正仕,张军明译徐德鸿审实用开关电源设计M北京：人民邮电出版社，2006：355610 谭浩强C程序设计（第二版）M清华大学出版社，2003：8912311 钱晓揭16/32位微机原理、汇编语言及接口技术M机械工程出版社，200512 何小艇电子系统设计（第三版）M 浙江大学出版社，2004：697613 徐爱钧单片机高级语言C51Windows环境编译与应用M电子工业出版社，2001：13415114 GuiChao Hua, Fred C.Lee.Soft-Switching Techniques in PWM converters.IEEE Trans.on Industrial Electronics,1995,42(6)