数字式开关通信电源

数字式开关通信电源（通用12篇）

数字式开关通信电源 篇1

随着信息化、自动化技术的发展, 作为整个大系统的能量提供中心的电源, 其稳定性、可靠性、可控性、可检测性越来越重要。而数字化的电源可以实现快速、灵活的控制设计, 使D C/D C变换器的性能更好, 改善电路的瞬态响应, 使之速度更快, 更精确, 并提高了可靠性。

1 开关电源的工作原理

开关电源就是电路中的电力电子器件工作在开关状态的电源, 它必须同时具备这样三个条件:开关 (电路中的电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态) 、高频 (电路中的电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频) 和直流 (电源输出是直流而不是交流) 。开关电源电路中的整流电路是把交流电源直接经过二极管整流电路和电容C1滤波后得到直流电压ui, 再由逆变器逆变成高频交流方波脉冲电压。逆变器输出经高频变压器T隔离并变换成适当的交流电压, 再经过整流和滤波变成所需要的直流输出电压uo。

2 开关电源的软开关技术

开关电源的寿命由模块内部工作温升所决定, 温升的高低主要由模块的效率高低所决定。现在市场上大量使用的开关电源, 主要采用的是脉宽调制技术 (P W M) 。硬P W M控制型开关电源主要缺陷是提高工作频率的同时难以减小元器件的几何尺寸及重量。在较高的频率下, 开关损耗增大, 因此通常工作频率限制在几百赫兹以下, PWM型开关电源的损耗主要是开、关及导通状态下的功耗, 而开通损耗主要是由存储在新载体开关的寄生电容内的能量突变所引起的。开关管关断时加在漏感上的电压随di/dt将产生一个尖峰值。为了限制开关器件的应力又必须采用缓冲电路, 这一缓冲电路也将耗能。

3 高频开关电路小信号模型的建立

目前在D C/D C或A C/D C变换器的建模方法应用比较广泛的是状态空间平均法。所谓状态空间平均法是从变换器的不同拓扑下的状态空间方程出发, 经过平均——小信号扰动——线性化处理, 得到表征变换器稳态和动态小信号特性的数学模型, 最后获得一个统一的电路模型。移相全桥变换器可由BUCK变换器变化而来, 所以首先根据BUCK型变换器电路结构建立BUCK小信号模型[3], 如图1、图2所示。

由等效电路很容易得B U C K变换器的控制一输出开环传递函数。

移相全桥ZVS变换器与BUCK变换器的不同之处在于移相全桥变换器的占空比为有效占空比Deff, 记移相全桥变换器主变压器原副边匝比为1:n。有效占空比:

其中, Lr为谐振电感。由上式可知, 有效占空比Deff是原边占空比D、输入电压Vm、负载电流人的函数。这样, 在移相全桥变换器中存在三种不同扰动使有效占空比Deff产生相应的三种扰动。移相全桥变换器的小信号等效电路模型如图3。

由等效电路可得移相全桥变换器的控制-输出传递函数:

其中, Rd=4n2Lrf, Rd的意义是负载甩流引起的原边电压损失与负载电流的比值, 与负载电流的乘积再除以原边电压就是负载电流引起的占空比丢失。从上式可以看到, 由于负载电流对有效占空比的影响, 降低了Gvd (s) 的低频增益。在主电路参数设计中, 必须控制最大占空比丢失。

将实际参数代入上式, Vm=3 9 0 V, n=3, Lf=1 1 1.3 u H, C=4 0 u F, VO=4 8 V, Lr=9.8 u H, f=1 0 0 K H z, R=Uo2/P o=4 8 2/2 4 0 0=0.9 6, 得:Gvd (s) =1170/ (4.45×10-9S2+0.776S+36.8)

4 数字控制系统软件流程

系统软件主要有主程序和中断程序两大部分。

主程序主要是完成系统初始化, 开关机检测, 开关机初始化, 然后进入主程序循环等待中断。硬件初始化作包括偏置看门狗电路;禁止中断 (取T M=1) ;设置符号扩展模式 (S X M=1) ;清零所有的C P U级中断标志寄存器 (IFR) ;设置CPU级中断屏蔽寄存器 (I M R) 等。

当C P U接受中断请示时, 它并不知道是哪一个外设事件引起的中断请求。因此, 为了让C P U能够区别这些引起中断的外设事件, 在每个外设中断请求有效时都会产生一个唯一的外设中断向量, 这个外设中断向量被装载入外设中断向量寄存器 (PIVR) 里面。中断程序包括Tl周期中断子程序、Tl下溢中断子程序和N M I中断子程序 (N M I中断由NMI屏蔽寄存器管理) 。在周期中断程序中完成读取电压采样值, 数字滤波, 实施控制算法, 启动电流AD转换等工作, 周期中断中完成稳压控制。

参考文献

[1]蔡宣三.FEPPCON研讨会与电力电子的未来展望[J].电力电子.2006 (1) :7～11.

[2]洪峰.数字控制移相全桥软开关变换器[D]. (硕士学位论文) .南京:南京航空航天大, 2004.

[3]丘水生.开关功率变换器符号分析方法的原理[J].电子学报, 1997, 1 (25) :5～10.

数字式开关通信电源 篇2

1.高频开关电源由哪几部分组成？（画出原理方框图加以说明）

输入滤波电器→整流滤波→逆变→输出整流滤波→控制电路、辅助电源、检测电路、保护控制电路

第二章

1.串联型线性稳压电源的工作原理，开关型稳压电源的工作原理以及两种电源的优缺点比较。

串联线性调整型稳压电源的基本工作原理：Vo=E-ILRW 开关型稳压电源的工作原理：EAB=ton/T×E

串联型线性稳压电源优点：稳定性好，输出纹波电压小，使用可靠。

缺点：1.体积大且笨重的工频变压器和滤波器。2.功耗大，效率低，需要大功率调整管。3.需要体积很大的散热器。

开关型稳压电源优:1功耗小，效率可达70%-95%。2可靠性、稳定性高。3重量轻，体积小；散热器体积小；不需要电源变压器；工作频率高，滤波电容电感数值小。4对电网输入的适应能力提高。2．TRC控制的方式和特点

方式：脉冲宽度调制方式、脉冲频率调制方式、混合调制方式。

脉冲宽度调制方式:开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方 式。

脉冲频率调制方式：导通脉冲宽度恒定，通过改变工作频率改变占空比。混合调制方式：导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定的方式。3.PWM和PFM型TRC控制变换器型开关电源的工作原理的区别。

PWM开关电源稳压的基本原理：输出电压增大→反馈电路检测该值，与基准电压比较，放大→脉宽-转换电路转换成脉冲宽度的变化（使脉冲变窄，即占空比变小）→输出电压值下降→输出电压稳定。

输出电压减小→控制回路输出脉宽增大→输出电压增大→输出电压稳定 PFM开关电源稳压过程：输出电压上升→控制回路输出脉冲的工作周期增大（频率下降）；输出电压下降→控制回路输出脉冲的工作周期减小。4.PWM型稳压电源的优缺点。

优点：

1、体积小，重量轻。

2、效率高

3、适应性强

4、可防止过电压的危害

5、输入交流突然停电时，输出电压保持时间长。

6、输出电压越低，输出电流越大。缺点：

1、电路复杂，元器件数量多。

2、输出纹波大

3、动态响应差。第三章

1.推挽、全桥、半桥电路的电路结构，工作原理，各自的特点。

推挽工作原理：①开关BG1和BG2交替导通，输入直流电压→高频方波交流电压。⑤当两个开关都关断时，VCE1和VCE2 均为E。电路的缺点：高频变压器利用率太低。

优点：

1、管子数目少。

2、驱动电路和过流保护电路简化、选择余地增大。全桥电路工作原理：①当BG1与BG2开通，截止晶体管(BG3、BG4）上的电压为输入电压E。

②当4个开关都关断时，同桥臂上的每个开关承受电压为E/2。优点：1管子选择方便。

2、适用于大功率输出。缺点：电路复杂，元器件多。

半桥电路工作原理：①当两个开关管BG1和BG2都截止时，电容C01，C02中点A的电压为E/2。

②当BG1导通时，C02充电，C01放电，中点A电位在BG1导通终了，将下降E/2-△E。

③当BG2导通，C01 充电，C02放电，中点A电位在BG2导通终了增至 E/2+△E。优点：

1、管子稳态时，承受最高电压低于输入电压E。

2、管子的数量只有全桥的一半。

3、不容易发生变压器的偏磁和直流磁饱和。

缺点：1高频变压器上的电压只有输入电源电压的一半。2电容充放电导致电压脉冲的顶部有倾斜，同时流过跟电路工作频率相同的充放电电流。2．单端反激电路的电路结构，工作原理，电路波形。

工作原理：

1、第一阶段(t0 , t1)。开关管导通→变压器T的初级线圈NP电流IP线性增加→在NP上产生感应电动势(上正下负)→在NS上产生感应电动势(上负下正)→二极管D反向截止，变压器初级线圈电感储存能量。

