基于单片机PWM控制开关电源的设计+电路图(2)
4.3关于控制系统的硬件设计部分 24
4.4程序流程图设计 29
4.5本章小结 33
5 电源辅助电路设计 34
5.1单片机供电电源设计 34
5.2系统抗干扰 35
5.3 本章小结 36
6 基于MATLABE-SIMULINK仿真 37
6.1各模块及整体仿真波形 38
6.2仿真结果分析 40
7 总结与展望 41
致 谢 42
附录1 43
附录2 44
参考文献 45
1 绪 论
1.1开关电源简介和发展
人类的心脏是人体机能运动的根本，在现在工业中，电源犹如心脏是各种设备的动力。在很多情况下，市电是需要经过一定的转变以后才能被各种设备使用。在实际生产过程中，许多机器设备使用都是直流电，特别是老式设备很多都使用直流电机驱动，这就必须将进行转化使用。人们形象地将这个工程称之为将“粗电”转换为“精电”。广义范围中，所有使用功率半导体部品作为开关，完成对不同类别的电能之间相互转化的主电路统称为开关转化电路，开关电源除了拥有保护环节之外，同时在进行交流与直流变换中为了保证输出电压的稳定性使用了闭环控制[ ]。
开关变换器始于1950年，但是由于电力电子技术的原因，在上个世纪吹冰十年代以前人们广泛采用的还是基于线性调节器的较为廉价的直流稳压电源，只有在军事和航空航天领域才会使用昂贵的开关电源。但是人才不断涌现，技术不断地改善，开关变换器被大量地应用到民用和厂用电源当中。开关电源相较于传统线性电源拥有更大的效率优势，更加高的功率密度，在使用中可靠性及稳定性也更强，并且由于没有工频变压器，电源整体所占空间更加小。
开关电源分为两种：直流型和交流型，本文主要设计的是将AC220V或者AC110V变化成产品所需要参数指标的直流电的开关电源。设计这个开关电源最关键的部分就是对DC-DC转换器的设计。根据在输入和输出之间是否拥有电气隔离可以分为隔离式DC-DC转换器和非隔离式DC-DC转换器[2]。其中隔离式又可以进行更加细致地分类。分为正激式（Forward），反激式（Flyback），双管正激式（Double Transistor Forward converter），双管反激式（Double Transistor Flyback Converter）,推免式（Push-Pull Converter），半桥式（Half-Bridge Converter）和全桥DC-DC转换器（Full-Bridge Converter）。非隔离式分为降压式（Buck），升压式（Boost），升降压式（Buck-Boost），Cuk ，Zeta和SEPIC[ ]。
由于各种电气设备走向精细化，小体积发展的道路，供电电源在电气设备中所占的体积越来越大，为此减小开关电源的体积和重量变得尤为重要。
优化提升工作的频率是实现高功率密度的方法之一。例如在1980年之前，功率半导体的导通关断频率不能超过50KHZ，自此之后，为了缩小开关电源体积、优化其动态性能，如何提高开关频率就就是各个公司提升产品竞争力的关键。如今200~500kHz的开关频率已经成为100w电源的基本标准。工作频率一直在不停地加快，开关电源的体积和重量也一直不停减小，效率却一直在提升[ ]。
上世纪90年代，由于电力电子技术的进步，功率半导体元件发生了很多进展比如：MOSFET和IGBT已经可以彻底对GTR和一般晶闸管进行替换，由于这个原因，电源的高频化成为了可能。现在更高效的电源也源源不断地出现。
如今，高频化，微型化和智能化已经是设计公司和用户对开关电源设计的基本指标。让数字控制集成电路进入设计中控制部分将是又一个发展方向。由于集成化的进程，人们对工艺要求一直在不断地苛刻。然后新型的半导体器件却没有跟上步伐，如何提高开关电源的效率减轻开关电源的体积质量才是研究开发的重点。虽然模拟芯片经过了数十年的发展，已经可以满足很多控制，但是模拟开关电源的电路需要很多分立元件且结构相当复杂，所占的体积因此也很大，而且灵活性不够，这不符合现代开关电源小体积的发展要求，所以数字式控制电路的优势在不断地扩大。在无需改变电路结构的情况下只需更改程序就可以改变电源的输出，这大大减小了开关电源的开发周期也使得开关电源更加可靠，效率也随之提高。
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