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電池是便攜式系統(tǒng)應用的典型電源，并且目前基于微控制器" title="微控制器">微控制器的便攜式系統(tǒng)也不少見,。各種微控制器均工作于低電源電壓（如1.8V）。因此人們能采用兩節(jié)AA或AAA電池為電路供電,。但是,，如果電路需要更高電壓——例如LCD的LED背光照明，它需要大約7.5VDC,，則必須采用合適的DC/DC轉換器把電源電壓從3V提升至需要的電壓,。不過借助幾個額外的分立元件，人們也可采用微控制器開發(fā)合適的DC/DC升壓轉換器（參考文獻1）,。
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本設計實例介紹如何用一個微型8引腳微控制器和幾個分立元件來創(chuàng)建兩個（而不只是一個）DC/DC轉換器,。該設計方案可伸縮，人們只須改變微控制器的控制軟件,，就能使它適應多種輸出電壓" title="輸出電壓">輸出電壓要求,。人們甚至能對微控制器編程生成任何必要的輸出電壓啟動速率。圖1描繪了升壓開關穩(wěn)壓器的基本拓撲結構,。此類穩(wěn)壓器中的輸出電壓大于輸入電壓,。升壓開關穩(wěn)壓器工作于CCM（連續(xù)導電模式）或DCM（非連續(xù)導電模式）。更容易為DCM工作模式設置電路（參考文獻2）,。該名稱源于以下事實：在DCM中的每個PWM期間,，電感電流降至0A并持續(xù)一段時間；在CCM中,，電感電流從不為0A,。在PWM輸出端的高電平周期結束時（此時開關接通），最大" title="最大">最大電流流經(jīng)電感,，大小為：
? (1)
其中VDC為輸入電壓,，D為占空比，T為總周期時間,，L為電感值,。流經(jīng)二極管的電流在TR時間內降至零。
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(2)
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負載電流" title="負載電流">負載電流為平均二極管電流,，
(3)
根據(jù)式(1)和式(2),，簡化為：
(4)
輸出電壓VOUT為：
(5)
輸出電容的值決定了紋波電壓，電容值為：
(6)
其中dV/dt表示PWM信號期間的輸出電壓降,，I為負載電流,，C為必要的輸出電容。
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PWM波的總周期為T,，并為系統(tǒng)常量,。D為PWM波的占空比，而TR為二極管導電時間,。在TR結束時,，二極管電流降至0A,。對于DCM，T>D×T+TR,。PWM周期T與(D×T+TR)的差值為死區(qū),。
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操作電感的開關通常是BJT（雙極結晶體管）或MOSFET。MOSFET是首選,，這是因為它能處理大電流,，效率更高，并且開關速度更快,。但是在低壓時,，很難找到柵極至源極閾值電壓足夠低的合適MOSFET，并且可能很貴,。因此本設計使用BJT（圖2）,。
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微控制器提供的PWM頻率為10kHz至超過200kHz。期望較高的PWM頻率,，這是因為它帶來較低的電感值,，這就能使用小電感。Atmel公司的Tiny13AVR微控制器具有“快速”PWM模式,，頻率約為37.5kHz,，分辨率為8比特。更高的PWM分辨率使人們能更密切地跟蹤期望的輸出電壓,。對于20mH電感,，來自式(1)的最大電感電流為0.81A。開關該電感的晶體管的最大集電極電流應大于該值,。2SD789NPN晶體管的集電極電流極限為1A,，因此適合于這種DC/DC轉換器。根據(jù)式(4),，可由這些值實現(xiàn)的最大負載電流為54mA,，因此滿足了7.5V輸出電壓的最大需要負載電流要求。
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Tiny13微控制器具有兩條高速PWM通道和四條10比特ADC通道,。另一條PWM通道和一條ADC通道為15V輸出電壓和15mA最大負載電流創(chuàng)建了第二個DC/DC轉換器,。該轉換器的電感器的值為100mH。要計算輸出電容值,，應使用式(6),。對于5mV紋波，用于7.5V輸出電壓的電容器的值為270mF,，由于輸出電流為50mA且PWM時間周期為27ms,，因此該電路使用最接近的較大值330mF。與此類似,，對于15V輸出電壓,，需要的電容值為81mF,，因此設計使用100mF電容,。
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微控制器所用的程序是C語言,，并使用開放源代碼AVRGCC編譯器(www.avRFreaks.net)。在沒有內部時鐘分頻器的情況下,，AVRTiny13微控制器工作于9.6MHz內部時鐘頻率,，因此PWM頻率為9.6MHz/256=37.5kHz。內部參考電壓為1.1V,。主程序交替讀取ADC的兩條通道,，后者在中斷例程中監(jiān)視輸出電壓。主程序執(zhí)行無窮循環(huán),，通過讀取ADC值監(jiān)視輸出電壓,，并相應調整PWM值。
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參考文獻：
1. “Boostconverter,”Wikipedia.
2. Pressman,AbrahamI,SwitchingPowerSupplyDesign,SecondEdition,McGraw-HillProfessional,1997-11-1,ISBN-10:0070522367,ISBN-13:978-0070522367.