采用UC3842和MAX4080構(gòu)成DC-DC轉(zhuǎn)換電路,。UC3842是一塊功能齊全、較為典型的單端電流型PWM控制集成電路,，內(nèi)包含誤差放大器,、電流檢測比較器、PWM鎖存器,、振蕩器,、內(nèi)部基準(zhǔn)電源和欠壓鎖定等單元。電流控制型升壓DC-DC轉(zhuǎn)換電路,，外接元器件少,、控制靈活、成本低,，輸出功率容易做到100W以上,。當(dāng)然，DC-DC轉(zhuǎn)換電路也可以采用成品模塊,，若用PI公司生產(chǎn)的DPA-Switch設(shè)計(jì)開關(guān)電源具有集成度高,、外圍電路簡單、發(fā)熱量少,、性能指標(biāo)優(yōu)良,。

　　由UC3842設(shè)計(jì)的DC-DC升壓電路直接用誤差信號控制電感峰值電流，間接地控制PWM脈沖寬度,，達(dá)到控制輸出端電壓的目的,。開關(guān)管以UC3842設(shè)定的頻率周期開閉，使電感L儲存能量并釋放能量,。當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時,，電感充電，把能量儲存在L中,。當(dāng)開關(guān)截止時,，L產(chǎn)生反向感應(yīng)電壓，通過二極管把儲存的電能釋放到輸出電容器中,。輸出電壓由傳遞的能量多少來控制,，而傳遞能量的多少由通過電感電流的峰值來控制。具體設(shè)計(jì)電路如圖1.2所示,。

　　1．2 保護(hù)電路

　　在大電流的情況下容易損壞芯片,，所以需要對大電流的情況給予電路保護(hù)。設(shè)計(jì)中采用單片機(jī)控制繼電器的通斷來控制電路中的電流,，對輸出電路電流采樣,，采樣值與額定值比較,，反饋比較電路如圖1．3所示，當(dāng)電流大于2．5A時,，則產(chǎn)生信號使單片機(jī)進(jìn)入中斷處理程序,，使繼電器起動，實(shí)現(xiàn)DC-DC電路的斷電,，從而達(dá)到保護(hù)電路的作用,。單片機(jī)控制電路如圖1．4所示。該方案中單片機(jī)控制繼電器的吸合時間短,，而且易于實(shí)現(xiàn),。

　　1．3 數(shù)字設(shè)定及顯示電路

　　采用AT89S52單片機(jī)和集成芯片CD4051實(shí)現(xiàn)程控和步進(jìn)，用單片機(jī)控制鍵盤實(shí)現(xiàn)輸出電壓的初始設(shè)定,，可以實(shí)現(xiàn)電壓的步進(jìn)1V，步減1V,。使用液晶顯示輸出電壓和電流,，可撥動轉(zhuǎn)換開關(guān)來選擇顯示電壓／電流模式。

　　1．4 程序設(shè)計(jì)

　　在設(shè)計(jì)好相關(guān)電路的基礎(chǔ)上,，通過編程由單片機(jī)對開關(guān)電源進(jìn)行智能控制,。系統(tǒng)由單片機(jī)AT89S52控制，電源系統(tǒng)具有"＋‰"和"－"步進(jìn)功能,，步進(jìn)幅度為1V,。同時AT89S52結(jié)合繼電器等電路實(shí)現(xiàn)了電路過流保護(hù)功能，并且能實(shí)時顯示開關(guān)電源的輸出電壓和電流,。程序總流程圖和中斷流程圖如圖1(5,，6)所示。

　　開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率,，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。由于擁有較高的效率和較高的功率密度,，開關(guān)電源在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中的使用越來越普及,。開關(guān)電源高頻化、模塊化和智能化是其發(fā)展方向,。其中,，步進(jìn)可調(diào)、實(shí)時顯示是開關(guān)電源智能化研究方向之一?，F(xiàn)設(shè)計(jì)開關(guān)電源,，技術(shù)指標(biāo)為：輸出電壓30V至36V可調(diào)，最大輸出電流2A,，有過流保護(hù)功能,，能對輸出電壓進(jìn)行鍵盤設(shè)定和步進(jìn)調(diào)整,、步進(jìn)值1V，并能實(shí)時顯示輸出電壓和電流的開關(guān)穩(wěn)壓電源,。

　　2 提高效率

　　如何提高開關(guān)電源的效率顯得尤為重要,。在提高開關(guān)電源的效率上采取了如下措施。

　　2．1 DC-DC轉(zhuǎn)換電路中電感在很大程度上影響系統(tǒng)的效率,。市場上很難買到符合要求的電感,，在繞制時對電感磁芯和漆包線的要求非常高，應(yīng)將輸出電壓紋波降到最小,。

　　2．2 DC-DC轉(zhuǎn)換電路中開關(guān)管采用MOS管取代雙極性晶體管,，串聯(lián)柵極電阻將衰減由MOS輸入電容、柵一源電路引線電感所產(chǎn)生的高頻寄生振蕩,?？捎行岣咿D(zhuǎn)換效率，若選用幾個MOS管IRF530并聯(lián),，可進(jìn)一步提高效率,。

　　2．3續(xù)流二極管選擇肖特基二極管，其開啟時間短,、管壓降小,，可使電感存儲能量大，有利于提高電源轉(zhuǎn)換效率,。

　　2．4二極管,、電感和MOS管的柵極最好盡可能地靠近焊接，這樣可以減少損耗,，有利于提高系統(tǒng)的效率,。

　　3 測試數(shù)據(jù)和分析

　　3．1 電壓調(diào)整率SU

　　電壓調(diào)整率SU指U2在指定范圍內(nèi)變化時，輸出電壓U0的變化率,。用自耦調(diào)壓器調(diào)節(jié)U2從15V到21V之間變化,，在輸出電流為2A時候，測量出輸出電壓,，從而得到電壓調(diào)整率SU,。

　　3．2 負(fù)載調(diào)整率SI

　　負(fù)載調(diào)整率SI指I0在指定范圍內(nèi)變化時，輸出電壓U0的變化率,。改變負(fù)載電阻,，使輸出電流在0～2A以內(nèi)變化時，得到負(fù)載調(diào)整率數(shù)據(jù)如下,。

　　3．3 DC-DC變換器效率

　　效率η=P0／PIN,，其中P0=U0I0，PIN=UINIIN,。用毫伏表在DC-DC模塊端口直接讀出輸入和輸出電壓電流各值,，可得變換器效率,。

　　3．4 紋波電流

　　在開關(guān)電源設(shè)計(jì)中，MOS管源極接上1kΩ的電阻,，電源濾波處加無極性電容,，濾除高頻紋波。電流紋波實(shí)測數(shù)據(jù)如下,。

　　基于AT89S52的開關(guān)穩(wěn)壓電源具有良好智能控制和步進(jìn)功能,，測試數(shù)據(jù)表明電源系統(tǒng)具有較高的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，并具有很高的效率,，電源在最大輸出功率下能連續(xù)安全工作足夠長的時間,。當(dāng)然可通過對MOS管及相關(guān)元器件選擇、電路優(yōu)化設(shè)計(jì),，或選擇DC-DC成品模塊可進(jìn)一步提高電源性能,。