開關電源在各行各業(yè)被廣泛選用，而開關電源技術性也擁有重特大的提升和發(fā)展。新式電力電子器件的開發(fā)設計推動了開關電源的高頻率化，輸出功率MUSFET和IGBT可使大中小型開關電源輸出功率做到400KHZ，軟電源開關技術性使高頻率開關電源的完成擁有很有可能，它不但能夠降低開關電源的容積和凈重，并且提升 了電源的效率；控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢及其專用型操縱處理芯片的生產(chǎn)制造，不但使電路大幅簡單化，并且使開關電源的動態(tài)性特性和可信性進一步提高。
開關電源的高頻率化指電子電源發(fā)展趨勢的自主創(chuàng)新技術性，高頻率化產(chǎn)生的經(jīng)濟效益是使開關電源設備前所未有的微型化，并使開關電源進到更普遍的行業(yè)，特別是在高新科技行業(yè)的運用，促進來到高新科技商品的微型化、輕巧化，此外開關電源的發(fā)展趨勢與運用在節(jié)約能源與保護生態(tài)環(huán)境層面都具備長遠的實際意義。二十一世紀開關電源的發(fā)展趨勢技術性追求完美和發(fā)展趨向能夠歸納為下列四個層面：微型化、汽車輕量化、高頻率化；②很高的可靠性；③低噪音；④選用輔助設計設計方案和操縱。
開關電源的構造
開關電源的基礎組成如圖所示1所顯示，在其中DC/DCSPWM用以開展輸出功率變換，是開關電源的關鍵一部分，除此之外也有軟起動、過電流與過電壓保護等電源電路。輸出取樣電源電路檢驗輸出電壓轉(zhuǎn)變，并與標準工作電壓開展較為，出現(xiàn)偏差的原因工作電壓歷經(jīng)變大及脈沖寬度調(diào)制（PWM）電源電路，再歷經(jīng)光耦電路操縱電力電子器件的pwm占空比，進而做到調(diào)節(jié)輸出電壓尺寸的目地。DC/DCSPWM有多種多樣電源電路方式，普遍的有工作中波型為波形的PWMSPWM及其工作中波型為標準正弦波形的串聯(lián)諧振型SPWM，在本設計方案中選用PWMSPWM來操縱電力電子器件的pwm占空比。本設計方案關鍵由四個一部分構成：1）整流器低通濾波器；2）變壓斬波電路；3）PWM脈沖寬度調(diào)制電源電路；4）按鍵顯示電源電路。
1.單相電橋式整流低通濾波器
單相電橋式整流低通濾波器如圖2所顯示。負荷RL未連接（電源開關S斷掉）時的狀況：設電力電容器兩邊原始工作電壓為零，連接交流電后，當v2為正自感電動勢時，v2根據(jù)D1、D3向電力電容器C電池充電；v2為負自感電動勢時，經(jīng)D2、D4向電力電容器C電池充電，電池充電穩(wěn)態(tài)值為
在其中Rint包含變電器副繞阻的電阻測量和二極管D的順向電阻器。因為Rint一般不大，電力電容器迅速就電池充電到交流電流v2的最高值，旋光性如圖2所顯示。因為電力電容器無充放電控制回路，故輸出電壓（即電力電容器C兩邊的工作電壓vC）維持在，輸出為一個穩(wěn)定的交流電，如圖所示3中t<0（即縱坐標左側(cè)）一部分所顯示。
因td一般很大，故電容器兩邊的工作電壓vC按指數(shù)值規(guī)律性漸漸地降低，其輸出電壓vL=vC，如圖所示3的ab段所顯示。此外，交流電流v2按正弦交流電規(guī)律性升高。當v2>vC時，二極管D1、D3受順向工作電壓功效而通斷，這時v2經(jīng)二極管D1、D3一方面向負荷RL出示電流量，另一方面向電力電容器C電池充電（連接負荷時的電池充電穩(wěn)態(tài)值tc=(RL||Rint)C≈RintC不大），vC將如圖所示3中的bc段，圖上bc段上的黑影一部分為電源電路中的電流量在逆變電路內(nèi)電阻Rint上造成的損耗。vC伴隨著交流電流v2上升到貼近最高值。隨后，v2又按正弦交流電規(guī)律性降低。當v2這類電源電路的優(yōu)勢是輸出電壓高，諧波失真工作電壓較小，管道所承擔的較大 反方向工作電壓較低，另外因環(huán)形變壓器在正、負自感電動勢內(nèi)都是有電流量提供負荷，環(huán)形變壓器獲得了充足的運用，高效率較高。因而，這類電源電路在半導體材料逆變電路中獲得了甚為普遍的運用。
2．變壓斬波電路
變壓斬波電路電路原理圖如圖4所顯示。當控制板輸出單脈沖上拉電阻時，開關管VT通斷，電感器L存儲動能，在ton時間內(nèi)電感器電流量增加量為。當控制板輸出低電頻時，開關管VT截至，電感器L向電容器C電池充電并向負荷出示動能，在Ioff時間內(nèi)電感器降低的電總流量為，當電源電路工作中于平穩(wěn)情況時，有，必得（為pwm占空比），由于，因此 輸出電壓高過鍵入工作電壓，電源電路完成變壓，設計方案中要是調(diào)整pwm占空比的尺寸就可以更改輸出電壓的尺寸。
3.PWM脈沖寬度調(diào)制電源電路
