幾種數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計方案比較

隨著新型電力電子器件和適于更高開關(guān)頻率的電路拓撲的不斷出現(xiàn),傳統(tǒng)應(yīng)用技術(shù),由于功率器件性能的限制使開關(guān)電源性能的影響減至最小,新型的電源電路拓撲和新型的控制技術(shù),可使功率開關(guān)工作在零電壓或零電流狀態(tài),為了提高開關(guān)電源工作效率,設(shè)計出性能優(yōu)良的開關(guān)電源,十分必要。

1 幾種數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計方案比較

1.1 幾種設(shè)計方案電路原理

方案1:?

采用模擬的分立元件,利用純硬件來實現(xiàn)功能,通過電源變壓器、整流濾波電路以及穩(wěn)壓電路,實現(xiàn)穩(wěn)壓電源穩(wěn)定輸出+5V、+12V、+15V并能可調(diào)輸出0~30V電壓,見圖1所示。但由于模擬分立元件的分散性較大,各電阻電容之間的影響較大,因此所設(shè)計的指標(biāo)不高、不符合設(shè)計要求、且使用的器件較多、連接復(fù)雜、靈活性差、功耗也大,同時焊點和線路較多,使成品的穩(wěn)定性和精度受到影響.

方案2:

此方案采用傳統(tǒng)的調(diào)整管方案,主要特點在于使用一套雙計數(shù)器完成系統(tǒng)的控制功能,其中二進制計數(shù)器的輸出經(jīng)過D/A變換后去控制誤差放大的基準(zhǔn)電壓,以控制輸出步進。 十進制計數(shù)器通過譯碼后驅(qū)動數(shù)碼管顯示輸出電壓值,為了使系統(tǒng)工作正常,必須保證雙計數(shù)器同步工作.

方案3:

此方案不同于方案1之處在于使用一套十進制計數(shù)器,一方面完成電壓的譯碼顯示,另一方面其輸出作為EPROM 的地址輸入,而由 EPROM 的輸出經(jīng)D/A變換后控制誤差放大同步的問題,但由于控制數(shù)據(jù)燒錄在EPROM中,使系統(tǒng)設(shè)計靈活性降低

方案4:

此方案采用51系列單片機作為整機的控制單元,通過改變輸入數(shù)字量來改變輸出電壓值,從而使開關(guān)控制電源輸出電壓發(fā)生變化,間接地改變輸出電壓的大小。為了能夠使系統(tǒng)具備檢測實際輸出電壓值的大小,經(jīng)過 ADC0809 進行模數(shù)轉(zhuǎn)換,間接用單片機實時對電壓進行采樣,然后進行數(shù)據(jù)處理。利用單片機程控輸出數(shù)字信號,經(jīng)過D/A 轉(zhuǎn)換器(DA0830)輸出模擬量,再經(jīng)開關(guān)電源控制電路,使得輸出電壓達到穩(wěn)壓的目的。 單片機系統(tǒng)還兼顧對恒壓源進行實時監(jiān)控,輸出電壓經(jīng)過電流/電壓轉(zhuǎn)變后,通過A/D轉(zhuǎn)換芯片,實時把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)量,經(jīng)單片機分析處理,經(jīng)過數(shù)據(jù)形式的反饋環(huán)節(jié),使電壓更加穩(wěn)定,構(gòu)成穩(wěn)定的壓控電壓源。而且采用PWM 控制的開關(guān)電源,該電源具有高集成度、高性價比、最簡外圍電路、最佳性能指標(biāo)、能構(gòu)成高效率無工頻變壓器的隔離式開關(guān)電源等優(yōu)點。而且在成本上與同等功率的線性穩(wěn)壓電源相當(dāng),而電源效率顯著提高,體積和重量則大為減小.