智能數(shù)字化開關(guān)電源設(shè)計(jì)

　　1.2 單片機(jī)控制系統(tǒng)

　　單片機(jī)控制系統(tǒng)是整個(gè)數(shù)字化電源的核心部分。

　　單片機(jī)采用Freescale公司的68HC908SR12，其內(nèi)部資源豐富，集成了12k的程序存儲(chǔ)器，2路定時(shí)／計(jì)數(shù)器，14通道1o位A／D轉(zhuǎn)換器，PWM輸出，內(nèi)部溫度傳感器等。單片機(jī)控制系統(tǒng)框圖如圖3。

　　ATD0、ATD10分別是電壓電流采樣引腳，將采到的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送至CPU。CPU每隔lms進(jìn)行一次控制調(diào)整，從而輸出占空比合適的PWM信號(hào)。PWM 信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路隔離放大后直接控制主電路的開關(guān)管。由于908SR12內(nèi)自帶脈沖寬度調(diào)制模塊，PWM最大頻率達(dá)到125kHz，完全可以用在高頻開關(guān)電源中，8位的分辨率，可以保證輸出電壓電流的精度。鍵盤部分采用觸點(diǎn)式按鍵開關(guān)，使用者可以根據(jù)自己需要在額定功率下任意調(diào)整輸出電壓電流值。

　　整個(gè)回路采用雙閉環(huán)的控制系統(tǒng)，正常情況下電壓環(huán)的反饋使輸出電壓恒定，一旦輸出電流超出最大值，電流環(huán)使輸出電壓降低，輸出電流維持在最大電流值。顯示部分可以由數(shù)碼管或液晶組成，本系統(tǒng)中通過按鍵選擇分別顯示電壓、電流、功率、溫度、電能計(jì)量等，并通過指示燈指示不同狀態(tài)。在運(yùn)行過程中若出現(xiàn)開路或短路現(xiàn)象，指示燈顯示報(bào)警狀態(tài)，CPU會(huì)立刻啟動(dòng)保護(hù)程序關(guān)閉主電路。同時(shí)不斷檢測(cè)電源內(nèi)部溫度，防止整機(jī)溫升過高。

　　1.3 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

　　由于單片機(jī)輸出5V 1vrL電平不足以驅(qū)動(dòng)主功率開關(guān)管，并且在整個(gè)電路中原副邊完全電氣隔離，因此單片機(jī)輸出PWM信號(hào)不能直接與主功率開關(guān)管相連。另外主功率開關(guān)管的溫升直接影響到整套設(shè)備的穩(wěn)定性與使用壽命。提高開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷速度是解決開關(guān)管溫升問題最本質(zhì)有效的方法。這就要求驅(qū)動(dòng)電路具有以下特點(diǎn)：

　　（1）能夠提供足夠大的驅(qū)動(dòng)電流，即驅(qū)動(dòng)電路的充電電阻要充分小，以縮短導(dǎo)通時(shí)間；

（2）具有足夠的泄流能力， 即放電電阻要充分小，以提高其關(guān)斷速度；

（3）適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電壓， 驅(qū)動(dòng)電壓一般取12V 比較合適。