发布时间 : 星期一 文章基于单片机的PWM脉宽调制开关电源更新完毕开始阅读8cacb9065a8102d276a22ffa
（3）U2从15V变到21V时，电压调整率SU≤2%（Io=2A） （4）Io从0A变到2A时，负载调整率SI≤5%（U2=18V）
（5）输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤2V（U2=18V，Uo=36V，Io=2A） （6）DC-DC变换器的效率??70%（U2=18V，Uo=36V，Io=2A） 3.3.1 开关电源电路的工作原理
电路主要包括输入整流滤波、UC3843脉宽调制、高频变压器、电压反馈整流滤波、输出整流滤波等几部分，其电路原理图如附录A。
通过电路图可以看出主电路的输入本分是由220V电压分别直接连接到两个起保护作用的3A的熔断器，当电流瞬间大于额定值时，两个熔断器会由于电流过大，温度升高使熔丝熔断，形成开路对主电路起到保护作用。C1起到滤波的作用，一般滤除掉两根导线间的纹波，即消除掉串模干扰。之后经过两个1nF的电感（L1、L2）进行整流，再次经过桥路电容（C2、C3、C4、C6）进行滤波，使后面接入的主电路所受的干扰降到最低。在UC3843的供电管脚前接入一个限流电阻R12来限制流入UC3843的电流，以便于保护该芯片的正常工作。UC3843的6脚为输出脚，后面接了电阻R4同样起到了限流的作用，来保护开关管Q1，当Q1的栅极有电流流入时开始工作，经过变压器变压次级绕组也开始工作，经过两个电感和两个电解电容进行整流滤波，最后经过R15、R16、一个可调电阻、R13、C17和TL431组成精密可调稳压基准电路，以此来配合PC821的光电耦合器来组成反馈电路来对整个电路进行反馈调节。电路中将UC3843内部的误差放大器反向输入引脚2直接接地，PC817的三极管集电极直接接在误差放大器的输出引脚1，跳过芯片内部的误差放大器，直接用引脚1反馈，然后与电流检测输入的第3脚进行比较，通过锁存脉宽调制器输出PWM驱动信号。当输出电压升高时，经电阻分压后输入到TL431的参考端的电压也升高，此时流过光耦中发光二极管的电流增大，PC817三极管集电极射级UCE电压减小，UC3843的6脚输出驱动信号的占空比减小，于是输出电压下降，达到稳压的目的。反之依然，使输出保持恒定，不受电网电压火负载变化的影响[14]。
在附录A中，直接从引脚1反馈的好处是能使电源的动态响应更快，而且简化了引
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脚1和引脚2之间RC网络的设计。因为误差放大器用作信号传输时都需要传输时间，并不是输出与输入同时建立。由于TL431内部有一个高增益的误差放大器，如果把引脚2反馈信号要通过两个高增益误差放大器，传输时间长。而且直接采用引脚1做反馈，还能起到过载保护的功能，当电源过载或输出短路时，流过光耦中的二极管的电流会迅速增大，引脚1的电压很快就被拉低。引脚1的电压低于1V时，UC3843就会关闭引脚6输出，从而保护了电源。
3.3.2 该开关电源单片机最小系统的设计
首先，对于使用的主要芯片做简单的简介。 （1）核心单片机AT89S52
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS工艺的8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统 可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM， 32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位止。8位微控制器8K字节在系统可编程 Flash [15]。
引脚功能描述：
P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。
在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4
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个 TTL 逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流I。
此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2 的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。
在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。 引脚号第二功能：
P1.0 T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出
P1.1 T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制） P1.5 MOSI（在系统编程用） P1.6 MISO（在系统编程用） P1.7 SCK（在系统编程用）
P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流I。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。
P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（I）。 P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。P3口还具有代替功能，见表2。
在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。 此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。
RST——复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。
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表2 P3引脚的代替功能
引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
代替功能 RXD(串行输入口) TXD(串行输出口) INTO(外中断0) INT1(外中断1) TO(定时/计数器0) T1(定时/计数器1) WR(外部数据存储器写选通) RD(外部数据存储器读选通)
资料来源于：何立民．单片机高级教程[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2001．
ALE/PROG——当访问外部程存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率 的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。
如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位被置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。
PSEN——程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。
EA/VPP——外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（存储器地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。
FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。
（2）数据采样A/D芯片MAX197
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