一种基于DSP的AC-DC开关电源模块制造技术

本实用新型专利技术提出了一种基于DSP的AC‑DC开关电源模块，包括DSP控制芯片、升降压电路，DSP控制芯片的输入端与升降压电路之间连接有电流电压采样电路，DSP控制芯片输出端与升降压电路之间连接有光电耦合器；升降压电路输出端连接有DC输出端；升降压电路输入端连接有整流滤波电路，整流滤波电路输入端连接有AC输入端，AC输入端与整流滤波电路之间连接有变压器，本模块开关电源的内部开关管工作于高频开关状态，所以它可以大幅减小能量消耗，开关管的开关状态可通过脉冲宽度调制(PWM)控制，PWM波由DSP输出，同时通过DSP还可以实时监测输出电流电压，进而调节PWM波的占空比以实现恒压输出，损耗小、转换效率高、输出电压恒定，使用寿命长，安全性好。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电源模块领域，尤其涉及一种基于DSP的AC-DC开关电源模块。
技术介绍
众所周知，我国电网传输到用户的为220V 50Hz的交流电，无法直接为一些小型直流供电设备供电。因此，AC-DC电源模块必不可少。然而，普通AC-DC电源模块通常损耗较大，转换效率不高且输出电压波动较大。基于此，本技术提出一种基于DSP的AC-DC开关电源模块。开关电源为高效节能电源，它具有转换效率高、体积小、恒压输出等优点。DSP即数字信号处理，它可简化外围硬件电路，且容易实现高级控制。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提出了一种基于DSP的AC-DC开关电源模块，包括DSP控制芯片、升降压电路，所述DSP控制芯片的输入端与所述升降压电路之间连接有电流电压采样电路，所述DSP控制芯片输出端与所述升降压电路之间连接有光电耦合器；所述升降压电路输出端连接有DC输出端；所述升降压电路输入端连接有整流滤波电路，所述整流滤波电路输入端连接有AC输入端，所述AC输入端与所述整流滤波电路之间连接有变压器。优选的，所述变压器包括自耦变压器和隔离变压器。优选的，所述整流滤波电路包括4个肖特基二极管形成的整流桥和第一滤波电容。优选的，所述升降压电路包括两个滤波电路，所述滤波电路之间连接有开关管、电感、二极管和第二滤波电容。优选的，所述DSP芯片为MSP430F149。本技术提出的基于DSP的AC-DC开关电源模块有以下有益效果：本模块开关电源的内部开关管工作于高频开关状态，所以它可以大幅减小能量消耗。开关管的开关状态可通过脉冲宽度调制(PWM)控制，PWM波由DSP输出，同时通r/>过DSP还可以实时监测输出电流电压，进而调节PWM波的占空比以实现恒压输出，损耗小、转换效率高、输出电压恒定，使用寿命长，安全性好。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的升降压电路的基本拓扑结构图；其中，1-DSP控制芯片，2-升降压电路，3-电流电压采样电路，4-光电耦合器，5-DC输出端，6-整流滤波电路，7-AC输入端，8-变压器。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。结合图1、图2，本技术提出了一种基于DSP的AC-DC开关电源模块，包括DSP控制芯片1、升降压电路2，所述DSP控制芯片1的输入端与所述升降压电路2之间连接有电流电压采样电路3，所述DSP控制芯片1输出端与所述升降压电路2之间连接有光电耦合器4；其中，DSP控制芯片1为MSP430F149的输出PWM波经光电耦合器4送与升降压电路2的开关管IRF3205，光电耦合器4为TLP250，它可隔离危险电压，以防止DSP控制芯片1损坏；将220V 50Hz交流电输入开关电源模块，通过调节自耦变压器转变为20V-30V交流电输出，再经一个隔离变压器以隔离危险电压并提供较大的输出功率；变压器8输出电压经整流滤波电路6实现交流-直流变换，得到的直流电流入升降压电路2进行升降压变换。升降压电路2变换后，通过电流电压采样电路3对输出电流电压进行采样。电流电压的采样值送与DSP进行AD变换，并与设定的输出电压AD标准值进行比较，以精确调节从DSP输出的PWM波的占空比，将PWM波经光电耦合器4隔离输送至开关管以控制其开关状态，最终由升降压电路2实现恒定的电压输出所述升降压电路2输出端连接有DC输出端5；所述升降压电路2输入端连接有整流滤波电路6，所述整流滤波电路6输入端连接有AC输入端7，所述AC输入端7与所述整流滤波电路6之间连接有变压器8，升降压电路2与整流滤波电路6相连，升降压电路2的基本拓扑结构如附图2所示，升降压电路2主要有开关管Tr、电感L、二极管D2和滤波电容C4组成，L1和C2以及L2和C3构成了两个LC滤波电路。其工作原理描述如下：当开关管Tr导通时，电流Is流过电感线圈L，L存储能量。当开关管Tr断开时，L有减小的趋势，电感线圈L产生的自感电势反向，为下正上负，二极管D1受正向偏压而导通，从而为负载供电并为滤波电容C4充电。当开关管再次导通时，由C4为负载供电。由于输入电压V与输出电压VDC反向。通过控制开关管的导通时间占空比能实现对输入电压V的升压或降压的调节。在连续电流工作模式下输入电压V与输出电压VDC满足如下关系式： V D C = D 1 - D V ]]>从上式可知开关管导通时间占空比D＝50％为变换器的降压和升压的临界点。当占空比D<50％时，VDC<V，从而实现了降压的变换；当占空比D〉50％时，VDC〉V，从而实现了升压的变换。可见通过调节占空比D可以实现对输入电压的调节，进而实现输出电压在较大的范围内调节。实际升降压电路2中开关管选型为IRF3205、肖特基二极管为SR2100。另外，电流电压采样电路3从升降压电路2输出端采集输出电流电压。所述电流采样电路选用霍尔电流传感器ACS712，电压采样电路选用光电耦合器4JC817，采样值分别送与DSP控制芯片1。另外，所述DSP控制芯片1为MSP430F149，其外围电路包括+3.3V直流供电电路、8MHz晶振电路和电容滤波电路。优选的，所述变压器8包括自耦变压器8和隔离变压器8。优选的，所述整流滤波电路6包括4个肖特基二极管形成的整流桥和第一滤波电容。优选的，所述升降压电路2包括两个滤波电路，所述滤波电路之间连接有开关管、电感、二极管和第二滤波电容。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符
合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DSP的AC‑DC开关电源模块，其特征在于，包括DSP控制芯片、升降压电路，所述DSP控制芯片的输入端与所述升降压电路之间连接有电流电压采样电路，所述DSP控制芯片输出端与所述升降压电路之间连接有光电耦合器；所述升降压电路输出端连接有DC输出端；所述升降压电路输入端连接有整流滤波电路，所述整流滤波电路输入端连接有AC输入端，所述AC输入端与所述整流滤波电路之间连接有变压器。

【技术特征摘要】
1.一种基于DSP的AC-DC开关电源模块，其特征在于，包括DSP控制芯片、升降压电路，所述DSP控制芯片的输入端与所述升降压电路之间连接有电流电压采样电路，所述DSP控制芯片输出端与所述升降压电路之间连接有光电耦合器；所述升降压电路输出端连接有DC输出端；所述升降压电路输入端连接有整流滤波电路，所述整流滤波电路输入端连接有AC输入端，所述AC输入端与所述整流滤波电路之间连接有变压器。2.根据权利要求1所述的基于DSP的AC-DC开关电源模块，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：何萍，江景涛，万太学，
申请(专利权)人：中海蓝水自动化装备有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37