一种程控可调开关稳压电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型专利涉及一种程控可调开关稳压电源，特别是涉及AC-DC变压器和DC-DC降压电路，属于开关电源技术领域。尤其是本实用新型专利采用程序直接精确设置电源输出电压及电流，易于调试和修改，同时本实用新型将多个分立模块集成在一块，所占空间小，同时能耗低；本实用新型专利是一种具有体积小、效率较高、操作便捷、安全性较高、成本较低的程控开关稳压电源。
【背景技术】
[0002]一种程控可调开关稳压电源是以其成本低、输出稳定、安全性好等优点而成为国际上常用的一种电源方案。在现代生活中，稳定高效的电源设备已经成为电子产品不可或缺的重要部分。但是，不同的电子设备所要求的电源电压各不相同，导致有时候过多的电源设备给人带来很多麻烦。此外，市场上存在没有保护电路的电源设备，使用户在长时间使用的情况下增加极大的风险性。
[0003]一方面，开关电源中，存在较为严重的开关干扰；功率调整开关晶体管工作在开关状态，它产生的交流电压和电流通过电路中的其他元器件产生尖峰干扰和谐振干扰，这些干扰如果不采取一定的措施进行抑制、消除和屏蔽，就会严重地影响整机的正常工作。此外由于开关电源振荡器没有工频变压器的隔离，这些干扰就会串入工频电网，使附近的其他电子仪器、设备和家用电器受到严重干扰。
[0004]另一方面开关电源还具有噪声大、纹波峰值较大的缺点，纹波电压较高时，可能使电子产品产生谐波、调制等，干扰正常的工作状态，导致电源效率降低，影响数字电路的逻辑关系，干扰信号的正常传递等等。较强的纹波会产生浪涌电压或电流，有可能烧毁用电设备。因此，必须减小电源的纹波电压和噪声。
[0005]同时市面上的大部分电源没有保护装置，当出现突发情况时，无法及时关闭电源或采取应急措施，烧毁电器设备，甚至出现安全事故。采取过流或过压保护可以在一定程度上保护电源和设备、人身安全，减小事故损失。
【发明内容】
[0006]提供了本实用新型一种程控可调开关稳压电源的控制电路如下:
[0007]本实用新型涉及一种程控可调开关稳压电源，其特征在于包括以下装置:AC-DC部分、DC-DC部分、输出滤波电路、辅助电源部分、过流保护及报警电路装置、按键控制电路和液晶显不。
[0008]为了达到上述目的，实现本发明的技术解决方案为:
[0009]所述一种程控可调开关稳压电源采用单片机MSP430G2553控制电路及按键电路及其外围电路，通过程序控制，实现电源电压可控，其控制高效快速功耗较小，并通过液晶12864显示，使整个调节过程更加智能化，整个调试过程较方便，操作简单。由于本实用新型的集成度较高，所用到的芯片较少，成本较低，各模块相互间的影响较小，使电源较稳定。
[0010]AC-DC部分和DC-DC部分将交流220V电压经变压器直接降压，然后经4A大电流整流桥和电解电容整流滤波得到直流电压；DC-DC部分由TL594和PMOS管IRF9540组成一个BUCK电路，其将整流得到的直流电压与IRF9540的S极相连，而IRF9540的D极连着电感、二极管、电容组成一个滤波电路，并在输出端接入一个EMI输出滤波电路和电压电流负反馈电路，而IRF9540的G极与TL594的11脚相连，改变TL594的5、6脚的电容电阻大小，可以控制开关管的通断频率，间接控制输出端电容、电感充放电速率，达到控制电源升降压效率。
[0011]在电源的输出部分，加入了一个BO滤波电路，通过此电路使纹波的电压大小和噪声干扰降到很小的范围，在电源的各个部分加入了多个LC电路，减小了纹波的产生，从而减小对自身的干扰，同时还减小对其他仪器设备的干扰。
[0012]当输出电压过高或过低时，通过TL594的I脚反馈电压，与2脚的单片机MSP430G2553给定电压比较，使TL594内部的比较器输出置高或置低，使TL594自身调节PWM的大小，进一步控制MOS管通断时间，达到升降压，由于TL594自身集成的比较器和欠压保护电路，使整个电路功耗进一步降低。当电源输出的电压高于一定值时，电源会进行过压保护，通过单片机MSP430G2553控制反馈给TL594，使电源输出电压降低，达到过压保护。当电源输出的电流高于一定值时，通过采样电阻R7采样回来电压，经运放LM358误差放大，将电压反馈到TL594的16脚，同时还将采样电压经过运放LM358放大后反馈至报警电路，使NE555处于工作状态使蜂鸣器报警，同时通过单片机MSP430G2553给定TL594的15脚电压，经TL594的内部另一个比较器比较，软件调节通过反馈使TL594的PWM大小改变，从而改变输出电压，使电源输出电流降低。
[0013]上述开关电源控制过程中，所用部分芯片及单片机系统供电都通过电源自身的辅助电源提供，考虑到电源散热问题，本电源风扇供电也通过辅助电源解决，高效利用电源自身供电及减小耗能。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型工作原理框图；
[0015]图2为本实用新型主回路电路图；
[0016]图3为本实用新型辅助电源图；
[0017]图4为本实用新型报警电路图。
【具体实施方式】
[0018]【具体实施方式】根据上述实际附图，详细说明本实用新型一种程控可调开关稳压电源的较佳实施方式。
