对电压采样通常有种方法是利用分压电阻进行采样,二是采用电压采样霍尔。 综合考虑,笔者采用分压电阻进行采样。由于单片机进行转换的输入 电压范围为,故须对采样值进行调理。电压采样及信号调理电路如图所示。 , 式中,为纹波电压,且有,。 由于在电感充电期间,电容为负载供电,故由式计算出的电容值偏小,实 际中选择的容值为,耐压为,它可用个容值为,耐压为的 电容串联实现。控制电路设计控制芯片的选择单片机是深圳宏 晶生产的种单片机,是宏晶单片机。该型单片机有路输出路 位转换,能满足该电路的需要。隔离驱动电路的设计的驱动方法常用 的有直接驱动法隔离驱动法和集成模块驱动电路。该逆变电源采用系 列集成模块来驱动模块。集成模块驱动电路与分立元件的驱动电路相比, 有体积小效率高可靠性高的优点。适用于开关频率为以下的开关操 作,可以用来驱动,或,电路输出电压为,那么采 样输出电压值为。当输出电压上下波动达时,即 ,可得的范围为。保护电路的设计直流 电源中的功率器件是系统的主要部件,也是最昂贵的部件。由于它工作在高频高 压大电流的状态,所以也是最容易损坏的部件。因此的保护工作显得十分重要。该 系统中具有较为完备的保护电路及保护程序,保护电路主要有以 图电压采样及信号调理电路 军械工程学院学报 下几个部分输出过压保护电路输入过压欠压保护电路短路保护 电路温度保护电路。 软件设计 软件主要实现的功能根据该电路的需求,软件设计主要实现的功能设定如下 完成整个系统的初始化。产生波,以驱动。检测有无电压输出以及输 出电压值的大小,完成转换模块的初始化及的转换,根据输出电压值的大小调 整波占空比。控制算法的实现,使输出电压得到闭环控制。主程序流 程图根据软件所要实现的功能,设计软件的主程序流程如图所示。仿真实验为验 证以上参数设置及电路设计的正确性,用软件中的 模块对电路进行仿真,得到电路仿真模型如图所示。 图主程序流程图 仿真实验及分析 图 电路仿真模型 仿真参数设置如下电路的输入采用直流电压源。开关器件为。升压 电感,滤波电容,电阻,电容,额定负 载。开关初始时闭合,在处打开开关初始时断开,在 处闭合。控制电路主要参数设置控制器参数设置, 模块参数设置 参数设置为。仿真算法选择仿真时间设为,。 仿真输入电压,得到仿真波形如图所示。仿真二当输入为时, 电压调整率的仿真实验如表所示。结果分析从仿真结果可以看到,输出电压和电 流波形平稳,波动较小在负载变化时,输出电压调整率较小。 第期王川川等基于单片机的升压电路设计与仿真 仿真结果表明,笔者的设计方法是正确的,电路自身的调节作用的稳定性和准确 性较好。从仿真电路中还可测得流过二极管的电流和电压,以及输出电压和电流 的谐波含量。 结束语 笔者对电路升压原理进行了简要的介绍,并设计了电路的硬件,同时对软件所 要实现的功能进行了设定,给出了软件设计流程图。最后运用软件, 对电路进行了仿真实验,实验结果证明,该设计方法正确,设计结果能达到预定的要求。 参考文献刘长万,王儒,方宇应用于的电路研究电 子工程师高微,单清林,朱英基于控制芯片的 变换器的设计大庆石油学院学报王兆安,黄 俊电力电子技术北京机械工业出版社,图输入电压时 的仿真波形表输出电压的负载调整率 负载值额定输出电压 调整率 李敏列车三相逆变电源研究成都西南交通大学, 张哲地铁紧急通风变频器的研究南京南京理工大学,曲学基,曲 敬铠,于明扬逆变技术基础与应用北京电子工业出版社,赵 键基于智能控制技术的铅酸蓄电池充电设备的研究南京南京理工大学, 洪乃刚电力电子和电力拖动控制系统的仿真北京机械工 业出版社,责任编辑韩红艳 上接第页, , , , 功率管导通时最大峰值电流为 考虑额定电压电流裕值和元器件成本,选择 模块作为电路的功率器 升压电感的设计 通过二极管的最大电流值为考虑额定电压电流裕值和元器 件成本,选择三根据储能电感取值的不同,电路可分为连续工工作在连续不连续临 界情况下的临界电感为 。 流为最小占空比。 已知电路输入直流电压变化范围为,输出直流电压 ,可推得占空比变化范围为 由于在电感充电期间,电容为负载供电,故由式计算出的电容值偏小, 实际中选择的容值为,耐压为,它可用个容值为,耐压为 的电容串联实现。控制电路设计单片机,是宏晶单片机。该型 单片机有路输出路位转换,能满足该电路的需要。 隔离驱动电路的设计的驱动方法常用的有直接驱动法隔离 输出电流范围为,由式计算可得。部流进电 容器,以保证负载上得到平直的直流电流。在指定纹波电压限制下,需要电容值为 ,式中为纹波电压, ,且有驱动法和集成模块驱动电路。该逆变电源采用系 列集成模块来驱动模块。