2、第二阶段(t1 , t2)。开关管截止→iP减小→NP磁通量变小→ NS上产生感应电动势(上正下负)→二极管D导通，给输出电容充电和负载供电。

3.单端正激电路的电路结构，工作原理，电路波形。

工作原理：

1、第一阶段(t0 , t1)。

1、开关Q导通后，NP线圈流

过电流iP。

2、NP线圈的产生感应电动势为上正下负，次级线圈NS感应电动势也是上正下负。

3、D2导通，D3截止，电感L的电流逐渐增长。

2、第二阶段(t1 , t2)。

1、开关Q截止，iP 趋于零，感应电动势反向。

2、D2截止，D3导通，电感L通过D3续流。

3、去磁线圈Nt感应电动势上负下正D1导通续流，使Nt上储存的能量通过D1回送到直流输入回路。起到去磁作用。

4.合闸浪涌电流的起因，危害，限制合闸浪涌电流的方法。

起因；电容输入式整流滤波电路在接通交流电压时，在合闸时，由于电容充电引起的。

危害：1.使开关接点溶接或使输入熔断器熔断。2.浪涌电流干扰相邻用电设备。3.多次反复的大电流冲击，导致整流器、电容性能劣化。方法：在输入整流回路内串入限流电阻。第四章

1．输入滤波电路的作用，三种输入滤波电路的工作原理。

其主要作用：抑制开关电源本身对交流电网的反干、扰抑制交流电源中的高频干扰串入开关电源。

原理：该电容对高频干扰阻抗很低，可将两线之间的干扰通过电容C消除，对工频信号阻抗很高，没有影响。图b，两个电容组成滤波设备。每根线上相同干扰可通过电容入地，滤除共模干扰。图c其中C1，C2滤除共模干扰（纵向），C3滤去常态干扰。使滤波措施全面有效

2．共模扼流线圈的工作原理。

共模扼流圈：L1，L2是绕在同一闭路磁环中的匝数相同，在同名端输入同向电流，产生相同磁通的线圈。

当流入方向相同的纵向噪声电流，两线圈产生的磁通是同方向的，电感呈现高阻抗，阻止共态噪声进入开关电源。同时也阻止开关电源内产生的噪声向公共电网扩散。

3.工频滤波电路的工作原理。

图中工频滤波器：

1、L1,C5,C6为共模滤波

2、其余电容和L2为常态滤波元件

3、C3为大容量电解电容，C4为无感电容。

C3等效电路：

1、电感L是由引线和构成电容的卷片形成。

2、R2为并联泄漏电阻，是介质材料电阻率的函数。

5.辐射干扰的种类，产生的原理，危害。

种类：静电干扰，噪音干扰。

原理：静电干扰—来自开关电源中的高压切换，导致开关管，散热器与机壳及机内引线之间的分布电容产生瞬变电压 噪音干扰—来自大的脉冲电流

危害：回路出现很大的短路电流，损坏管子，产生较大的噪声。6.各种防止辐射干扰的方法、措施。

1.采用肖特基或者快恢复二极管。减小反向恢复时间。

2.在输出端加多级滤波器，使流过二极管中的电流减少，减小恢复时间。3.在每个开关二极管两端并接RC网络改善其恢复特性

4.在二极管回路中串联电感L抑制二极管的反向恢复尖峰电流。简单的方法：串一个小磁环。第五章

1．控制电路的功能。

1.获得规定的输出电压值以及调节范围。2.实现输出电压的软启动。3.实现输入电压的软启动。4.远距离操作功能。5.程序供电功能。6.并联运行功能。

2．脉宽调制集成芯片的基本组成以及各部分的工作原理。

1、PWM信号产生电路：实现脉宽调制

2、功率电路的故障保护：使op1输出电平或很窄的PWM脉冲，从而起保护功能。

3、软启动：使op1输出很窄的PWM脉冲

4、干扰抑制：使S端状态变化不影响锁存器输出。

5、死区时间控制：设置死区时间

3.PWM信号产生的原理以及波形。

1、放大器输出直流误差电压VC加到比较器的反相输入端。

2、固定频率振荡器产生的锯齿波加到比较器的同相输入端比较器输出一方波信号。

3、此方波信号的占空比随误差信号VC变化而变化。实现脉宽调制。

4、分相电路由触发器Q及两个与门组成，将PWM信号分成两组信号。

5、触发器的时钟信号对应锯齿波 的下降沿。

6、产生PWM信号是集成PWM控制器的基本功能。

4.SG1525/ SG1527集成PWM控制器的组成以及各部分的功能。1.基准电源：作为内部电路的供电电源。2.振荡器：实现脉冲信号与外电路同步3.误差放大器4.PWM比较器及琐存器：能实现软启动功能。5.分相器：实现PWM脉冲分相。6.欠压琐定：封锁PWM脉冲7.输出级：输出级作为电流源：向负载提供电流。输出级作为电流汇：吸收负载电流。5.软启动电路的种类以及工作原理。

1、输入电网电压分段启动。在合闸时，先接入限流电阻R，将合闸浪涌电流制在设定范围，待输入电容充满后，将该电阻短接。

2、输出电压软启动。一般PWM低电压大电流稳压电源的输出滤波电容较大。输出电压突然建立形成很大的电容充电电流。

6.过流保护电路的形式、工作原理，特点。1.切断式保护

工作原理：检测电流信号→电流-电压转换电路→电压信号→经过比较电路进行比较。

特点：属于一次性动作，对保护电路中电流检测或电压比较电路要求低，容易实现。2.限流保护

工作原理：当负载电流达到设定值时，保护电路工作，使V/W电路输出脉宽变窄→稳压源输出电压下降→ 输出电流被限制在某设定范围以内。特点：抑制稳压电源启动时输出的浪涌电流。3.限流—切断式保护

工作原理：当负载达到某个设定值，保护电路动作，输出电压下降。负载电流被限制。如果负载继续增大至第二个设定值或输出电压下降到某个设定值，保护电路进一步动作，将电源切断。特点：分段保护。

7.过压保护电路的工作原理。

过压保护电路工作原理：当输出电压升高→达到稳压管击穿电压与触发电压之和→晶体管触发导通→输出过流→过流保护动作，切断电源输出。（图5-26（a））过压保护电路工作原理：过电压→晶体管导通→阳极输出低电平→V/W电路停振或整个控制电路停止工作，→使高压开关管截止。（图5-26（b））第六章

1．比较恒流驱动电路和比例电流驱动的特点。

恒流源驱动：高压开关管的正向基极驱动电流大致保持恒定数值，不随集电极电流的增减而相应地发生变化。

比例电流驱动电路：控制IB值，使晶体管在所有集电极电流下保持准饱和状态。2．反向驱动电路的工作原理，特点

无偏驱动电路：限制感应电动势在被驱动晶体管的基极开启电平以下 电容储能式驱动电路：工作原理：当变压器副边出现正脉冲压Vg，正向基极电流 IB1流过BG1的基极,使晶体管导通，电阻R1将电流IB1限制在额定值。

当副边电压Vg=0，充满电的电容C使BG2基极电阻R1、R2承受正向偏压，并使BG2导通，把BG1的基极接到负极性，提供反向基极电流IB2。特点：用一个脉冲变压器获得反偏

3.电压型驱动电路的种类以及各自的工作原理，特点。

种类：隔离型驱动电路（磁隔离和光隔离）和不隔离型驱动电路。原理P75—76

4、驱动电路作用：将控制电路的驱动脉冲放大到足以激励高压开关。第二章、第三章 软开关

1．硬开关的工作原理，存在的问题；软开关的，优点。硬开关：开通和关断时，电流和电压有交叠区，都会产生损耗。软开关优点：1.零电流开通 2.零电压开通3.零电流关断4.零电压关断 3.零电流谐振开关的工作原理、零电压谐振开关的工作原理。

零电流谐振开关的工作原理：S1开通前，Lr的电流为零；S1开通时，Lr限制S1中电流的上升率→实现S1的零电流开通。S1关断时，Lr和Cr谐振，Lr电流回零→实现S1的零电流关断。

零电压谐振开关的工作原理：S1导通时，Cr上的电压为零；S1关断时，Cr限制S1上电压的上升率→实现S1的零电压关断。S1开通时，Lr和Cr谐振，Cr电压回零→实现S1的零压开通。

4.零电流开关准谐振变换器（半波模式、全波模式）的工作原理，每个阶段的特点。

半波模式： S1由开关管Q1、二极管DQ1串联构成。

工作原理：DQ1使电流只能单向流动→Lr的电流只能单向流动。全波模式：S1由开关管Q1、二极管DQ1反并联构成。

工作原理：DQ1提供反向电流通路→Lr的电流双向流动→Lr，Cr自由谐振。5.零电压开关准谐振变换器（半波模式、全波模式）的工作原理，每个阶段的特点。

半波模式：S1由开关管Q1、二极管DQ1反并联构成。

工作原理： DQ1提供反向电流通路，S1可双向流过电流→Cr的电压被DQ1箝位为零→Cr的电压只能为正。

全波模式：S1由开关管Q1、二极管DQ1串联构成。

工作原理： DQ1使S1电流只能单向流动→Cr上的电压既可正，也可负→Lr，Cr自由谐振。

数字式开关通信电源 篇3

工作原理

高斯贝尔GSR-VD33数字卫星接收机电源为典型的自激式开关电源，220V交流市电经保险管和由L1、C1组成的抗干扰抑制电路，滤除电网中干扰信号后通过VD1-VD4整流、E1滤波得到约300V直流电压。300V直流电压一路经开关变压器B1初级绕组①-②加至开关管VQ5（BUT11A）的集电极，另一路通过启动电阻R1加到VQ5基极，使VQ5导通。VQ5导通后，VQ5集电极电流在B1初级绕组①-②上产生感应电压，由于绕组间的电磁耦合，B1反馈绕组③-④产生感应电压，感应电压经VD6、R5加到VQ5基极，使VQ5迅速进入饱和导通状态，在此期间，C4被充电，随着C4两端充电电压的不断升高，反馈电流逐渐减小，直至VQ5基极电位降至关断值，使VQ5关断截止。在VQ5截止期间，C4经R5放电，当C4放电达一定程度，C4两端电压不足以使VQ5保持截止状态，启动电压经R1加至VQ5基极，VQ5又进入导通状态，如此循环，形成开关电源的振荡过程。在开关电源循环振荡过程中，开关变压器次级各绕组输出交流电压，分别经整流、滤波、稳压等电路处理后，得到不同的稳定电压为主板各功能电路提供电源。

