基于单片机控制的开关电源毕业设计论文

1.开关电源的设计 论文及原理图

基于AT89C52和IW1692的智能开关电源设计与研究3摘 要：针对采用模拟控制的开关电源的一些问题，提出了一款以AT89C52为核心控制器，利用了AC/DC电源控制芯片（IW1692）的数字化智能开关电源系统，并对该系统的硬件电路和软件设计进行了介绍。

通过测试，本系统较好地解决了模拟开关电源的缺点，达到了相应的目的要求。关键词：开关电源；智能化；数字化 0 引 言随着开关电源技术的成熟，在有些应用场合要求开关电源具有一定的智能，能实现精确的程序控制，并能组网工作，以便于实时了解设备的参数（如电压、电流）、工作状态（正常、故障）等信息。

对于采用模拟量反馈控制的开关电源，在这些场合使用时不可避免地存在这样一些问题：（1）负载在较大范围内变化时反馈环路不稳定，易产生自激振荡。（2）不能实现精确的程序控制。

电池的充电设备、TG脉冲弧焊电源设备必须按照工作规程进行程序控制。对电源的输出要求可能为恒流恒压或恒压限流，这样所用的电源必须能够在各种工作状态之间自由转换，这是常规开关电源难以实现的。

（3）伺服型开关电源常要求电源的输出受外电路控制，而远程控制信号通常为模拟信号，在传输过程中常常会受到外界干扰，导致控制失败。用数字控制方式代替模拟控制，上述问题可以得到很大的改善。

1 数字化智能开关电源的设计思路及要求 智能化开关电源的主要功率变换电路仍然采用与传统开关电源相同的拓扑结构，但其反馈控制环路不采用传统的模拟控制方式，而是采用数字控制方式，即误差采样，脉冲宽度调制（PWM）的调制信号的计算、生成，遥感信号的接收、处理等控制部分电路均使用数字控制技术。通过智能化的数字控制技术，力求解决环路的稳定性、抗干扰性、电源远程控制性等问题。

本开关电源主要技术指标：①交流输入电压85~265 V AC宽范围输入；②直流输出电压5~15 V连续可调；③输出电压调整率≤2.5%；④具有输出短路控制；⑤具有电压显示功能及故障报警指示。2 硬件电路设计2.1 硬件电路原理系统原理框图如图1所示。

电路的工作原理为，市电经EM I滤波、整流滤波变成直流电送入功率变换电路（DC/DC），功率变换电路在PWM电路和单片机的控制下输出稳定的直流电压。用户可根据需要通过键盘对开关电源输出的电压值调节，单片机系统自动对电源输出电压进行数据采样，并与用户给定数据进行比较，然后根据设置的调整算法控制开关调整电路，使电源输出电压符合给定值。

单片机在调整电源输出电压的同时还要检测电路的输出功率，当输出功率超过最大功率时，就起动保护电路，实现保护功能。为了使智能开关电源能可靠、安全地工作，本系统可设置多重监测和保护系统，主要包括过压、欠压和短路保护。

2.2 主要芯片介绍2.2.1 IW 1692WI 1692是一种采用数字控制技术，高性能的AC/DC电源控制器。其数字调节设计是高效率的，内置保护功能，使外部元件较少，简化设计使电路成本较低，电路工作可靠。

WI1692无需次级反馈电路，但能实现良好的线性负载调节；无需环路补偿元件，但提供稳定的运行。脉冲波形分析设计在第一环路，使得反应速度远远超过传统解决方案，从而提高了动态负载响应。

内置功率限定功能，使变压器设计变得最优化，可以使用最普遍的离线设计变压器绕组，并且提供宽输入电压范围，低起动电压。当输出电流大于最大负载电流的5%时，WI1692以固定频率PWM模式运行。

