采用单片机控制的峰值电流模式开关电源制造技术

一种采用单片机控制的峰值电流模式开关电源，包括Boost升压电路、单片机控制电路和反馈控制回路；所述反馈控制回路抽取负载电压和开关电流，输入到单片机控制电路中进行处理，单片机控制电路经过计算后输出PWM信号，输入到开关管驱动电路，控制开关管的导通或关断，并通过输出显示回路显示电源的输出值。该开关电源采用电压和电流双环回路反馈的方式，采用比例积分PI控制保持输出稳定。本发明专利技术采用单片机替代传统PWM控制芯片驱动MOS开关管，相比于普通使用单环回路控制的开关电源，具有控制的精度高、反应快抗干扰、可程序控制输出等突出特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用单片机控制的峰值电流模式开关电源，属于开关电源领域中的高频数控开关电源技术。技术背景开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种采用单片机控制的峰值电流模式开关电源，该开关电源采用电压和电流双环回路反馈的方式，采用比例积分PI控制保持输出稳定。本专利技术采用单片机替代传统PWM控制芯片驱动MOS开关管，相比于普通使用单环回路控制的开关电源，具有控制的精度高、反应快抗干扰、可程序控制输出等突出特点。本专利技术的技术方案如下：采用单片机控制的峰值电流模式开关电源，包括Boost升压电路、单片机控制电路和反馈控制回路；所述反馈控制回路抽取负载电压和开关电流，输入到单片机控制电路中进行处理，单片机控制电路经过计算后输出PWM信号，输入到开关管驱动电路，控制开关管的导通或关断，并通过输出显示回路显示电源的输出值。根据本专利技术优选的，所述Boost升压电路包括电感线圈、MOSFET管、二极管和滤波电容，电感线圈和输入直流源相连，所述MOSFET管一端连接电感线圈一端接地，所述二极管正极与电感线圈和开关管相连，所述二极管负极连接负载，所述滤波电容则和负载并联；当开关管导通时，能量通过开关管从直流源输入电感线圈而不传递到输出端；当开关管关断时电感线圈储存的能量通过所述二极管传递给输出端，同时直流电源也给负载提供能量。根据本专利技术优选的，所述反馈控制回路包括电压反馈回路和电流反馈回路，所述电压反馈回路通过电压跟随器从负载端采集输出电压，所述电压跟随器具有高输入阻抗，低输出阻抗的特点，所述电压跟随器用来隔离输出电压和反馈控制回路；所述电压跟随器采集到的电压输入到单片机所带的运放当中，与参考电压进行比较，输出电压波纹信号；所述电流反馈回路则从开关管采集电流信号，该电流信号经过叠加斜坡补偿后，与经过比例积分控制器PI处理过的电压波纹信号一起进入单片机自带的比较器进行比较，产生开关管的控制信号。根据本专利技术优选的，所述单片机控制电路包括单片机，其包括AD\\DA转换模块、运算放大器模块OPA、模拟信号比较器模块和可编程开关控制模块PSMC，所述可编程开关控制模块PSMC产生：斜坡补偿信号与开关管控制PWM信号。所述单片机PSMC包含两个输出口PSMC1A和PSMC1B，PSMC1A输出PWM控制信号，PSMC1B则输出的是斜坡补偿信号。根据本专利技术优选的，所述单片机为PIC16C782单片机。本专利技术的优势在于：本专利技术提供一种采用单片机控制的峰值电流模式开关电源，该开关电源采用电压和电流双环回路反馈的方式，采用比例积分PI控制保持输出稳定。本专利技术采用单片机替代传统PWM控制芯片驱动MOS开关管，相比于普通使用单环回路控制的开关电源，具有控制的精度高、反应快抗干扰、可程序控制输出等突出特点。附图说明图1为本专利技术所述采用单片机控制的峰值电流模式开关电源的结构框图中，PCMC控制的Boost升压电路框图；图2为本专利技术中，所述PCMC控制的Boost升压电路实现框图；图3为本专利技术所述斜坡补偿信号的波形图；图4为本专利技术中开关驱动UC3705N电路连接原理图；图5为本专利技术中，所述单片机主程序流程图；图6为本专利技术中，所述单片机中断服务流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式作进一步的详细说明，但不限于此。如图1-6所示。