该开关电源稳压调节电路主要由IC1（4N35）、IC2（TL431）和VQ3（9013）等组成，当由于某种原因引起输出电压升高时，3.3V输出电压随之升高，取样电路将这一升高的变化量送到电流比较放大器IC2的控制端R，经内部电路比较放大，输出端K电压下降，IC1内部发光二极管电流增大，发光管亮度增强，使VQ3导通程度加深，加快C4充放电速度，缩短VQ5导通时间，使开关电源输出电压下降。当某种原因引起输出电压下降时，稳压过程和上述相反。

C9、R2、VD5组成尖峰吸收电路，用于限制高频变压器漏感产生的尖峰电压，保护开关管。VQ2、R3组成过流保护电路，当VQ5电流增大时，R3两端压降也增大，最终使VQ2导通，分流VQ5基极正反馈电流，使VQ5集电极电流减小，对VQ5起到过流保护作用。

常见故障分析

1、通电后，立即烧保险。

此类故障应从市电输入端检查入手，用测电阻的方法很容易发现故障点。重点检查抗干扰电路中C1、滤波电路中的E1有无漏电，桥式整流电路中整流二极管VD1-VD4有无短路，VQ3、VQ5是否已击穿。

2、通电后，不烧保险，但无任何显示。

此故障一是由于300V电压未加入主变换电路，另一原因是主变换电路未工作。检修时先测量E1两端有无300V直流电压，若E1两端无300V电压，应检查L1、NTC是否断路。若E1两端有300V电压，而VQ5集电极无电压，则是开关变压器初级绕组①-②断路；若主变换电路未工作，则应检查相关振荡电路元件，重点检查启动电阻R1和C4是否已损坏等。

3、输出电压升高。

数字式开关通信电源 篇4

关键词：开关电源,ZVZCS,移相全桥变换器,Matlab仿真

0 引言

现代电源不断寻求小型化、轻量化, 这就要求DC/DC变换器向高频化的方向发展, 需要解决开关损耗和开关噪音的问题。零电压零电流开关 (ZVZCS) 移相全桥变换器实现了开关管的零电压零电流导通过程, 降低了开关损耗和噪声, 提高变换器的效率[1]。随着微处理器计算速度和性能的提升, 以及数字信号处理技术日趋成熟, DSP芯片在开关电源领域的应用更加广泛, 显示出越来越多的优点。同时高频开关数字控制的研究, 特别是开关电源的小型化、模块化以及数字化, 将不断扩展数字信号处理技术的应用研究。

1 移相全桥软开关变换器原理分析

1.1 基于DSP控制的移相全桥变换器的主拓扑结构和工作过程

在一般的全桥式DC/DC变换器中, VT1和VT4的控制信号是同相位的, VT2和VT3的控制信号是同相位的, 在如图1所示的移相全桥ZVZCVS变换器[2]中, VT1、VT2分别超前VT4、VT3一个相位角, 所以VT1、VT2构成的桥臂称超前桥臂, VT4、VT3构成的桥臂称滞后桥臂。可以通过调节超前桥臂和滞后桥臂控制信号的相位关系[3], 从而可以调节输出电压的大小。

移相全桥ZVZCS变换器的主电路结构如图1所示。D1—D4为快恢复二极管, C1, C2为开关观VT1, VT2的结电容。Cb为隔离电容 (也称阻断电容) , Lr为饱和电抗器。

在每个工作半周期间, 移相全桥ZVZCS变换器有六种开关模态, 六种开关模态的原理不在这里赘述。每个桥臂的开关 (超前桥臂VT1、VT2和滞后桥臂VT3、VT4) 具有接近50%的占空比交错通断, 两个桥臂之间的相移决定变换器的工作占空比 (相对占空比) 。

1.2 移相角生成策略

DSP实现:在ZVZCS全桥变换器的移相控制策略中, 需要四对独立的驱动信号, 并满足上下桥壁两管的驱动波形180°互补, 四路驱动波形占空比大小固定, 对角超前臂功率管的驱动信号领先滞后桥臂功率信号一个移相角α, 移相角大小范围0—180°[3], 在系统闭环调节过程中实现动态调节。VT1—VT4管的驱动可以利用PWM1—PWM4四个通道, 即配置PWM1, PWM2为互补通道对, 驱动超前臂, 配置PWM3, PWM4为互补通道对, 驱动滞后臂。采用半周期重载中断, 保证输出占比大小不变同时移相, 设前半周期比较寄存器CMPR设定值为V1, 后半周期比较寄存器CMPR设定值改为V2, 保持 (V1+V2) /2为常数即可。改变V1的值就可改变PWM波的相位, 即相对占空比发生变化, 动态调节输出电压[3,4]的大小。

Matlab实现:通过比较延时环节作用下在输入ln1改变的情况下动态实现0—180° (pi) 移相。

1.3 数字DSP控制的移相全桥变换器系统 (DSP实现)

解决了移相生成角后, 再根据反馈的输出电压、原边电感电流的采样值动态调节电压外环和电流内环的输出, 实现稳压, 以实现DSP的功能, 即DSP控制移相全桥变换器。PI调节器是人们长期在实践中摸索出来的一种结构简单实用性极强的校正装置, 在此控制系统中电压、电流环应用了PI环节, PI参数的设计[5]通过查看相关资料经仿真调试得到。

1.4 移相全桥变换器系统Matlab仿真实现

采用Matlab软件对数字DSP控制移相全桥变换器系统进行仿真, 得到图2, 模型中包含的子系统与函数说明及参数如下, Ur为电压基准, PI-v为PI模块电压环, PI-i为PI模块电流环, Main为开环模型, 包括PWM发生器, 全桥主电路和移相角生成电路, 比例放大系数, Ki=0.8, Kv=0.4以及采样频率Sample为50K。其中限幅环节模拟DSP (下转第152页) (上接第112页) 的保护作用, 零阶保持环节模拟DSP的采样, PI调节器在DSP内通过相应的算法实现。

其中子系统main是该系统的开环模型, 系统的输入变量是piln1, 这里ln1为移相角 (弧度制) , 设定内部参数。在仿真时运用做一个离散的PI环节封装成PI调节器, 与DSP的离散算法相一致, 为其设定仿真参数。

按照设计要求, 输出额定功率为300W (15V/20A) , 仿真结果如下。

(1) 额定负载下 (0.75ohm) , 开环原边电流, 输出电流, 电压波形。

(2) 闭环稳态仿真结果。

从图3和4知无论是动态性还是稳定性开环输出效果没有闭环输出好, 图4和5可以看出输入增大可以减小移相角从而达到改变相对占空比进而达到动态稳定调压的目的。0.005s时突加载, 仿真时输出电压/电流波形以及移相角有动态变化, 但状态稳定。Matlab仿真结果表明, 该系统能够达到较好的稳态和动态性能。

2 结论

本文设计了基于DSP控制的移相全桥软开关变换器, 结合理论分析并在仿真软件Matlab环境下, 搭建了仿真模型。通过仿真验证了理论分析的正确性, 实现了模拟DSP控制的移相控制策略, 得到了合理PI参数值。通过仿真分析, 为硬件电路的搭建提供了理论依据。

参考文献

[1]阮新波, 严仰光.脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术[M].科学出版社, 2006.

[2]王兆安, 黄俊.电力电子技术[M].4版.机械工业出版社, 2005, 1.

[3]洪峰.数字控制移相全桥软开关变换器[D].南京航空航天大学, 2004.2.

[4]芮骐骅.滞后臂串联二极管的ZVZCS移相全桥变换器研究[D].合肥工业大学, 2010-4-1.

