基于ATmega128单片机的自动投切开关电源设计.doc
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1、基于ATmega128单片机的自动投切开关电源设计模块化是开关电源发展的总体趋势,可以采用模块化电源组成分布式电源系统,可以设计成N+1冗余电源系统,并实现并联方式的容量扩展,使整个电源体积重量下降,模块中半导体器件的电流应力小,提高了系统的可靠性。本研究的开关电源在带小负载时为单电源供电,带大负载时(电流超过1.7A)自动投切为双电源并联供电,采用外特性下垂方法实现各电源均流,增强了开关电源的带负载能力和提高电源的供电效率。1 系统设计1.1 DC-DC 变换器电路拓扑结构本设计选择了升压斩波电路, 其电路原理图如图1所示。选择升压轨波电路作为DC -DC 变换的主拓扑结构。图1 升压斩波电
2、路原理1.2 系统性能指标本设计采用双端驱动集成芯片TL494 输出PWM 脉冲控制主开关的导通来控制电压输出,以ATmega128 单片机为核心,实现大电流时自动由单电源供电投切到双电源并联均流供电,增强了开关电源的带负载能力和提高电源的供电效率。系统硬件主要由单片机最小系统,PWM 控制芯片TL494, 开关电源升压主电路,电流检测回路,D/A 转换电路组成。系统输出直流电压1845V 可调,可通过键盘设定调整,最大输出电流达到4A,能对输出电压和输出电流进行测量和显示,具有调节速度快、电压调整率低、负载调整率低、效率高,输出纹波小等优点。1.3 系统实现结构框图综合方案比较, 最终选择以
3、ATmega128 为主控芯片,经D/A 转换后提供参考电压,与输出反馈电压进行比较,使TL494产生相应PWM 方波, 采用图腾柱驱动对Boost 升压电路进行控制,实现输出电压可调。利用INA169 进行电流采样、光耦和IRF9540 组成自动投切电路。系统设计总框图如图2.图2 系统设计结构框图2 理论分析与计算2.1 储能元件电感的选择计算出正确的电感值对选用合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波而言非常重要。本设计采用的电感是铁硅铝双线绕电感,它的磁芯损耗远低于铁粉芯及高磁通,具有低磁致伸缩(低噪音)的特点,是低成本的储能材料,在高温下性能稳定。2.2 开关管的选择本课题设计系
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