1、 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 课题:开关电源 学生: 系部: 电子信息系 班级: 学号: 指导教师: 开关电源设计开关电源设计 摘要 开关电源是利用现代电子电力技术控制功率开关管（MOSFET；三 极管）的导通和关断的时间比来稳定输出电压的一种新型稳压电源。 它是在电子、计算机、通信、电气、航空航天、军事以及家电等领域 应用非常广泛的一种电力电子装置。具有电能转换效率高、体积小、 重量轻、控制精度高和快速性好等优点。 本文中研究的单片机控制开关电源，可以通过键盘预置期望输出 电压值，模/数转换器对输出电压进行采样，由软件控制单片机输出相 应的脉冲宽度，对开关电源进行脉宽调制，输出预期的电
2、压。并采用 PID 算法控制输出电压稳定，构成可输出 3v 到 12v 的可调电压，并显 示实时电压和预置值， 通过键盘可随时修改 PID 参数以优化控制效果， 并该系统可以给芯片提供工作电压，加以扩展可构成输出正负 3 到 12 伏的双极性电源。 单片机控制的开关电源具有设计弹性好的优点，可以按照设计者 的思想灵活的工作。目前电子设备的日益小型化需要供电电源的小型 化，这样制作小型化电源是未来电源制作的一个趋势，传统开关电源 线路一般很复杂体积也较大，如果使用的单片机作为控制核心必将可 以大大简化电源的结构，制作更加小的电源将成为可能，并且使用单 片机可以扩展许多功能，如显示，实时控制调整电
3、压，可维护性强， 由于目前国内有专门的 PWM 输出的单片机价格昂贵， 普通的单片机 I/O 口模拟的脉宽频率较低，速度较慢，远远达不到现代电源要求的工作 频率，所以目前单片机控制的电源使用并不广泛，但是单片机在智能 化以及可实现的用户友好界面，扩展性强等等方面的优势使其成为未 来电源重要的发展方向。因此，我们研究单片机控制的开关电源，非 常有现实意义。 关键词：关键词：开关电源；MOSFET；三极管；PID 目 录 1 前言 1 1.1 课题来源及意义 1 1.2 课题基本要求 1 1.3 课题相关背景 2 2 开关电源方案设计 2 2.1 开关电源工作原理 2 2.2 开关电源与线性电源的
4、比较 3 2.3 方案论证 4 2.3.1 方案 1 . 4 2.3.2 方案 2 . 4 2.3.3 方案 3 . 4 2.3.4 方案分析 4 2.3.5 总体结构设计 5 2.4 难点分析 6 2.4.1 如何提高电源工作频率 6 2.4.2 储能电感的绕制 7 2.4.3 标度转换技术 7 2.5 控制技术选择 8 2.6 开关变换器结构分析与选择 9 2.7 开关电路器件参数选择 . 12 2.7.1 功率开关管的选择 . 12 2.7.2 滤波电容的选择 . 13 2.7.3 储能电感的选择 . 14 2.7.4 续流二极管的选择 . 14 3 硬件电路设计 . 14 3.1 电源电路设计 . 14 3.1.1 整流滤波电路 . 14 3.1.2 开关变换电路 . 15 3.1.3 分压电阻的计算 . 15 3.1.4 保护电路 . 16 3.2 控制电路设计 . 17 3.2.1 反馈电路设计 . 18 3.2.2 四位数码显示电路设计 . 19 3.2.3 单片机与键盘接口电路设计 . 20 4 软件设计 20 4.1 总体编