开关电源心得 篇5

原理图

一、电路组成及工作原理 单端反激式开关电源是一种单片开关电源，采用美国IP公司的开关电源芯片TOP226Y。单端是指开关电源芯片（本文采用TOP226Y）只有一个脉冲调制信号功率输出端 —— 漏极D。反激是指当功率MOSFET导通时，就将电能储存在高频变压器的初级绕组上，仅当MOSFET关断时，才向次级输送电能[11]。

由TOP226Y芯片构成的单端反激式开关电源电路主要包括：输入整流滤波电路、功率变换电路、输出滤波电路、反馈电路及控制电路几部分组成。功率电路采用单端反激式DC/DC变换器，控制电路是TOP226Y（TOPSwitch-II系列）芯片来实现对输出控制的功能。

电源简要工作原理如下:交流电Ui经输入整流滤波电路后输入到高频变压器一次侧，电压经反激后，次级的高频电压经过输出整流滤波电路整流滤波后，获得输出电压Uo。图中钳位电路是用来吸收高频变压器的漏感产生的尖峰电压，从而保护了TOP226Y中功率管不被尖峰电压烧毁。误差放大器和光耦组成反馈电路，当由于某种原因致使Uo上升，则光耦中发光二极管的电流升高，经过光耦后，使光耦中的电流也升高，使得TOP226Y控制端电流升高，经TOP226Y内控制后，使控制脉宽占空比降低，使Uo维持不变，从而实现稳压目的；反之亦然。

二、心得体会

数字式开关通信电源 篇6

【关键词】 高压直流供电系统 VIENNA 整流器 三电平半桥 DC-DC 变换器 零电压开关

一、高压直流通信电源中高频开关整流模块工作原理

我国目前的主流电压都是220V的交流电压，并且通常会保证220V服务器介入到UPS用电系统的电源中。AD/DC蒸馏电路以及AC/DC整流电路也包括了服务器内部电源而共同组成。其中，服务器中的滤波器、全桥蒸馏电路、平滑滤波电路共同构成了服务器。高频逆变电路、隔离变压器、蒸馏滤波电路也是构成DC变换电路的主要构成。所以在一般情况下，服务器能够适用的电压在220V左右，也就是165—275V之间。

本文针对通信高压直流供电系统中的高频开关整流模块进行了全面的分析，其中整流模块的主要功率就是变换部分，也是决定系统工作效率的最关键因素。

二、DC/DC 变换器关键控制环路

DC/DC变换器控制作为开关通信电源产品，所以说最为关键的一点指标就是可靠的性能，为此必须将电源设置具有保护措施的结构，通常情况下的保护措施包括过温保护、过载保护以及短路保护等功能。所以在尽可能的保证变换器最大性能，也为了保证过载时能够恢复正常可靠的运行，所以变换器的外特性通常是由恒压输出、恒功率输出以及恒流输出以及限流回缩输出等部分构成的。

2.1恒压控制

所谓的恒压控制就是在整流模块的工作压力始终保持在267.5V的工作电压环境时，恒压环的计算结果会与限幅后的开关作为占空比的控制信号来连接。通过恒压环采用的基于平均电流双环控制的外环电压环比较来说，控制量为输出电压、内环为电流环，所以控制量是以主变电压器的原边电流为主的控制系统。

2.2恒功率控制

单输出的功率增加到5.8kw的情况下，如果持续增加输出电流小于24A 时则变换器处于恒功率控制的状态。通过针对负载电流经过恒功率控制下的基准进行测量之后得到了关于输出电压的基准值，然后根据恒压环计算输出的占比空间所产生的调制信号，关于恒功率的控制环的本质就是变电呀基准的恒压环，从而使得环路小信号与恒压环的功率相符。

2.3恒流控制

当输出电流达到了24A以上，而且输出电压要大于195V的工作状态，这个时候的变换器工作状态时恒流状态。如果采用了同样输出电流和给定功率做差之后得到的电流数值，通过PI调节来换算出占空比调制信号的结果，如果结果大于24A，而且输出电压也高于195V时，这种情况下恒流环路的占空比处于最小值，而且作为实际的开关占空比的控制信号。

三、系统设计指标

高压直流通信电源中的开关整流模块通常包括四个部分，分别为主板、驱动板、控制板以及灯板。通过将驱动板插接在主板智商，并且控制板集成了PFC的控制电路以及DC变换控制电路的双系统的集成，这样的两组变换器就能够分为PFC主板和后级DC/DC变换部分。两部分的变换器分别采用独立的DSP进行控制，其中的一组用做PFC部分芯片控制，与前一级别的功率电路具有直接的电气连接功能，而另外一部分的DC/DC控制芯片也能够实现监控单元的正常通信，从而顺利实现监控的功能。当 DSP 与输出部分共地，前后级控制电路均在控制板上，控制板的功能涵盖了前后级各电压电流信号的采样处理、风扇调速、PWM 波的产生、整机实时参数显示和故障检测及警报。

四、结束语

随着我国通信事业的不断发展，通信电源作为通信系统中最为重要的一部分，不仅肩负着维护通信系统的安全、可靠、稳定的运行的功能之外，而且还必须保证能够持续不断的向通信设备提供稳定、高效的电源。只有这样才能够保证通信系统和设备能够正常的运行。本文通过针对高压直流通信电源高频开关整流模块的信息分析，进一步保证我国通信系统供电电流的安全稳定发展，从而促进我国的通信事业稳定发展。

参 考 文 献

[1] 孙育河. HVDC 和 UPS 供电系统在通信行业中的应用与分析[J]. 通信电源技术， 2011， 28（3）： 71-74.

[2] 许坚 . 单周控制功率因数校正技术研究 [D]. 南京 ：南京航空航天大学， 2008.

数字式开关通信电源 篇7

1 基于DSP控制的实现方法

DSP系统已广泛应用于开关电源控制电路, 是开关电源的控制核心电路, 可以有效利用DSP系统的高速性、可编程性、可靠性等特点, 结合相应算法实现特定功能, 可为开关电源输出质量好、频率和幅值可以任意改变的控制信号。图1为采用DSP系统的控制电路开关变频电源基本控制硬件框图。

开关电源采用高频SPWM技术和普通电压逆变电路, DSP系统与IGBT功率模块构成全数字控制电路。输出的电压和电感电流经过网络转换成DSP所需要的电平, 连接至DSP的A/D单元进行模数变换;控制输入单元输入需要的电压值及频率值, 从而得到逆变电路的基准电压。

DSP系统经过特点算法进行相关计算后会产生一定死区的控制信号。由于输出的数字PWM控制信号不足以驱动IGBT开关管, 需要经过驱动电路对开关管进行驱动。DSP芯片具有较高的采样速度和运算速度, 可以快速地进行各种复杂的运算对电源进行控制, 可以实现较高的动态性能和稳压精度。为了有效保护开关电源器件, 防止出现过压、欠压、过载等情况, 系统专门设计了保护电路, 一旦出现故障, DSP控制系统封锁PWM脉冲控制信号, 切断开关电源电压输出。

2 开关电源基本控制算法

2.1 PID控制

开关电源的数字化控制需要进行一定的控制算法来产生控制信号, 实现控制规律。数字开关电源控制最初是借鉴模拟控制原理, 通过数字化实现模拟控制信号。PID算法在数字控制中应用比较广泛, 它具有原理简单、易于实现、适用面广、控制参数相互独立、参数的选定比较简单等优点。

PID控制是应用最广泛的控制规律。图2为常规PID控制原理图, 系统由PID控制器与被控对象组成。PID控制器是一种线性控制器, 它根据给定值r (t) 与实际输出值y (t) 构成的控制偏差e (t) 来计算:

将偏差的比例P、积分I和微分D通过线性组合构成控制量, 对被控对象进行控制。其控制规律为:

或写成传递函数的形式:

式中:Kp为比例系数;TI为积分时间常数;TD为微分时间常数。

数字PID控制是一种采样控制, 它只能根据采用时刻的偏差值计算控制量。因此, 连续域PID控制算法不能直接使用, 需要采用离散化方法。数字PID控制算法又分为位置式PID控制算法和增量式PID控制算法, 还有一些微分先行法和带死区的PID控制算法等。

2.2 模糊PID控制算法

目前, 开关电源的各种应用场合对电源的动态性能提出了越来越高的要求, 其中电压超调与恢复时间是重要指标。负载的变化或者输入电压的变化引起输出电压变化, 而输出电压值取决于滤波器和控制策略。由于开关变换器为一个时变、非线性系统, 无法建立精确的数字模型。而模糊PID控制算法的优点在于不需要建立准确的变换器数字模型, 非常适合DC-DC变换器的强非线性。自适应的模糊控制可以保证控制系统的信号稳定性。

模糊控制器是以误差量化因子e和误差变化率量化因子ec作为输入, 利用模糊控制规律自整定找出PID控制器三参数KP, KI, KD与和之间的模糊关系。模糊PID控制原理框图如图3所示。

取e和ec为输入语言变量, 每个语言变量取“大、中、小”三个词汇来描述输入输出变量的状态。模糊推理的模糊规则一般形式为:

其中Ai, Bj, Ci为其理论上的语言值。

上述规则可以用一个模糊关系矩阵来描述:

根据各模糊子集的隶属度幅值表和各参数模糊控制规则, 应用模糊合成推理设计PID参数的模糊矩阵得到KP, KI, KD参数调整算式如下:

式中:KP, KI, KD是PID控制参数, {e, ec}是误差e和误差变化率ec对应控制表中的值, 它需要查控制表得到。Ku P, Ku I, Ku D作为修正系统, 在控制过程中, 控制系统通过对模糊逻辑规则的结果处理、查表和运算, 完成PID参数的在线自校正。

3 系统硬件及关键点设计

3.1 硬件主体

本文设计的开关电源主要是将开关电源优良特性和DSP系统精细化控制相结合。开关电源采用反激式拓扑结构, 包括EMI滤波电路、整流/直流平波电路、控制器、信号采样、PWM驱动、键盘及显示部件组成, 力求使开关电源具有高效低耗、便携化、负载输出稳定、电路保护可靠、电网宽电压输入、电网污染小等特点。图4为硬件系统主体设计示意图。

3.2 输出电压检测隔离设计

开关电源输出电压检测过程中对控制电路的隔离保护是非常必要的, 这样不仅可以实现控制电路的安全工作, 而且避免了将输出电路的噪声引入控制电路中。电压检测电路与控制电路隔离保护采用光耦合器进行隔离, 它由发光二极管LED、输出光电二极管PD组成。光耦合器在开关电源的主振回路与输出采样之间进行电气隔离, 并为电源稳压控制电路提供信号通路。