当输出电流减小，开关管导通时间Ton也减小，当Ton下降至Ton2m in，芯片转换为脉冲频率调制（PFM）模式，即轻载时电源转换为PFM模式，使电路损耗达到最低。这些使WI1692成为最理想电源控制的选择，并且符合最新的电源标准。

2.2.2 AT89C52在兼顾运算能力与控制性能，并考虑设计成本及产品投入使用的经济等因素之后，在此选用传统的性价比高的AT89C52单片机为核心控制器。AT89C52是一种低功耗、高性能的片内含有8 kB快闪可编程/擦除只读存储器的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造。

芯片上的EPROM允许在线编程或采用通用的非易失存储编程器对程序存储器重复编程。2.2.3 MAX1247、MAX525和74HC573MAX1247是4通道模拟输入12位、串行输出A/D转换器；MAX525是4通道模拟输出、12位串行输入D/A转换器。

这两种芯片特性有很多相似之处，可以和单片机构成一个完整的4通道测控系统。采用串入、串出，解决了单片机口线资源不足的缺点。

74HC573是八进制3态非反转透明锁存器。2.3 电路实现2.3.1 开关电源电路及主要元器件选择开关电源电路如图2所示。

本部分电路主要实现交流EM I滤波、整流滤波、钳位保护、PWM控制、DC/DC输出，并由输入输出电阻分压进行采样。 （1）交流EM I滤波及整流滤波。

电压输入后由C1、C2、C3、C4及L1组成交流EM I滤波。（D1~D4）4个二极管（GT1040）组成桥式整流电路，后接C5、C6、R1及L2滤波电路。

变压器初级线圈取144 T，由公式NBNAU in_m in=Uout_max，得次级为18 T，辅助绕组为36 T，因为7815输入电压范围为15~35 V。(2)钳位保护电路。

钳位电路主要用来限。

2.求开关电源设计论文

开关电源的PCB设计规范 在任何开关电源设计中，PCB板的物理设计都是最后一个环节，如果设计方法不当，PCB可能会辐射过多的电磁干扰，造成电源工作不稳定，以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析： 一、从原理图到PCB的设计流程建立元件参数->输入原理网表->设计参数设置->手工布局->手工布线->验证设计->复查->CAM输出。

二、参数设置相邻导线间距必须能满足电气安全要求，而且为了便于操作和生产，间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压，在布线密度较低时，信号线的间距可适当地加大，对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距，一般情况下将走线间距设为8mil。

焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。当与焊盘连接的走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状，这样的好处是焊盘不容易起皮，而是走线与焊盘不易断开。

三、元器件布局实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声；由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法。

每一个开关电源都有四个电流回路： （1）.电源开关交流回路 （2）.输出整流交流回路 （3）.输入信号源电流回路 （4）.输出负载电流回路输入回路通过一个近似直流的电流对输入电容充电，滤波电容主要起到一个宽带储能作用；类似地，输出滤波电容也用来储存来自输出整流器的高频能量，同时消除输出负载回路的直流能量。所以，输入和输出滤波电容的接线端十分重要，输入及输出电流回路应分别只从滤波电容的接线端连接到电源；如果在输入/输出回路和电源开关/整流回路之间的连接无法与电容的接线端直接相连，交流能量将由输入或输出滤波电容并辐射到环境中去。

电源开关交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形电流，这些电流中谐波成分很高，其频率远大于开关基频，峰值幅度可高达持续输入/输出直流电流幅度的5倍，过渡时间通常约为50ns。这两个回路最容易产生电磁干扰，因此必须在电源中其它印制线布线之前先布好这些交流回路，每个回路的三种主要的元件滤波电容、电源开关或整流器、电感或变压器应彼此相邻地进行放置，调整元件位置使它们之间的电流路径尽可能短。

建立开关电源布局的最好方法与其电气设计相似，最佳设计流程如下： ·放置变压器 ·设计电源开关电流回路 ·设计输出整流器电流回路 ·连接到交流电源电路的控制电路 ·设计输入电流源回路和输入滤波器设计输出负载回路和输出滤波器根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则： （1）首先要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小则散热不好，且邻近线条易受干扰。

