基于ARM的智能數(shù)字開關(guān)電源設(shè)計
BUCK變換器電路
關(guān)系曲線
2.2 推挽式直流變換器及濾波器的設(shè)計
由于電源的輸出功率小于200W,采用推挽式直流變換器可以滿足此要求。如圖6所示,S1和S2是IGBT,它們交替導(dǎo)通,每個開關(guān)導(dǎo)通比為50%,S1,S2導(dǎo)通分別由PWM2,PWM3控制,PWM2,PWM3是ARM給出的控制信號。S1,S2的作用是在高頻變壓器T的初級產(chǎn)生對稱的交變方波,當(dāng)S2導(dǎo)通(S1截止)時,T的磁芯中磁通上升,當(dāng)S1導(dǎo)通(S2截止)時,T的磁芯磁通下降。在次級產(chǎn)生一個變電壓,經(jīng)D1,D2整流后,便得到直流的輸出電壓U02,在理想狀態(tài)下 分別為變壓器的初級和次級繞線的匝數(shù)。因為與01相連的初級繞組上的電壓反射到初級繞組的另一半上,所以S1或S2在不導(dǎo)通時,兩端的電壓為2U01所以IGBT耐壓要大于2U01,即IGBT的耐壓大于400V。
推挽式直流變換器
在高頻上,變壓器通常采用導(dǎo)磁較高的鐵氧體磁芯或鈹莫合金鐵芯等磁性材料,其目的是為了獲得大的勵磁電感,減小磁路中的功率損耗,使之能以最小的損耗和失真?zhèn)鬏斁哂袑掝l帶的脈沖能量。本文采用PQ型鐵氧體磁芯,內(nèi)芯為圓柱,繞線方便同時也便于繞成蜂房式線圈以減小分布電容,且沒有棱角,高壓時不易打火擊穿,次級邊的匝數(shù)不超過2000圈,初、次級的匝數(shù)比為1:12。
由于高壓變壓器的匝數(shù)多,初次級之間的耦合度較強(qiáng),且寄生電容大,它的輸出波形接不連續(xù),波形如圖7所示。因此輸出的電壓要有濾波器,才能得到比較穩(wěn)定的電壓。濾波器的設(shè)計如圖6所示,電容耐壓3kV,容量為470pF。
波形圖
3 ARM控制系統(tǒng)及其軟件實現(xiàn)功能
該系統(tǒng)采用的ARM是SAMSUNG公司的SC344BOX芯片,是一款低價格、高性能的ARM芯片,擁有出色的外設(shè)模塊,適用于工業(yè)控制、生物識別、多媒體監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)流媒體和智能電器等。其主要特點有:
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