3.3 EMI滤波器设计

开关电源在正常工作时会产生传导噪声和辐射噪声, 毫无疑问噪声主要产生于电源开关过程。开关过程中包含了最大的功率以及最大的电压变化率d V/dt, 同时也包括了最高频率成分。噪声的存在将污染电力线路, 影响周围精密电子仪器的运行, 比如设计滤波器。EMI滤波器是一种由电感、电容组成的低通滤波器, 它允许直流或者工频信号通过, 对频率较高的其他信号有较大的衰减作用。图5为EMI滤波模型, 滤波器的基本结构就是一个分离的二阶LC滤波器, 其取值原则就是在最小的体积下可以获得期望的抑制效果。在滤波器模型中还有一个额外的高频LC滤波器;高频滤波器当寄生参数使得前面的LC滤波器性能变差时, 用来抑制这些高频噪声。

3.4 高温保护电路

开关电源在设计中由于转换效率不同, 将部分能量以热量辐射。温度升高将影响系统正常工作甚至产生人身危险, 为了保证系统安全, 开关电源工作时温度需要实时监控。图6为温度采集电路部分电路图。当系统检测到温度过高时, 控制模块立即关断开关电源输出, 待系统温度达到工作温度范围后开始继续工作。

4 开关电源性能分析

本文采用反激式开关电源和模糊PID控制算法进行仿真。反激式开关电源的等效模型传递函数为:

式中:K1, K2, B1, B2, B3为系统比例系数, 由开关电源电器元件参数决定。

模糊PID控制器由系统误差e和误差变化率ec为输入, 通过不同时刻的e和ec值, 利用模糊控制规则在线对PID控制器参数KP, KI, KD参数进行修改。模糊PID控制系统组成如图7, 图8所示, 阶跃响应曲线如图9所示。

本设计开关电源把DSP完美融入到开关电源设计中, 充分利用了DSP系统快速运算能力, 采用模糊控制算法使开关电源控制智能化, 电源快速达到稳定输出, 提高了抗负载扰动能力。

5 结论

本系统将DSP作为开关电源控制单元, 应用模糊PID控制算法, 使开关电源和DSP系统完美配合工作。利用了DSP快速处理能力特点产生开关电源PWM控制信号, 对开关电源输出进行精确控制, 提高了开关电源输出精度和转换效率, 使开关电源控制实现智能化;能够按照负载情况进行实时修正, 使电源达到快速稳定输出;同时利用DSP资源设计完成开关电源显控单元及保护模块, 提高了开关电源操作性和安全性。

参考文献

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[2]张占松, 蔡宣三.开关电源的原理与设计[M].北京:电子工业出版社, 1998.

[3]赵同贺, 刘军.开关电源设计技术与应用实例[M].北京:人民邮电出版社, 2007.

[4]许邦建, 唐涛.DSP处理器算法概论[M].北京:国防工业出版社, 2012.

[5]郭创, 张宗麟.DC-DC电源变换器的拓扑类型[J].电源技术应用, 2006 (10) :23-26.

数字式开关通信电源 篇8

数据信号处理能力以及丰富的外围设备适用于实时信号处理,从而使得开关电源实行全数字控制具备了可实施的方案。本文将DSP技术应用于一种新颖的开关电源[2],简化了电源的控制电路,同时减少了功耗,提高了电源的控制灵活性及可靠性。

1 结构及基本原理

本设计的开关电源基本组成结构框图如图1所示,主要结构包括DC-DC功率变换主电路和以DSP为核心的控制电路、辅助电源电路。主电路主要由DC-DC变换电路、EMI防电磁干扰滤波器以及整流滤波电路3部分组成[3]。控制电路通过调节开关器件的导通占空比来控制电压的输出,实现信号处理、闭环控制、电路保护的功能,其中驱动电路用于对DSP输出的PWM信号进行隔离、放大,反馈电路采集输出电压、电流信号,辅助电路用来对芯片提供工作电压[4]。

2 主电路设计

在中小功率应用场合,正、反激式变换器以其结构简单,性价比高等优点而受到关注。但传统的正、反激式变换器也存在其固有的缺点,如正激变换器变压器磁复位需要增加铁心复磁电路,电压应力高;反激式变换器峰值电流较大,输出电压纹波大等问题[5]。征集电路在开关闭合时有输出电压,在开关关断时不能有,且反激变换器在开关闭合时通过变压器储存能量,在开关关断时有能量输出,正激变换器和反激变换器均不能在一个周期内有持续的电压输出,这也是正激和反激变换器共有的缺点。本设计提出了一种新型的正反激开关电源拓扑,克服了单端正激电路和反激电路存在的一些缺点,并能保证在一个周期内有稳定的可持续的电压输出,从而为相应的设备提供可靠的稳定的电压,在电路形式上,这种变换器可采用双变压器结构或者单变压器结构,输出可以是双路或单路[6]。主电路拓扑如图2所示。

状态1(t0~t1):开关时序图如图3所示,之前S2开通,S3导通,S4关断,S3流过从右向左的电流。此时T2的励磁电感Lm2释放能量,T2变压器工作在正激状态,T1此时当做电感使用,其励磁电感储能,t0时S2关断,S4导通,此时Lm2能量没有释放完全,继续通过理想变压器T2的原边续流,Lm1通过T1的原边续流这时副边S4有流过从右向左的电流。此时T1两端电压和T2两端的电压大小相等,方向相反电流为零;

状态2(t1~t2):t1时刻Lm2的电流下降到稳态最低值,且此时S1打开,原边自上而下的电流流过,此时T2没有电流流过,原边电流均通过励磁电感流过,Lm2储能,Lm1电流继续减小,能量依旧通过T1往副边传递,同时T1工作在正激状态,此时由T1、负载、S4组成的回路有顺时针的电流流过;

状态3(t2-t3):t2时刻S1关断,S3打开,Lm2储能结束,励磁电感Lm2通过T2续流,将开始往副边传递能量,此时T2、S3和负载组成的回路有逆时针方向的电流流过。Lm1继续通过T1续流,其电流继续减小,到t3时刻Lm1的电流减小到稳态最小值。此时T1两端的电压和T2两端的电压大小相等,方向相反,且原边主电流也为零;

状态4(t3~t4):t3时刻S2开通,原边流过自下而上的电流,此时理想变压器T1无电流流过,原边电流都经过Lm1,此时Lm1储能,T2工作在正激状态,Lm2继续通过T2续流,副边由T2、S3和负载组成的回路由逆时针方向的电流流过。

3 DSP控制电路设计

开关电源正不断向高频数字化方向发展,使用高性能的DSP芯片对电源进行控制,不仅能使得电路设计更加简单,还可高效快速地实现多种控制算法[7]。控制芯片集控制外设和实时处理功能为一体,为设计控制系统提供了较好的解决方案。本文设计的控制电路采用TMS320LA2407A型号DSP芯片[8]。

3.1 电压检测电路设计

为了输出稳定的电压信号,需要对输出电压进行实时调控,通过采集电路得到输出电压信号经DSP内部ADC模块将模拟信号转换成数字信号,存入DSP存储器中,CPU再对采集到的电压信号进行分析、运算和处理,从而实现对输出电压的控制[9]。由于DSP只能采集0~3.3 V的电压信号,因此在将输入信号采集到DSP的ADC之前,首先要对信号进行处理,包括输入阻抗调整以及硬件滤波,滤除不必要干扰信号。本文电压检测电路如图4所示,运放芯片采用MCP604,单电源3.3 V供电,构成电压跟随器,充当模拟输入信号的驱动以及缓冲器,并提供稳定的输出阻抗,同时保护DSP的ADC输入端。

3.2 D/A转换电路设计

由于芯片本身不带有D/A转换器,因此需要为控制电路设计数字/模拟量转换电路。下图为本文采用的设计方案,T1PWM为幅值不变脉宽可调的PWM波,经过R4和C3组成的RC滤波器以及右边由TL084和其他元件组成的二阶巴特沃斯低通滤波器后便得到了不含有交流分量只含有直流分量的模拟输出分量。

3.3 DSP电源电路设计

TMS320FL2407芯片工作时所要求的电压分为两部分:3.3 V的Flash电压和1.8 V内核电压,所以在此采用电压精度较高的电源芯片TPS767D301,此款芯片输入电压为5 V,芯片起振正常工作后能够产生3.3V和1.8 V两种电压供DSP使用,图6为电源的产生电路。

3.4 过电压和过电流保护

将检测到的过压与过流故障信号经一或非门74LS02传送到DSP的PDPINTx引脚,一旦有故障信号发生,PDPINTx变为低电平,随即产生功率驱动保护中断,PWM输出引脚立即置为高阻态,封锁驱动信号,从而保护功率电路安全[10]。

4 系统控制算法及软件实现

能使得开关管导通的PWM波形主要通过对相关通用定时器参数的设定而实现的,EV模块中的通用定时器具有比较寄存器Tx CMPR和输出引脚Tx PWM,当通用定时计数器的值和比较寄存器值产生比较匹配事件时候,使得Tx PWM引脚的电平发生跳变,产生PWM波。设定定时器的步骤如下:(1)根据预定的PWM波周期设置Tx PR值;(2)通过设置Tx CON寄存器来选择计数模式以及时钟源,并使能定时器的比较输出;(3)将PWM脉冲的占空比设定到Tx CMPR寄存器中。

