基于68HC908SR12的智能數(shù)字化開關(guān)電源設(shè)計(2)

1.3 驅(qū)動電路設(shè)計

　　由于單片機(jī)輸出5V 1vrL電平不足以驅(qū)動主功率開關(guān)管，并且在整個電路中原副邊完全電氣隔離，因此單片機(jī)輸出PWM信號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)動電路具有以下特點(diǎn)：

　?。?）能夠提供足夠大的驅(qū)動電流，即驅(qū)動電路的充電電阻要充分小，以縮短導(dǎo)通時間；

      （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)動電壓， 驅(qū)動電壓一般取12V 比較合適。

　　考慮到原副邊的電氣隔離，設(shè)計了以下驅(qū)動電路，如圖4。

　　PWM為單片機(jī)輸出的占空比信號，經(jīng)過光耦與原邊相連，滿足了原副邊的電氣隔離要求。反相器U2實(shí)現(xiàn)了TTL電平到CMOS電平的轉(zhuǎn)換。PWM信號為高電平時，U2輸出高電平，T1導(dǎo)通，T2關(guān)斷，驅(qū)動電源對開關(guān)管的柵源間電容充電，使之迅速達(dá)到開關(guān)管的開通閾值電壓，開關(guān)管迅速導(dǎo)通；PWM 信號為低電平時，U2輸出低電平，T1關(guān)斷，T2導(dǎo)通，開關(guān)管柵源間電容通過T2迅速將電量放出，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)管的迅速關(guān)斷。該驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定且具有很高的驅(qū)動速度，可取代價格較高的驅(qū)動芯片。

　　2 系統(tǒng)軟件流程

　　系統(tǒng)流程圖如圖5。

　　為了改進(jìn)系統(tǒng)的動態(tài)特性及穩(wěn)定性，在數(shù)據(jù)處理程序中對PWM 的占空比規(guī)定了上下限， 以防連續(xù)采樣時出現(xiàn)較大偏差，對PWM 進(jìn)行限幅處理。另外若出現(xiàn)意外情況，單片機(jī)會及時關(guān)斷PWM，以防輸出電壓或電流過大而損壞晶體管。

　　3 結(jié)語

　　在采集大量數(shù)據(jù)分析后得到以下結(jié)論：該開關(guān)電源工作在恒壓模式時，輸出值與期望值誤差不超過30mV~工作在恒流模式時，輸出值與期望值不超過40mA；整機(jī)效率在85 以上，主功率開關(guān)管的溫升在40℃左右，高頻變壓器溫升低于60℃，完全適應(yīng)于一般場合下的電能供應(yīng)要求。

　　以單片機(jī)為核心的開關(guān)電源，不僅有助于提高開關(guān)電源的精度，也使得開關(guān)電源更加智能化。智能化也是今后電源發(fā)展的一個方向，因此本文設(shè)計的以單片機(jī)為核心的可編程電源供應(yīng)器具有較高的使用價值。