实施例1、采用单片机控制的峰值电流模式开关电源，包括Boost升压电路、单片机控制电路和反馈控制回路；所述反馈控制回路抽取负载电压和开关电流，输入到单片机控制电路中进行处理，单片机控制电路经过计算后输出PWM信号，输入到开关管驱动电路，控制开关管的导通或关断，并通过输出显示回路显示电源的输出值。所述Boost升压电路包括电感线圈、MOSFET管、二极管和滤波电容，电感线圈和输入直流源相连，所述MOSFET管一端连接电感线圈一端接地，所述二极管正极与电感线圈和开关管相连，所述二极管负极连接负载，所述滤波电容则和负载并联；当开关管导通时，能量通过开关管从直流源输入电感线圈而不传递到输出端；当开关管关断时电感线圈储存的能量通过所述二极管传递给输出端，同时直流电源也给负载提供能量。所述反馈控制回路包括电压反馈回路和电流反馈回路，所述电压反馈回路通过电压跟随器从负载端采集输出电压，所述电压跟随器具有高输入阻抗，低输出阻抗的特点，所述电压跟随器用来隔离输出电压和反馈控制回路；所述电压跟随器采集到的电压输入到单片机所带的运放当中，与参考电压进行比较，输出电压波纹信号；所述电流反馈回路则从开关管采集电流信号，该电流信号经过叠加斜坡补偿后，与经过比例积分控制器PI处理过的电压波纹信号一起进入单片机自带的比较器进行比较，产生开关管的控制信号。所述单片机控制电路包括单片机，其包括AD\\DA转换模块、运算放大器模块OPA、模拟信号比较器模块和可编程开关控制模块PSMC，所述可编程开关控制模块PSMC产生：斜坡补偿信号与开关管控制PWM信号。所述单片机PSMC包含两个输出口PSMC1A和PSMC1B，PSMC1A输出PWM控制信号，PSMC1B则输出的是斜坡补偿信号。所述单片机为PIC16C782单片机。具体应用例：一种采用Boost结构的开关电源电路，如图1所示，基本组成包括开关管，电感器，二级整流管，滤波电容几个部分。电路中，电感器与输入电压源相连，当开关关断时，电压源与电感器一同为输出端进行供能，当开关管导通时，电压源给电感器充能，输出端无能量输入。AD820AN作为电压跟随器，从负载端采集电压值，特点是显著特点就是，输入阻抗高，而输出阻抗低。在本电路中其作用为隔离输出电压和控制电路。AD820AN正向输入端提取电压信号，其输出信号反馈到反向输入端作为反馈，如图2所示。5V参考电压由分压电阻采样之后输入运算放大器OPA正端，由AD820AN采集到电压信号输入运算放大器负端。经过比较放大之后得到电压误差信号。如图2所示。A/D转换的输入使用差分输入的方式，AD820AN采集到的电压信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
采用单片机控制的峰值电流模式开关电源，其特征在于，所述电源包括Boost升压电路、单片机控制电路和反馈控制回路；所述反馈控制回路抽取负载电压和开关电流，输入到单片机控制电路中进行处理，单片机控制电路经过计算后输出PWM信号，输入到开关管驱动电路，控制开关MOS管的导通或关断。

【技术特征摘要】
1.采用单片机控制的峰值电流模式开关电源，其特征在于，所述电源包括Boost升压电
路、单片机控制电路和反馈控制回路；
所述反馈控制回路抽取负载电压和开关电流，输入到单片机控制电路中进行处理，单片
机控制电路经过计算后输出PWM信号，输入到开关管驱动电路，控制开关MOS管的导通或
关断。
2.根据权利要求1所述采用单片机控制的峰值电流模式开关电源，其特征在于，所述
Boost升压电路包括电感线圈、MOSFET管、二极管和滤波电容，电感线圈和输入直流源相
连，所述MOSFET管一端连接电感线圈一端接地，所述二极管正极与电感线圈和开关管相连，
所述二极管负极连接负载，所述滤波电容则和负载并联；当开关管导通时，能量通过开关管
从直流源输入电感线圈而不传递到输出端；当开关管关断时，电感线圈储存的能量通过所述
二极管传递给输出端，同时直流电源也给负载提供能量。
3.根据权利要求1所述采用单片机控制的峰值电流模式开关电源，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李康，朱翔，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37