每个EV事件管理器含有3个比较单元,而每个比较单元均有一对PWM输出[11]。选择通用定时器1或通用定时器3产生PWM波形,在PWM周期内计数,当比较寄存器的值和计数值与产生比较匹配时,相应的PWM输出PWM波。PWM波形产生的设置步骤基本如下:(1)首先设置并装载ACTRx寄存器的值;(2)避免半桥电路中上下臂开关管同时导通;需要带有死区,因此设置DBTCONx寄存器;(3)初始化CM-PRx寄存器;(4)通过设置和装载T1CON或者T3CON寄存器来启动比较操作功能;(5)更新CMPRx寄存器的值,从而改变PWM波占空比。

用通用定时器产生跟比较单元与脉宽调制电路产生的PWM波相比,前者从产生的后级推动变压器输出波形的最佳性或是对死区控制的灵活性而言,均优于后者。因此本设计采用前种控制方式,即采用比较寄存器以及计数寄存器经比较匹配来产生非对称的PWM波,为避免半桥电路两开关管同时开通造成脉冲重叠现象从而导致上下桥臂直通短路,在程序中设置一定的死区时间,这样保证当其中一管导通前另一开关管被完全关断[12]。程序的流程图如图7所示。

5 实验结果分析

为验证设计电路的正确性,对基于设计的拓扑的数字开关电源进行了仿真实验[13]。仿真使用的是Saber软件,Saber作为混合仿真系统,能够兼容模拟及数字控制量的混合仿真,方便在不同层面上分析以及解决问题。根据本电路设计的要求,输入电压为48 V和72 V时得到的输出电压分别为1.8 V和2.2 V。

从仿真图形观察可知,当改变电源的输入电压时,输出电压能按照预定值进行改变且输出稳定。

6 结束语

实验结果表明,该设计的数字开关电源集成度高,具有快速稳定、失真小、智能化、高效率等特点,适合应用在对精度要求高的设备,可应用在中小功率的智能化的DC供电场合,具有实际的应用价值[14]。基于DSP控制的数字开关电源具备广阔的应用前景,为了能对其进行推广,还需要不断加强研究力度[15]。

摘要：针对正激变换器变压器磁复位需要增加铁心复磁电路,电压应力高;反激式变换器峰值电流较大,输出电压纹波大等问题。文中设计了一款基于DSP的半桥数字开关电源,提出了一种新型的正反激开关电源拓扑,介绍了主电路工作原理,并以TMS320LF2407A DSP芯片为核心,完成了系统硬件电路设计及软件数字PID算法。实验结果表明,该设计软硬件设计合理,实现了数字化采样、运算、控制输出等功能。

数字式开关通信电源 篇9

关键词：开关电源,本质安全,数字控制,DSP,DC-DC变换器

0 引言

随着我国煤矿生产机械化、自动化的不断发展, 井下通信、检测等设备也日益增多。由于井下存在着瓦斯等危险性爆炸气体, 出于安全考虑, 国家要求给这些设备供电的电源电路必须具有安全防爆特性。由于本质安全型 (简称本安型) 开关电源电路本身就是安全的, 它所产生的放电火花、电弧以及热能均不能点燃电路周围环境中的爆炸性混合物, 所以具有尺寸小、重量轻、安全性能高、成本低等一系列优点[1]。正因为如此, 本安型开关电源受到广泛青睐。但是, 目前一些本安型开关电源产品在实际应用中仍存在一定问题, 如输出功率小 (一般在20 W以下) 、工作频率低 (100 kHz以下) 、输出纹波较大、故障率高等[2]。除此之外, 目前的服务器和通信等高性能的电子设备要求采用输出电压和电流稳定的新型电源, 而现有的模拟电源性能难以满足需要[3]。数字电源从2005年开始受到市场追捧, 引入数字控制技术能够设计出可以根据电源系统状态的变化而更加精准地改变输出电压和电流特性的电源[4]。因此, 本文提出采用Microchip公司生产的DSP数字控制芯片作为本安型开关电源控制器的构想, 并编写了该控制器的控制算法, 建立了仿真模型, 并在电路中予以实现, 具有重要的理论意义和应用前景。

1 本安型开关电源的总体设计

传统的本安型开关电源的储能部分由蓄电池构成, 参考文献[5]提出了用超级电容器来替换蓄电池的构想。基于该构想, 设计的本安型开关电源的基本结构如图1所示。

从图1可看出, 本安电源通常由交流输入、整流滤波部分、Buck充电电路、Boost DC-DC变换电路、储能部分和输出保护电路组成。通常交流输入部分为127 V交流电, 首先进行EMI滤波, 滤除外界电网的高频脉冲对本安型开关电源的干扰, 同时还减少开关电源本身对外界的电磁干扰。输入的交流电经过工频变压电路降压隔离后进入整流滤波电路, 整流输出相应的直流电供给Buck充电电路。Buck充电电路要根据储能部分所选用的元器件来设计, 本文设计的储能部分为超级电容器, 充电部分只需要恒压恒流。由于故障出现时DC-DC变换电路的直流输入来自超级电容器, 而超级电容器放电的一个特点是其电压随着能量的释放而降低, 选用Boost拓扑作DC-DC变换器使用时具有升压的功能, 可以将低电压在一定的范围内升上来, 从而使输出电压保持不变。

2 本安型开关电源的硬件电路设计

2.1 输入部分

输入部分主要是指输入整流/滤波电路。输入整流/滤波电路通常由EMI滤波器、启动浪涌电流限制器、整流级和输入滤波电容[6]组成, 如图2所示。

首先选择输入整流器。整流器通常采用桥式二极管整流, 要考虑的主要参数包括正向平均电流、浪涌电流、直流击穿电压、预期的耗散功率。在电路启动时, 浪涌电流有可能比正常工作时输入电流值的10倍还大。因此, 一般在电源的输入端接一个热敏电阻, 以保护整流器。热敏电阻低温时的阻值为6～12 Ω, 加热后电阻值一般只有0.5～1 Ω。

通过输入整流器的电流有效值是热设计时要考虑的, 它会使整流器发热更加严重。最小的二极管等级要符合式 (1) ～ (3) :

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式中:UR为热敏电阻电压;Uin (p-p) (max) 为输入电压最大峰峰值;IF为浪涌电流;Iin (DC) (max) 为直流端输入电流最大值;IFSM为浪涌电流最大峰值。

由式 (1) ～ (3) 可得出整流二极管应选的型号。接下来要计算输入滤波电容的大小, 首先要确定电源直流输入端能承受多大的纹波电压。电压纹波越小, 所选的电容就要越大, 这样上电时的电流浪涌也更大。选择滤波电容时主要考虑3个方面:能满足期望电压纹波的电容值、电容的额定电压、电容的额定纹波电流。对于DC-DC变换器, 纹波电压峰值设计为0.1～0.5 V。输入滤波电容的大小Cin为

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式中:fin为电源输入交流电压的最小额定频率;Uin (min) 为整流输出电压的最小峰值;Urippe (p-p) 为输入滤波电容上要得到的电压纹波峰峰值。

2.2 采样电路

采样电路包括电流采样电路和电压采样电路[7]。传统的电流采样电路一般是用康铜丝或锰铜丝或者电流传感器采样数据后送入放大器, 这些方案采样精确度不高, 而且操作较繁琐。本文设计的电流采样电路采用美信公司生产的、将电流传感器和放大器集成在一起的MAX4173FASA芯片。该芯片为8引脚SOT23-6封装, 成本低, 具有紧密的电流传感器, 可使用的电压范围为0～28 V, 精确度为 0.5%, 具有1.7 MHz带宽, 可在-40～+85 ℃温度范围内工作。

传统的电压采样电路都由电阻和功率放大器组成, 一般来说是先由2个电阻分压, 再经过一个功率放大器将增量放大。该方案是长期实践得出的一种比较实用的方案。本文仍采用该方案, 不同的是电阻分压后不需要再用功率放大器, 而是在软件程序中实现。具体的采样电路如图3所示。

2.3 保护电路

该本安型开关电源的保护主要在软件中完成。硬件部分通过前馈采集回输入电压, 又通过采样电路采集输出电压和电流, 然后将采样值送到DSP芯片, 由软件具体实现保护功能。

使用数字控制的一大优势是可以利用灵活的软件程序来代替复杂的硬件保护电路[4]。程序中分别有可屏蔽中断和不可屏蔽中断2种方式。其中不可屏蔽中断通常针对程序或系统配置的错误, 在任何情况下监测到该中断, 程序都会使输出禁止, 以保护电路及器件;可屏蔽中断通常针对程序运行中的过流、过压、欠压等情况进行处理, 目的是保证对电源系统的指标要求, 如输出电压不得低于要求的5%等, 该中断一般不会使程序终止, 而是用一定的算法处理, 使指标恢复。保护电路的具体设计在此不做详细介绍。

2.4 控制电路

控制电路是整个本安型开关电源的核心。它不仅可以处理输入、输出部分的采样, 保护整个电路, 而且还能通过控制PWM输出来驱动整个开关电源电路。控制芯片的选择至关重要, 好的控制芯片可使外围电路设计简单, 功率损耗小, 电源效率高, 稳定性好。本设计采用Microchip公司生产的高性能控制芯片DSPIC30F1010/2020。该芯片为28脚双列直插塑料封装, 工作频率可达500 kHz, 启动和工作电流低, 具有锁存脉宽调制和逐周限流、欠压锁定等特点, 电压调整精度高, 占空比控制方便, 适用于小功率开关电源。控制电路如图4所示。

