鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：936次 | 2019年12月27日
基于SG3524的開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)
引言
近年來，隨著我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品需求量的增加，農(nóng)業(yè)自動(dòng)化水平的提高，以及大量農(nóng)業(yè)機(jī)械、電氣照明和溫控設(shè)備的增加，農(nóng)業(yè)電耗逐年增加，生產(chǎn)成本不斷提高。隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，開關(guān)穩(wěn)壓電源已作為一種較理想的電源為人們所使用，其運(yùn)用功率變換器進(jìn)行電能變換，能夠在滿足各種農(nóng)業(yè)用電的前提下，降低電耗，其高效節(jié)能可帶來巨大的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。然而當(dāng)前的農(nóng)業(yè)用開關(guān)穩(wěn)壓電源，雖然體積小，效率高，但輸出電壓的紋波較大，難以保證輸出電壓高穩(wěn)定性，常常影響農(nóng)用機(jī)械和電氣設(shè)備的連續(xù)生產(chǎn)，反而增加了耗能。為此，本文提出一種新的帶過載保護(hù)的開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)方案，能為農(nóng)用大型機(jī)械和農(nóng)業(yè)照明設(shè)備電路提供穩(wěn)定的電源，具有比較廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。
1方案論證
1.1DC2DC主回路拓?fù)潆娐贩桨刚撟C
目前，DC2DC主回路設(shè)計(jì)方案可考慮的方案有3種。
（1）單端正激式電路。該電路的電路原理圖如圖1所示。
該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但變壓器鐵心易磁化，MOS管導(dǎo)通時(shí)向負(fù)載供電，變壓器并沒有實(shí)現(xiàn)充分利用，效率不高，而且輸出電壓紋波大。該方案實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，目前為大部分農(nóng)業(yè)機(jī)械和電器設(shè)備采用，但難以保證穩(wěn)定持續(xù)的工作，應(yīng)用效果并不理想。
（2）全橋整流式電路。圖2所示為全橋整流式電路。該方案采用了4個(gè)MOS管，工作時(shí)對(duì)管同時(shí)導(dǎo)通，半周期內(nèi)Q1、Q3導(dǎo)通，Q2、Q4截止，然后Q2、Q4導(dǎo)通，Q1、Q3截止。這樣的工作方式使每半周期都有2個(gè)MOS管來分壓，對(duì)MOS管的耐壓要求就降低了，適用于高壓場(chǎng)合，但由于使用了4個(gè)MOS管，使得損耗功率增加，開關(guān)損耗同時(shí)增加?？紤]到農(nóng)業(yè)機(jī)械一般功率較大，采用該方案必然降低電能利用率，導(dǎo)致大量的能耗損失。
（3）雙管推挽放大電路。圖3所示為雙管推挽放大電路。該方案采用了2個(gè)MOS管輪流導(dǎo)通，比采用4個(gè)MOS管損耗低，而且輸出電壓比單端方式的要穩(wěn)，為達(dá)到設(shè)計(jì)所需要的效率，本文選用了該方案。
1.2控制方法及方案論證
1.2.1鍵控、穩(wěn)壓及顯示控制
常用的方案有2種。
（1）數(shù)字芯片方案。采用數(shù)字電路搭建控制平臺(tái)，用tlc4066與74ls07通過按鍵用74ls07計(jì)數(shù)，并通過4066來選通分壓電阻的電壓，輸入給PWM芯片，從而控制輸出電壓。用A/D采樣給數(shù)碼管顯示，但A/D控制不易實(shí)現(xiàn)而且顯示部分電路難以實(shí)現(xiàn)。
（2）嵌入式方案。采用51單片機(jī)小系統(tǒng)板對(duì)PWM芯片進(jìn)行控制，并對(duì)A/D和D/A進(jìn)行控制和采樣。采用以7279為核心的按鍵掃描顯示模塊進(jìn)行鍵控和顯示。該方案編程比較容易，控制很方便，顯示也很容易實(shí)現(xiàn)。經(jīng)綜合比較考慮，筆者選擇采用嵌入式解決方案。