PWM脈沖寬度調(diào)制電源電路選用功能齊全的TL494定頻空調(diào)調(diào)配處理芯片，該處理芯片有16個腳位，處理芯片的封裝圖與內(nèi)部電源電路如圖所示5所顯示。
TL494由震蕩器、D觸發(fā)器、過流保護時間電壓比較器、PWM電壓比較器、2個誤差放大器、9V標準電壓源與2個驅(qū)動器三極管構成。處理芯片的1腳、2腳和15腳、16腳各自為2個誤差放大器鍵入端；3腳為誤差放大器的意見反饋賠償端；4腳為過流保護脈沖信號操縱端；5腳、6腳為震蕩器的R、C鍵入端；8腳、9腳和11腳、10腳各自為2個內(nèi)部驅(qū)動器三極管的集電結和發(fā)射極，根據(jù)他們傳出的單脈沖能夠操縱SPWM開關管的更替通斷與截至；13腳為輸出情況操縱端，當13腳為低電頻時，2個內(nèi)部驅(qū)動器三極管另外通斷或截至，腳位8和11同歩工作中，單端輸出，當13腳為上拉電阻時，2個內(nèi)部驅(qū)動器三極管更替通斷，腳位8和11推挽工作中，雙路輸出，各自操縱SPWM的2個開關管。本設計方案選用第一種工作方式。
該處理芯片的最大輸出功率為300kHz，具體輸出功率由腳位5、6所接的電阻器與電容器決策，其震蕩頻率式子為f=1.1/(RTCT)，本設計方案挑選的震蕩頻率為50kHz，鋸齒狀波在片內(nèi)被送至電壓比較器1和2的反相端，鋸齒狀波與片內(nèi)的誤差放大器的輸出在PWM電壓比較器2中較為，而過流保護操縱脈沖信號與鋸齒狀波在過流保護時間電壓比較器1中較為，二者的輸出各自為一定總寬的矩形框波，他們另外送至或邏輯門，經(jīng)分頻器分音器后，再經(jīng)相對的邏輯門去操縱內(nèi)部三極管通斷，VT1和VT2另外通斷或截至，進而操縱開關管的通斷與截至。其工作中波型如圖所示6所顯示。
此外，在鍵入開關電源剛接入時，因為電容器上的工作電壓不可以突然變化，因此 啟動一瞬間，過流保護操縱端4與內(nèi)部標準工作電壓14端防雷接地，為上拉電阻，過流保護電壓比較器1也輸出上拉電阻，封禁輸出端2個晶體三極管；伴隨著電容器工作電壓的持續(xù)升高，4端電位差慢慢減少，這兩個晶體三極管才慢慢啟用，促使該開關電源的輸出電壓不容易突然變化，完成軟啟動。一切正常工作中時，主電源電路電子開關的通斷時間(它決策一切正常工作中時的輸出電壓值)將由連接誤差放大器1反相端給出工作電壓Ug和連接同相端意見反饋工作電壓Uf較為明確。
4.按鍵顯示電源電路
依據(jù)設計方案規(guī)定，要根據(jù)功能鍵調(diào)節(jié)輸出電壓值，并即時顯示信息工作電壓預設值和具體值，可選用八個數(shù)碼顯示管來顯示信息標值，四個即時顯示信息當今設置的工作電壓值，此外四個分時圖顯示信息具體工作電壓值和電流；而功能鍵應包含提升鍵和降低鍵，還能夠根據(jù)功能鍵來操縱主電源電路的啟用與關閉。
5．系統(tǒng)軟件完成計劃方案及構造框架圖
控制系統(tǒng)設計框架圖如圖所示7所顯示。設計方案中以變壓斬波電路為主導控制回路，該電源電路完成將整流器過濾后的交流電壓變成25V～30V的輸出電壓。全部系統(tǒng)軟件以單片機設計PIC16F877A和PWM調(diào)配處理芯片TL494組成自動控制系統(tǒng)。TL494造成的差分信號操縱變壓斬波電路，另外還根據(jù)外圍電路完成穩(wěn)壓管、過電流保護、自修復、軟起動等作用。單片機設計根據(jù)操縱數(shù)字電位器MCP41010的輸出值，完成輸出電壓值的設置和步進電機的調(diào)節(jié)，除此之外還根據(jù)A/D控制模塊，完成輸出電壓、電流的數(shù)顯式。在變壓斬波電路中，選用了導通電阻器十分小的MOSFET做為開關管，快修復二極管做為續(xù)流管，合理的提升 了電源電路的高效率。
6.手機軟件作用
源程序持續(xù)檢驗是不是有功能鍵鍵入，如果有功能鍵，則開展相對的鍵值解決，依據(jù)功能鍵更改設置的工作電壓值，完成數(shù)控機床鍵入，并分時圖顯示信息具體工作電壓值和電流。根據(jù)數(shù)控編程軟件完成下列作用：
1).輸出電壓可按0.1V的步進電機值調(diào)節(jié)；
2).根據(jù)A/D取樣，顯示信息輸出電壓和輸出電流量；
3).根據(jù)功能鍵，能夠操縱主電源電路的啟用與關閉。
匯總
本設計方案選用系統(tǒng)軟件硬件配置和電腦編程緊密結合的方式，依據(jù)設計方案總體目標從系統(tǒng)軟件整體的方案設計和構造框架圖下手，再依據(jù)各控制模塊的作用開展電路設計圖的設計方案和關鍵元器件的挑選，設計方案出去的商品具備體型小、重量較輕、高效率、熱值低、特性平穩(wěn)等優(yōu)勢，在電子器件、電氣設備和家用電器行業(yè)中獲得了普遍的運用，巨大地區(qū)便了大家的日常生活和生產(chǎn)制造，能夠堅信其行業(yè)前景一片寬闊。