3 DC-DC变换器控制模型的建立

本安型开关电源DC-DC变换器的基本结构如图5所示。

本安型开关电源DC-DC变换器通过控制全控型功率开关管的开通时间占空比实现对功率和输出电压的控制。本设计中DC-DC变换器采用PWM (脉宽调制) 技术。根据采样控制论面积等效原理, 冲量 (脉冲面积) 相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上, 其效果基本相同。因此, 对于一定的输出电压, 可以等效为具有一定占空比的PWM波形, 如图6所示。由输出期望值得到其PWM波的方法称为调制法。DC-DC变换器通过把反馈量 (输出电压) 作为调制信号, 对载波 (三角波或锯齿波) 进行调制 (见图7) , 得到与输出波形 (电压值) 等效的、占空比不同的一系列脉冲 (PWM波) [8], 从而控制开关的通断, 得到输出电压。

图6中, Um为锯齿波峰值。从图6可看出, 在线性平均的情况下, 占空比D、控制电压Uc (即输出电压) 和Um有如下关系:

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在电路连续模式 (DCC) 下, 取全控型功率开关管的平均作用效果, 即

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式中:U′in为简化掉全控型功率开关管后电源端的电压值。

这样可得到如图8所示的DC-DC变换器简化模型。

下面对该模型进行推导。首先在时域中根据基尔霍夫电压/电流定律, 得到如下的一组方程:

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对式 (7) ～ (9) 进行整理, 可得到式 (10) :

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假设原电路为零状态电路, 对式 (10) 进行拉普拉斯变换, 可得到复频域的解析式:

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经整理, 即可得到如下的传递函数:

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由式 (12) 可知, DC-DC变换器可以采用数字芯片进行PID设计。使用数字控制芯片的PWM模块驱动开关管的导通和关断, 在芯片内部执行控制策略, 以控制PWM波的占空比大小。这样就不需要诸多的电阻、电容、运算放大器等模拟元件来组成控制器了。

4 本安型开关电源数字控制器的软件实现

该本安型开关电源的前级充电电路和DC-DC变换器共用一个数字控制器。该数字控制器选用DSPIC30F2020芯片。图9为该本安型开关电源的控制程序流程。

5 仿真与实际电路试验

为证实设计方案的正确性, 笔者对该本安型开关电源进行了计算机仿真, 并制作了实际的电路板进行调试。仿真软件采用Microchip公司开发的MINDI5.4软件。图10为输出电压波形。从图10可看出, 在电源输入电路出现故障时, 在超级电容器所释放能量的供应下, 本安型开关电源输出的电压和电流都是恒定的。可见由超级电容器组成的储能部分在电路出现故障时完全可以满足对后级电路的供电要求。

在完成仿真后, 笔者又对设计的本安型开关电源进行了安全火花试验, 得出了在Uo-C平面上对应的临界点燃曲线, 如图11所示。从图11可看出, 当电感的取值一定 (L=600 μH) 时, 对于同样的输出电压, DC-DC变换器的临界点燃电容值随着负载电阻的减少而增大;而对于同样的负载电阻或输出电流, 临界点燃电容值均随着输出电压的增大而减少。将两者进行对照和分析可知, 理论和试验曲线变化趋势相同, 但理论临界点燃电容总小于试验临界点燃电容, 可见设计的基于数字控制的本安型开关电源能够满足输出本安的要求。

6 结语

(1) 数字控制技术在本安型开关电源中应用是可行的;

(2) 本安型开关电源引入数字控制技术后可以大大减少在模拟电源中常见的误差、老化 (包括模拟器件的精度) 、温度影响、漂移、非线性不易补偿等问题, 可以很好地提高开关电源的灵活性和适应性, 其稳定的控制参数使得产品个体无需精细调节即可获得很好的一致性, 且可靠性和可生产性好。

参考文献

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[2]高丽珍.新型矿用本质安全型电源的设计与研究[J].机械工程与自动化, 2006 (3) :125-127.

[3]邹雪涛, 蔡丽鹃.开关变换器中数字控制设计方法的研究[J].通信电源技术, 2006 (6) :19-21, 42.

[4]杨晋, 蔡丽娟.数字技术在开关电源控制中的应用和发展[J].电源世界, 2006 (2) :6-8.

[5]白林绪, 王聪, 崔维.超级电容器在煤矿井下本安电源中的应用[J].煤炭科学技术, 2009 (4) :80-82.

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[7]孟浩, 贾晨, 陈志良.数字控制PFM/PWM混合型DC-DC开关电源[J].微电子学与计算机, 2008 (1) :166-169.

开关电源 篇10

开关电源是电子设备正常工作的动力和心脏, 也是电子设备的基础部件。

开关电源是利用现代电力电子技术, 控制开关晶体管开通和关断的时间比率, 维持稳定输出电压的一种电源。开关电源一般由脉冲宽度调制 (PWM) 控制IC和功率开关器件 (如MOS-FET) 等构成。开关电源由于不需要沉重的电源变压器 (用轻量高频变压器替代) , 具有体积小、重量轻、效率高等优点, 而且随着开关电源的日趋高频化, 使其更加小型化, 这将使开关电源进入更广泛的应用领域, 特别是在小家电产品的小型、轻便化方面将大有前途。开关电源和线性电源相比, 二者的成本都随着输出功率的增加而增长, 但二者增长速率各异, 线性电源成本在某一输出功率点上, 反而高于开关电源。随着电力电子技术的发展和创新, 使得开关电源技术也在不断地创新, 这一成本反转点有日益向低输出电力端移动的趋势, 这为开关电源提供了广泛的发展空间。

随着芯片集成度的不断提高, 电子设备内的功能部件的体积不断减小, 因而要求设备内部开关电源的体积和重量也要不断减小。直接装在印制板上的模块电源, 还要求薄型化。对于为电子设备配套的开关电源, 即使它不在电子设各的内部, 也要求具有小的体积和重量。提高开关频率需要发展高速电力电子开关器件和高频低损耗的磁心及电容器, 发展高强度、高绝缘性能和高导热性的绝缘材料, 发展新型的零开关损耗的电路, 如相应的开关电源结构与工艺方法等。

浅析双电源自动开关发展趋向 篇11

【关键词】ATSE双电源自动转换开关；机械联锁；电气隔离；延时设定

1.双电源自动转换开关ATSE的发展过程

ATSC即双电源自动转换开关，由一个（或几个）转换开关电器和其他必需的电器（转换控制器）组成，用于监测电源电路、并将一个或几个负载电路从一个电源转换至另一个电源的开关电器。作为消防负荷和其他重要负荷的末端互投装置，ATSE在工程中得到了广泛的应用，正确合理的选择ATSE可确保重要负荷的可靠供电，ATSE在重要负荷的供电系统中是不可缺少和重要的一个环节。

ATSE目前在我国经历了四个发展阶段，即两接触器型、两断路器型、励磁式专用转换开关和电动式专用转换开关。两接触器型转换开关为第一代，是我国最早生产的双电源转换开关，它是由两台接触器搭接而成的简易电源，这种装置因机械联锁不可靠、耗电大等缺点，因而在工程中越来越少采用。两断路器式转换开关为第二代，也就是我国国家标准和IEC标准中所提到的CB级ATSE，它是由两断路器改造而成，另配机械联锁装置，可具有短路或过电流保护功能，但是机械联锁不可靠。励磁式专用转化开关为第三代，它是由励磁式接触器外加控制器构成的一个整体装置，机械联锁可靠，转换由电磁线圈产生吸引力来驱动开关，速度快。电动式专用转换开关为第四代，是PC级ATSE，其主体为符合隔离开关，为机电一体式开关电器，转换由电机驱动，转换平稳且速度快，并且具有过0位功能。

2.双电源自动转换开关（ATSE）的发展趋向

ATSE的发展趋向主要包括两个方面，其一是开关主体，具备很高的抗冲击电流能力，并且可频繁转换；具有可靠的机械联锁，确保任何状态下两路电源不能并列运行；不允许带熔丝或脱跳装置，以防止双电源开关因过载而造成输出端无电现象；具备0位功能，并且隔离距离大，以便能够承受更高的冲击电压（8KV）以上；四级开关具备N级先合后分的功能，以防止ATSE在切换时，不同系统中 N线上电位漂移，使电流走向不一致或分流，造成剩余电流保护装置误动作。其二是控制器，采用微处理器智能化产品，检测模块应具有较高的检测精度和宽的参数设定范围，包括电压、频率、延时时间等；具备良好的电磁兼容性，应能承受住主回路的电压波动，浪涌保护，谐波干扰，电磁干扰等；转换时间快，且延时可调；可为用户提供各种信号及消防联动接口，通信接口。

从ATSE的发展过程和发展趋向可以看出，PC级ATSE在工程中的应用将成为主流。

值得一提的是，《固定式消防泵驱动器-控制器》（IEC标准修正草案）中指出，ATSE不应带短路和过电流保护功能。而CB级ATSE不能够满足这一点，一旦出现短路和过电流的情况，脱扣器脱扣，造成电源侧虽然有电， 而负载没电的情况，不能满足一、二级负荷对供电的要求。IEC标准修订的趋向也证明了PC级ATSE在工程中的推广是必然的。这也是我们为什么要单独对PC级ATSE进行阐述的理由。