[0019]其中图1是一种程控可调开关稳压电源的控制框图，图2为辅助电源电路图，图3为报警电路图。电路包括220V-18V交流变压器、大电流整流桥及电容、电感、电阻、线圈、MOS 管 IRF9540、快恢型二极管、LM358、TL594、MSP430G2553、TLV5638、LCD12864、键盘矩阵、7812、AMS1117、NE555 等主要器件。
[0020]其中图1中电路是通过变压器降压，整流桥整流滤波实现AC-DC转换，所得直流电压可为图2辅助电源电路中提供电压，还可为图1中主回路提供电压，其中为TL594芯片提供vcc，使其正常工作。
[0021]同时TL594又通过改变PWM的大小间接控制MOS管IRF9540通断时间，使电感充放电时间发生改变，实现升降压，再通过反馈电路将输出电压反馈至TL594的电压比较端口，同时还通过AD转换将电压大小反馈至单片机MSP430G2553，单片机MSP430G2553通过TLV5638 DA给定TL594预置电压，使输出电压稳定在所需电压范围，整个电压输出控制都是通过程序进行控制，通过识别按键来设置输出电压的大小，使电压在一定范围内进行改变，并将输出电压的大小通过液晶12864显示，使调节智能化。
[0022]输出电压要经过BO滤波电路抑制纹波，减小输出杂波，本实用新型的EMI滤波电路是由一个耦合两根电感线的瓷环和滤波电容组成，达到抑制纹波的效果；图2辅助电源将图1中变压整流滤波后的直流电压通过7812和AMS1117分别稳定在+12V、+5V，可为单片机提供VCC，同时为LM358和NE555提供VCC，其中LM358构成反馈回路和NE555构成报警电路，辅助电源为风扇供电以降低电源温度防止过热；以上程控电源稳压电路的整个系统都是通过单片机MSP430G2553程序控制，实现电源输出电压可控及过流保护电路。
【主权项】
1.一种程控可调开关稳压电源，包括以下装置，AC-DC部分、DC-DC部分、输出滤波电路、辅助电源部分、过流保护及报警电路装置、按键控制电路和液晶显示，其特征是将220V的交流电输入到变压器，再经直流滤波电路，整流得到的直流一部分接辅助电源，另一部分接BUCK降压电路，然后接线性整流滤波电路输出，在输出端接有电压采样电路，采样电压接单片机MSP430G2553，采样电阻作电流采样，采样的电流接报警电路，报警电路与单片机相连，同时单片机MSP430G2553与液晶12864相连作显示，与按键电路相连作电压预置，同时单片机MSP430G2553与TLV5638相连，进而连接BUCK电路控制电压大小。
2.根据权利要求书I所述的一种程控可调开关稳压电源，其特征是，AC-DC部分将交流220V电压经变压器直接降压，然后经4A大电流整流桥和电解电容整流滤波得到直流电压；DC-DC部分由TL594和PMOS管IRF9540组成一个BUCK电路，其将整流得到的直流电压与IRF9540的S极相连，而IRF9540的D极连着电感、二极管、电容组成一个滤波电路，并在输出端接入一个EMI输出滤波电路和电压电流负反馈电路，而IRF9540的G极与TL594的11脚相连，TL594的5、6脚的电容和电阻大小可以控制开关管的通断频率，间接控制输出端电容、电感充放电速率，达到控制电源升降压效率；在输出端通过电阻采样得到输出电压，经运放LM358误差放大后，送入MSP430G2553的A/D端口，按键电路与单片机MSP430G2553相连，设定电压值，并将采样进来的电压与设定值作比较，通过TLV5638双路DA为TL594的2脚提供输出电压控制信号，不断控制TL594的11脚电平达到控制IRF9540的通断使电感、电容充放电，直到达到预设值。
3.根据权利要求书I所述的一种程控可调开关稳压电源，其特征是，辅助电源电路由7812和AMSl 117构成，将权利要求1中的AC-DC中的DC部分直接与7812相连，得到12V直流电压，并为风扇供电^fAMSl117与7812串联得到5V直流电压为LM358运放和单片机MSP430G2553提供电源。
4.根据权利要求书I所述的一种程控可调开关稳压电源，其特征是，过流保护及报警电路装置由采样电阻检测电流大小和LM358运放、NE555和蜂鸣器构成；采样电阻将电流信号转变为电压信号，电压信号经过LM358放大10倍，反馈至TL594的16脚；16脚的反馈电压与15脚的给定电压相比较，使流过负载的电流不超过3A ;若TL594的反馈失调，致使流过负载的电流超过3.5A时，接通NE555定时器来驱动蜂鸣器，发出报警声音。
【专利摘要】本实用新型属一种程控可调开关稳压电源，其特征在于包括以下装置：AC-DC变压电路、DC-DC降压电路、输出EMI滤波电路和各种保护电路等；一种程控可调开关稳压电源具有结构简单、小型化、效率较高、输出电压精确且可调和输出纹波小等优势；此外，本实用新型成本低，产品调试容易，便于批量生产。
【IPC分类】H02M7-12
【公开号】CN204559418
【申请号】CN201520250128
【发明人】戴圣伟, 夏炜杰, 蔡胜强, 陈赛文, 王斐, 王炎平, 宓茜, 刘洪婧, 徐格
【申请人】湖南工业大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月23日