基于單片機(jī)的高壓驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)

MCU控制電路核心采用MC68HC908芯片，其內(nèi)部總線速度8 M ，集成了12路8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADc)、4 k Flash存儲(chǔ)器、2通道16位定時(shí)器等模塊，控制電路如圖3所示。電壓電流采樣信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路處理后，輸入到單片機(jī)的ADC端口引腳6和引腳8，得到采樣信號(hào)的數(shù)字量值。內(nèi)置的算法程序進(jìn)行計(jì)算處理后，生成電壓基準(zhǔn)值，經(jīng)D/A變換器處理由引腳l9輸出電壓基準(zhǔn)信號(hào)給電源管理芯片MC33060。如果輸入電壓、負(fù)載環(huán)境發(fā)生變化，單片機(jī)根據(jù)采樣信號(hào)的偏差計(jì)算，將實(shí)時(shí)改變電壓基準(zhǔn)值，從而調(diào)整PWM信號(hào)的頻率和脈寬，穩(wěn)定輸出電壓。單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生兩路PWM 驅(qū)動(dòng)信號(hào)DR1和DR2，由引腳9、10輸出到H橋逆變電路驅(qū)動(dòng)功率管。

圖3 MCU 控制電路

H橋逆變電路如圖4所示。DR1和DR2為2路反相驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由單片機(jī)的定時(shí)器模塊輸出。DR驅(qū)動(dòng)功率管Q2、Q5導(dǎo)通時(shí)，DR2驅(qū)動(dòng)功率管Q3、Q4關(guān)斷，負(fù)載供電150 V;DR1驅(qū)動(dòng)Q2、Q5關(guān)斷時(shí)，DR2驅(qū)動(dòng)Q3、Q4導(dǎo)通，負(fù)載供電-150 V。因此，輸入直流電壓經(jīng)H 橋電路作用后，在負(fù)載兩端形成方波交流波形，改變定時(shí)器程序設(shè)置的頻率參數(shù)就可調(diào)節(jié)方波電壓的工作頻率。為了減少功率管關(guān)斷瞬間產(chǎn)生的電壓尖峰，4個(gè)開關(guān)管都并聯(lián)了濾波電容。

出于成本考慮，本文選擇了分立器件的方案構(gòu)建H橋變換器。從提高電路可靠性的角度出發(fā)，還能選用集成的全橋變換器芯片，如SLA2403等。

圖4 H 橋逆變電路