3.PC级ATSE的选择

在谈及PC级ATSE如何选择之前，我们先分析一下ATSE转换程序。

（1）如果常用电源被检测到出现偏差时，则自动将负载从常用电源转接至备用电源。

（2）如果常用电源恢复正常时，则自动将负载返回转接到常用电源。

双电源自动转换开关用于常用电源和备用电源之间的转换，要求电源转换开关的操作机构不应使负载电路与常用电源或备用电源长期断开，电源转换开关应提供指示所连接（常用或备用）电源位置的辅助触头。那么我们在选用PC级ATSE时，除按照正常参数进行选择外（同其他同类低压配电设备，在此不做赘述），还要注意以下几个方面：

3.1电气隔离，0位及挂锁功能

从保证双电源系统长期稳定、安全、安全供电和远程管理考虑，ATSE的主体开关电气隔离特性非常重要，其输入和输出端承受两路电源电压。接触器、断路器和隔离开关其作用功能不同，在选择时要区分对待，隔离开关在断开位置应具有较大的开断距离，国标规定其线间及断开触头间必须承受8KV的额定冲击耐受电压。建议选用隔离开关做主体开关的ATSE。在非消防电源发生火灾及ATSE下端电器设备检修和维护，ATSE应具有0位，有的已经具有0位接口功能，可接至消防控制中心。并且在0位检修时，应具备挂锁功能，以保证检修人员及设备的安全。

3.2延时设定及级数的选择

在常用电源转换至备用电源时，为防止备用电源在市电瞬态波动或失压，ATSE应具有延时检测功能，民规要求不大于30秒，很多产品均设有转换延时，普遍设为1～8秒，笔者认为设为3秒比较合适，它不会影响用电设备或照明等的正常使用。当备用电源转换至常用电源时，普遍厂家均有1～300秒的延时，以确认常用电源恢复正常而且稳定供电，笔者认为2分钟比较合适。在延时时间内，ATSE一直在向负载供电，不会影响电器设备使用。在选择ATSE时，应选用四级开关，N线应当完全隔离，目的是防止ATSE切换时，不同系统中N线上电位漂移，使电流走向偏差，剩余电流保护装置误动作。

3.3关于机电一体智能式

机电一体智能式双电源自动转换开关如GLD沈阳斯沃电器有限公司生产具有自动化程度高，安全可靠性好等优点以成为发展趋势。开关由开关主体和驱动控制部分组成，开关选用集成控制技术，过零及独特的触头分合技术。下面对其性能作一分析：（1）驱动控制部分，由逻辑控制电路和齿轮电机组成。电路控制核心采用CPU控制，电源部分采用开关电源稳压系统，供电可靠，电路具有良好的电磁兼容性，齿轮电机具有很强的耐湿热性和耐高温性，安全保护功能良好。（2）机械联锁部分，多重的机械联锁，确保两路电源在任何情况下不能并列运行。（3）开关保护功能，开关具有三相缺相、过欠电压、电机保护、频率检测功能。（4）GLD控制板性能，采用继承开关式电源，电路具有过载，短路保护，分别提供5V、8V、12V，其中5V为CPU芯片供电，8V为比较检测电路供电，12V为供电及执行转换继电器、外部输入信号供电。采样比较电路采用四个电压比较器，以保证过、欠电压、缺相、短电的检测。程序控制芯片CPU采用PIC16C71单片机控制，具有上电清零，程序中断，双相输入输出等功能。

4.PC级ATSE在工程中的应用

ATSE在工程中实例很多，主要有桥接、三点式、四点式、五点式等接线方式，本文在此不做赘述。PC级ATSE主要应用于供电线路末端进行双电源切换，为三点式接线。

当然，多台ATSE可以配合使用，以增加供电系统可靠性。

【参考文献】

[1]国家标准.低压开关设备和控制设备.第6部分：多功能电器第1篇：自动转换开关电器.

[2]International Electrotechnical Commission：IEC60947-6-1：1998，IDT.

开关电源稳压电源的仿真使用 篇12

如何保证实验实训的质量, 教师对实验实训的认识和准备至关重要, 如果教师没有做好细致的实验实训准备工作, 包括没有掌握实验实训的目的、要求, 以及实验实训前的准备, 例如实验实训器材、仪器仪表的准备、检查、校正等, 会造成学生实验目的不明确, 手忙脚乱、实验误差大, 以致使学生对书本上的结论产生怀疑, 不能使实验起到配合理论教学的作用, 会造成实训效果差。笔者就个人的经验, 对如何开好实验实训谈些体会。

随着社会的不断进步, 在现实的社会中开关电源的发展非常快, 开关电源电路是在各大电子产品中的应用得非常广泛。虽然开关电源电路在各大电子产品中应用得非常的广泛, 但是对开关电源电路的输出稳压性能、输入功率与输出功率之间关系的研究不是很彻底, 开关电源功率变换电路和控制电路的非线性、时变性使得开关电源的稳定性分析与设计比线性电路更为复杂。控制系统的稳定与否, 对电源输出的稳压精度及整个开关电源的系统能否正常可靠的工作都具有很重要的影响。

我们常把稳压电源分成两类:线性稳压电源和开关稳压电源。开关电源是一种比较新型的电源。开关电源电路的类型有几种, 根据不同的工作模式和连接方式来分, 它们的工作原理就有所不一样。开关电源组成的主要电路是由输入整流滤波电路、输入电磁抗干扰滤波器 (EMI) 、输出整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路等电路组成。开关电源的辅助电路有输出短路保护电路、过流输出保护电路、过压输入保护电路、过压输出保护电路、欠压输入保护电路、欠压输出保护电路等组成。如图:

下如图所示是降压型开关电源的工作原理。其电路由电源E, 开关 (三极管或场效应管) K, 续流二极管D, 储能电感L, 滤波电容C等构成。当开关闭合时, 电源通过开关K、电感L给负载供电, 并将部分电能储存在电感L以及电容C中。由于电感L的自感, 在开关接通后, 电流增大得比较缓慢, 即输出不能立刻达到电源电压值。一定时间后, 开关断开, 由于电感L的自感作用, 将保持电路中的电流不变, 即从左往右继续流。这电流流过负载, 从地线返回, 流到续流二极管D的正极, 经过二极管D, 返回电感L的左端, 从而形成了一个回路。通过控制开关闭合跟断开的时间, 就可以控制输出电压。如果通过检测输出电压来控制开、关的时间, 以保持输出电压不变, 这就实现了稳压的目的。

在开关电源的闭环控制系统的分析与设计过程中, 需要进行大量繁琐、复杂的计算, 往往结果也不直观, 而且还会延长开关电源的设计周期。此外, 如果直接利用元器件实验的方法对理论进行验证分析, 也会造成元器件的浪费, 所以, 在实际的设计中, 如果直接利用仿真软件仿真的实验方法对理论进行仿真验证分析就会减少元器件的浪费。

在现实中常用的仿真分析软件有美国Cadence公司的Orcad、加拿大IIT公司的EWB、澳大利亚Altium公司PROTEL等。

美国Cadence公司的Orcad软件, 是世界上应用最广的EDA软件之一, 软件功能强大, 而且它的界面友好、直观, 在国外使用广泛, 欧美地区有相当数量的电子工程师都在使用它。随着我国电子行业飞速发展, 使用Orcad软件的用户呈逐年增长的趋势。从早期版本工作于DOS环境的Orcad4.0, 发展到现在最新的Orcad10.5, Orcad软件集成了电原理图绘制、印制电路板设计、数字/模拟电路仿真、可编程逻辑器件设计等等功能, 它的元器件库也是所有EDA软件中最丰富的, 在世界上它一直是EDA软件的首选。Cadence公司已成为世界上最强大的开发EDA软件的公司之一。Orcad软件系统中主要包括:Orcad/Capture CIS (电路图设计) ;Orcad/Pspice A/D (数/模混合模拟) ;Orcad/Layout Plus (PCB设计) 等, 其中每一个部分可以根据需要单独使用, 又可以共同组成完整的EDA系统。

Orcad电子电路全功能模拟测试仿真软件, 是一套完整的系统设计工具, 其强大功能包含:

元器件编辑、选取、放置;电路图编辑、绘制;

电路工作状况测试;电路特性分析;

电路图报表输出打印;档案转入/出;PCB文件转换功能;

结合SPICE、VHDL、Verilog共同仿真;高阶RF设计功能;

虚拟仪器测试及分析功能;计划及团队设计功能;

VHDL及Verilog设计与仿真;FPGA/CPLD组件合成。

在当今的社会中随着科学技术的飞速发展, “计算机仿真技术”已成为许多设计部门一个重要的前期设计手段。它具有设计灵活、结果和过程的统一的特点, 可以缩短设计的时间、减少了消耗的资金, 也可以降低工程制造的风险。相信在未来的单片机开发应用中Orcad软件也将会获得越来越广泛的应用。

对于使用Orcad软件对各种单片机系统进行的仿真设计是虚拟仿真技术和计算机多媒体技术相结合的综合运用, 它不仅有利于培养我们在电路设计的能力还可以加强我们对仿真软件的操作能力。以往在单片机课程设计和全国大学生电子设计竞赛中, 使用Orcad软件的开发环境对我们大学生进行培训, 它可以在不需要过多的硬件投入条件下, 学生都能普遍反映出对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受, 更容易提高。通过以往的实践可以证明在使用Orcad软件进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作, 能极大提高单片机系统设计效率。因此在教学中, Orcad软件具有较高的利用价值。

参考文献

[1]DonBox, KeithBrown, TimEwald, 等.Effective COM[M].余蒲澜, 译.北京:中国电力出版社, 2003.

[2]薛定宇, 陈阳泉.基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用[M].北京:清华大学出版社, 2002.