电路板的最佳形状矩形，长宽比为3:2或4:3，位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。 (2)放置器件时要考虑以后的焊接，不要太密集. （3）以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。

元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接，去耦电容尽量靠近器件的VCC。 (4)在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。

一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观，而且装焊容易，易于批量生产。

（5）按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。 （6）布局的首要原则是保证布线的布通率，移动器件时注意飞线的连接，把有连线关系的器件放在一起。

（7）尽可能地减小环路面积，以抑制开关电源的辐射干扰。 四、布线开关电源中包含有高频信号，PCB上任何印制线都可以起到天线的作用，印制线的长度和宽度会影响其阻抗和感抗，从而影响频率响应。

即使是通过直流信号的印制线也会从邻近的印制线耦合到射频信号并造成电路问题（甚至再次辐射出干扰信号）。因此应将所有通过交流电流的印制线设计得尽可能短而宽，这意味着必须将所有连接到印制线和连接到其他电源线的元器件放置得很近。

印制线的长度与其表现出的电感量和阻抗成正比，而宽度则与印制线的电感量和阻抗成反比。长度反映出印制线响应的波长，长度越长，印制线能发送和接收电磁波的频率越低，它就能辐射出更多的射频能量。

根据印制线路板电流的大小，尽量加租电源线宽度，减少环路电阻。同时、使电源线、地线的走向和电流的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。

接地是开关电源四个电流回路的底层支路，作为电路的公共参考点起着很重要的作用，它是控制干扰的重要方法。因此，在布局中应仔细考虑接地线的放置，将各种接地混合会造成电源工作不稳定。

在地线设计中应注意以下几点： 1.正确选择单点接地通常，滤波电容公共端应是其它的接地点耦合到大电流的交流地的唯一连接点，同一级电路的接地点应尽量靠近，并且本级。

3.求一篇关于单片机的毕业论文

1.绪 论

二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在这个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。

单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点，目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。

现在，这种单片机的使用领域已十分广泛。彩电、冰箱、空调、录像机、VCD、遥控器、游戏机、电饭煲等无处不见单片机的影子，单片机早已深深地融入我们每个人的生活之中。

单片机能大大地提高这些产品的智能性，易用性及节能性等主要性能指标，给我们的生活带来舒适和方便的同时，在工农业生产上也极大地提高了生产效率和产品质量。单片机按用途大体上可分为两类，一种是通用型单片机，另一种是专用型单片机。

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4.单片机在开关电源应用详细实例 急

现在想查单片机在开关电源里的应用方面的资料不是很多，我查了好久，跟你分享一下：

单片机控制开关电源，单从对电源输出的控制来说，可以有几种控制方式.

其一是单片机输出一个电压（经DA芯片或PWM方式），用作电源的基准电压.这种方式仅仅是用单片机代替了原来的基准电压，可以用按键输入电源的输出电压值，单片机并没有加入电源的反馈环，电源电路并没有什么改动.这种方式最简单.

其二是单片机扩展AD，不断检测电源的输出电压，根据电源输出电压与设定值之差，调整DA的输出，控制PWM芯片，间接控制电源的工作.这种方式单片机已加入到电源的反馈环中，代替原来的比较放大环节，单片机的程序要采用比较复杂的PID算法.

其三是单片机扩展AD，不断检测电源的输出电压，根据电源输出电压与设定值之差，输出PWM波，直接控制电源的工作.这种方式单片机介入电源工作最多.

第三种方式是最彻底的单片机控制开关电源，但对单片机的要求也最高.要求单片机运算速度快，而且能够输出足够高频率的PWM波.这样的单片机显然价格也高.

DSP类单片机速度够高，但目前价格也很高，从成本考虑，占电源成本的比例太大，不宜采用.

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