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研究如何设计基于TOP234Y的电压可调数控开关电源
[发布时间]:2015年5月11日 [来源]:开关电源 [点击率]:3217
【导读】: 引言  随着电源电子技术的高速发展,普通的开关电源逐渐显示出了其在现代高科技产品设计中的众多不足之处,尤其是开关电源的智能化要求。然而,数字控制开关电源却在这方面突现了优势,数字控制易于采用先进的...

  3.3 数字调压控制电路
  该模块包括计数控制电路和数模转换电路。电源整体输出电压为5至40V,步长值设计为0.2V,总计数次数为175次,故须采用八位二进制计数器。从0开始计数,计数到175,即二进制数的10101111,输出信号送数模转换器,并进行功率放大。因为ΔD与ΔIC成反比,即占空比的变化与IC的变化成反比。当IC变大时,占空比减小,输出电压降低,反之,当IC变小时,输出电压增大,所以在计数器的UP引脚接步减控制按钮,而DOWN引脚接步加按钮,计数器清零时输出电压最大,预置为最高时输出电压最小。

  3.3.1计数控制电路
  控制按钮为四键,分别用于步加、步减、清零和预置为最大值。可逆计数器采用两只74LS193级联形成八位二进制计数器。74LS193是一种双时钟4位二进制同步可逆计数器,具有预置、清零、加和减计数功能。两片74LS193采用级联方式,第一片的CLR通过电压置高开关接数字电源。LD接地,即预置功能在输出为最低时有效,预置数据均接高电平。UP、DOWN上拉为高电平,分别通过电压步减、步加开关按钮接振荡脉冲信号源。第一片的CO为0时,加计数进位,BO为0时,减计数借位。第二片的计数控制由LD执行控制功能,即CO、BO分别取反后一起接LD,其它接法与第一片相同,组成一个八位二进制可逆计数器。当计数到175时,加无效,当计数为0时,减无效。即当输出为10110000时,计数器清零。当输出为00000000时,执行减操作则计数器预置为最大值。
 
  3.3.2 数模转换电路
  数字调压控制电路输出送至数模转换器,这里因为没有要求其它附加功能,故采用一只ADC6080作为数模转换,其转换信号提供给功率放大电路。
 
  3.4比较器及PWM控制电路
  TOPSwitch-FX系列芯片集成了保护电路、PWM控制器及MOSFET管,这里可直接采用TO-220-7B型封装的TOP234Y型FX芯片。其中接数控信号与接反馈信号进行比较放大后接控制端C,M端通过大电阻接电输入正极。
 
  3.5输出稳压电路
  输出分为两路,第一路经整流、滤波作开关电源输出;第二路为数字IC提供电源。在整个控制电路中,所有的数字芯片都需要恒压电源,但是在输出电压调节过程中,第二路输出也会随着占空比的变化而变化,所以要在该路输出加上恒压电路。为了设计简便,这里用集成三端稳压器。只要把正输入电压加到UA7805的输入端,UA7805的公共端接地,其输出端便能输出芯片标称正电压。在输入端和输出端与地之间要接大滤波电容,在芯片引脚根部还要接小容量电容(0.1~10uF)到地。

  4 结论
  设计了一种基于PWM控制器和MOSFET集成芯片TOPSwitch-FX TOP234Y的数控开关电源,对一些关键技术进行了详细的介绍和分析。如果要求更高精度的可调电源时可以增加计数器和数模转换的位数,但同时要考虑芯片的沉载能力。若要更高的输出功率,可以更换TOPSwitch-FX芯片。此外,文中对开关电源的一些重要参数如空载功耗等的研究没有涉及,有待进一步研究。
  本文作者创新点:设计一种基于PWM控制器和MOSFET集成芯片TOPSwitch-FX TOP234Y的电压可调数字控制开关电源,实现对5~40V范围内电压的步加、步减调节,步进精度为0.2V,并且通过双向反馈电路提高电压稳定性。

 

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