开关电源在各行各业被广泛选用，而开关电源技术性也拥有重特大的提升和发展。新式电力电子器件的开发设计推动了开关电源的高频率化，输出功率MUSFET和IGBT可使大中小型开关电源输出功率做到400KHZ，软电源开关技术性使高频率开关电源的完成拥有很有可能，它不但能够降低开关电源的容积和净重，并且提升 了电源的效率；控制系统的发展趋势及其专用型操纵处理芯片的生产制造，不但使电路大幅简单化，并且使开关电源的动态性特性和可信性进一步提高。

开关电源的高频率化指电子电源发展趋势的自主创新技术性，高频率化产生的经济效益是使开关电源设备前所未有的微型化，并使开关电源进到更普遍的行业，特别是在高新科技行业的运用，促进来到高新科技商品的微型化、轻巧化，此外开关电源的发展趋势与运用在节约能源与保护生态环境层面都具备长远的实际意义。二十一世纪开关电源的发展趋势技术性追求完美和发展趋向能够归纳为下列四个层面：微型化、汽车轻量化、高频率化；②很高的可靠性；③低噪音；④选用辅助设计设计方案和操纵。

开关电源的构造

开关电源的基础组成如图所示1所显示，在其中DC/DCSPWM用以开展输出功率变换，是开关电源的关键一部分，除此之外也有软起动、过电流与过电压保护等电源电路。輸出取样电源电路检验输出电压转变，并与标准工作电压开展较为，出现偏差的原因工作电压历经变大及脉冲宽度调制（PWM）电源电路，再历经光耦电路操纵电力电子器件的pwm占空比，进而做到调节输出电压尺寸的目地。DC/DCSPWM有多种多样电源电路方式，普遍的有工作中波型为波形的PWMSPWM及其工作中波型为标准正弦波形的串联谐振型SPWM，在本设计方案中选用PWMSPWM来操纵电力电子器件的pwm占空比。本设计方案关键由四个一部分构成：1）整流器低通滤波器；2）变压斩波电路；3）PWM脉冲宽度调制电源电路；4）按键显示电源电路。

1.单相电桥式整流低通滤波器

单相电桥式整流低通滤波器如图2所显示。负荷RL未连接（电源开关S断掉）时的状况：设电力电容器两边原始工作电压为零，连接交流电后，当v2为正自感电动势时，v2根据D1、D3向电力电容器C电池充电；v2为负自感电动势时，经D2、D4向电力电容器C电池充电，电池充电稳态值为

在其中Rint包含变电器副绕阻的电阻测量和二极管D的顺向电阻器。因为Rint一般不大，电力电容器迅速就电池充电到交流电流v2的最高值，旋光性如图2所显示。因为电力电容器无充放电控制回路，故输出电压（即电力电容器C两边的工作电压vC）维持在，輸出为一个稳定的交流电，如图所示3中t<0（即纵坐标左侧）一部分所显示。

因td一般很大，故电容器两边的工作电压vC按指数值规律性渐渐地降低，其输出电压vL=vC，如图所示3的ab段所显示。此外，交流电流v2按正弦交流电规律性升高。当v2>vC时，二极管D1、D3受顺向工作电压功效而通断，这时v2经二极管D1、D3一方面向负荷RL出示电流量，另一方面向电力电容器C电池充电（连接负荷时的电池充电稳态值tc=(RL||Rint)C≈RintC不大），vC将如图所示3中的bc段，图上bc段上的黑影一部分为电源电路中的电流量在逆变电路内电阻Rint上造成的损耗。vC伴随着交流电流v2上升到贴近最高值。随后，v2又按正弦交流电规律性降低。当v2这类电源电路的优势是输出电压高，谐波失真工作电压较小，管道所承担的较大 反方向工作电压较低，另外因环形变压器在正、负自感电动势内都是有电流量提供负荷，环形变压器获得了充足的运用，高效率较高。因而，这类电源电路在半导体材料逆变电路中获得了甚为普遍的运用。

2．变压斩波电路

变压斩波电路电路原理图如图4所显示。当控制板輸出单脉冲上拉电阻时，开关管VT通断，电感器L存储动能，在ton時间内电感器电流量增加量为。当控制板輸出低电频时，开关管VT截至，电感器L向电容器C电池充电并向负荷出示动能，在Ioff時间内电感器降低的电总流量为，当电源电路工作中于平稳情况时，有，必得（为pwm占空比），由于，因此 输出电压高过键入工作电压，电源电路完成变压，设计方案中要是调整pwm占空比的尺寸就可以更改输出电压的尺寸。

3.PWM脉冲宽度调制电源电路

PWM脉冲宽度调制电源电路选用功能齐全的TL494定频空调调配处理芯片，该处理芯片有16个脚位，处理芯片的封裝图与內部电源电路如图所示5所显示。

TL494由震荡器、D触发器、过流保护時间电压比较器、PWM电压比较器、2个误差放大器、9V标准电压源与2个驱动器三极管构成。处理芯片的1脚、2脚和15脚、16脚各自为2个误差放大器键入端；3脚为误差放大器的意见反馈赔偿端；4脚为过流保护脉冲信号操纵端；5脚、6脚为震荡器的R、C键入端；8脚、9脚和11脚、10脚各自为2个內部驱动器三极管的集电结和发射极，根据他们传出的单脉冲能够操纵SPWM开关管的更替通断与截至；13脚为輸出情况操纵端，当13脚为低电频时，2个內部驱动器三极管另外通断或截至，脚位8和11同歩工作中，单端輸出，当13脚为上拉电阻时，2个內部驱动器三极管更替通断，脚位8和11推挽工作中，双路輸出，各自操纵SPWM的2个开关管。本设计方案选用第一种工作方式。

该处理芯片的最大输出功率为300kHz，具体输出功率由脚位5、6所接的电阻器与电容器决策，其震荡頻率式子为f=1.1/(RTCT)，本设计方案挑选的震荡頻率为50kHz，锯齿状波在片内被送至电压比较器1和2的反相端，锯齿状波与片内的误差放大器的輸出在PWM电压比较器2中较为，而过流保护操纵脉冲信号与锯齿状波在过流保护時间电压比较器1中较为，二者的輸出各自为一定总宽的矩形框波，他们另外送至或逻辑门，经分频器分音器后，再经相对的逻辑门去操纵內部三极管通断，VT1和VT2另外通断或截至，进而操纵开关管的通断与截至。其工作中波型如图所示6所显示。

此外，在键入开关电源刚接入时，因为电容器上的工作电压不可以突然变化，因此 启动一瞬间，过流保护操纵端4与內部标准工作电压14端防雷接地，为上拉电阻，过流保护电压比较器1也輸出上拉电阻，封禁輸出端2个晶体三极管；伴随着电容器工作电压的持续升高，4端电位差慢慢减少，这两个晶体三极管才慢慢启用，促使该开关电源的输出电压不容易突然变化，完成软启动。一切正常工作中时，主电源电路电子开关的通断時间(它决策一切正常工作中时的输出电压值)将由连接误差放大器1反相端给出工作电压Ug和连接同相端意见反馈工作电压Uf较为明确。

4.按键显示电源电路

依据设计方案规定，要根据功能键调节输出电压值，并即时显示信息工作电压预设值和具体值，可选用八个数码显示管来显示信息标值，四个即时显示信息当今设置的工作电压值，此外四个分时图显示信息具体工作电压值和电流；而功能键应包含提升键和降低键，还能够根据功能键来操纵主电源电路的启用与关闭。

5．系统软件完成计划方案及构造框架图

控制系统设计框架图如图所示7所显示。设计方案中以变压斩波电路为主导控制回路，该电源电路完成将整流器过滤后的交流电压变成25V～30V的输出电压。全部系统软件以单片机设计PIC16F877A和PWM调配处理芯片TL494组成自动控制系统。TL494造成的差分信号操纵变压斩波电路，另外还根据外围电路完成稳压管、过电流保护、自修复、软起动等作用。单片机设计根据操纵数字电位器MCP41010的輸出值，完成输出电压值的设置和步进电机的调节，除此之外还根据A/D控制模块，完成输出电压、电流的数显式。在变压斩波电路中，选用了导通电阻器十分小的MOSFET做为开关管，快修复二极管做为续流管，合理的提升 了电源电路的高效率。

6.手机软件作用

源程序持续检验是不是有功能键键入，如果有功能键，则开展相对的键值解决，依据功能键更改设置的工作电压值，完成数控机床键入，并分时图显示信息具体工作电压值和电流。根据数控编程软件完成下列作用：

1).输出电压可按0.1V的步进电机值调节；

2).根据A/D取样，显示信息输出电压和輸出电流量；

3).根据功能键，能够操纵主电源电路的启用与关闭。

汇总

本设计方案选用系统软件硬件配置和电脑编程紧密结合的方式，依据设计方案总体目标从系统软件整体的方案设计和构造框架图下手，再依据各控制模块的作用开展电路设计图的设计方案和关键元器件的挑选，设计方案出去的商品具备体型小、重量较轻、高效率、热值低、特性平稳等优势，在电子器件、电气设备和家用电器行业中获得了普遍的运用，巨大地区便了大家的日常生活和生产制造，能够坚信其行业前景一片宽阔。