集成模块驱动电路与分立元件的驱动电路相比, 有体 控制芯片的选择单片机是深圳宏晶生产的种 实际应用中电路升压设计在连续模式工作区间,故升压电感应大于临界值, 取。输出滤波电容的设计电感电流连续模式下,考虑滤波电容器有 内部寄生电阻,同时考虑二极管电流的纹波电流会全积小效率高可靠性高的优点。适用于开关频率为以下的开关 操作,可以用来驱动,或, 。 期第王川川等基于单片机的升压电路设计与 仿真 的。它采用单电源工作,供电简单,内置高速光耦实现输入输出的隔离。 同时,芯片内部设有过电流保护电路,且过电流保护后在封锁自身输出的同时,由专 门的故障信号输出端发出故障信号。驱动的电路图如图所示。 。 开关管工作频率为,则可得 。 图驱动的电路图 对电压采样通常有种方法是利用分压电阻进行采样,二是采用电压采样霍 尔。综合考虑,笔者采用分压电阻进行采样。由于单片机进行转 换的输入电压范围为,故须对采样值进行调理。电压采样及信号调理电路如图 所示。 值为 当输出电压上下波动达时,即,可得的范围为 。保护电路的设计直流电源中的功率器件是系统的主 要部件,也是最昂贵的部件。由于它工作在高频高压大电流的状态,所以也是最 容易损坏的部件。因此 的保护工作显得十分重要。该系统中具有较 为完备的保护电路及保护程序,保护电路主要有以 采样及信号调理电路的设计 图电压采样及信号调理电路 电路输出电压为,那么采样输出电压 。 军械工程学院学报 下几个部分输出过压保护电路输入过压欠压保护电路 短路保护电路温度保护电路。 软件设计 根据该电路的需求,软件设计主要实现的功能设定如下完成整个系统的初始 化。产生波,以驱动。检测有无电压输出以及输出电压值的大小,完 成转换模块的初始化及的转换,根据输出电压值的大小调整波占空比。 控制算法的实现,使输出电压得到闭环控制。主程序流程图根据软件所要实现的功能,设计软件的主程序流程如图所示。 软件主要实现的功能 图主程序流程图 仿真实验及分析 为验证以上参数设置及电路设计的正确性,用软件中的 模块对电路进行仿真,得到电路仿真模型如图所示。 图 电路仿真模型 仿真参数设置如下电路的输入采用直流电压源。开关器件为。 电阻,电容,额定负载。开关初 始时闭合,在处打开开关初始时断开,在处闭合。控制电路主 要参数设置控制器参数设置模块参数设 置 升压电感,滤波电容, 仿真输入电压,得到仿真波形如图所示。仿真二当输入为 时,电压调整率的仿真实验如表所示。结果分析 从仿真结果可以看到,输出电压和电流波形平稳,波动较小在负载变化时,输出 电压调整率较小。 参数设置为。 仿真实验 仿真算法选择, 仿真时间设为。 期第王川川等基于单片机的升压电路设计与 仿真 仿真结果表明,笔者的设计方法是正确的,电路自身的调节作用的稳定性和准 确性较好。从仿真电路中还可测得流过二极管的电流和电压,以及输出电压和 电流的谐波含量。 结束语 图输入电压时的仿真波形表输出电压的负载调整率 输出电压 负载值 额定 调整率 上接第页 , , 笔者对电路升压原理进行了简要的介绍,并设计了电路的硬件,同时对软件所 要实现的功能进行了设定,给出了软件设计流程图。最后运用软 件,对电路进行了仿真实验,实验结果证明,该设计方法正确,设计结果能达到预定的要 求。 参考文献 刘长万,王儒,方宇应用于的电路研究电子工程师, ,南京南京理工大学,北京机械工业 出版社,高微,单清林,朱英基于控制芯片的变换 王兆安,黄俊电力电子技术北京机械工业出版李敏列车三 相逆变电源研究成都西南张哲地铁紧急通风变频器的研究南 京南京理工曲学基,曲敬铠,于明扬逆变技术基础与应用北赵 键基于智能控制技术的铅酸蓄电池充电设备的研究洪乃刚电力电子和电力拖动 控制系统的仿真责任编辑韩红艳 , , , 责任编辑韩红艳, , 器的设计大庆石油学院学报社,交通大 学,大学,京电子工业出版社, , 基于单片机的升压电路设计与仿真性格本身没有好坏，乐观和悲观对这个世界都 有贡献，前者发明了飞机，后者发明了降落伞。本文由贡献 文档可能在端浏览体验不佳。建议您优先选择，或下载源文件到本机查看。 第卷第期年月 军械工程学院学报 文章编号 基于单片机的升压电路设计与仿真 王川川,赵锦成,臧巨轮 军械工程学院电气工程系,河北石家庄 摘要介绍了电路升压原理,给出了电路完整的设计方案,重点讨论 了硬件电路的设计,对软件所要实现的功能进行了设定,并设计了软件的流程图。最 后用软件,对电路进行了仿真实验,实验结果证明,该电路简 洁有效,设计结果达到了预定的要求。关键词单片机升压仿真 中图分类号文献标识码 , , , , , 在设计三相逆变电源时,需要在直流电源和逆变电路之间加 升压电路,它的功能是将蓄电池组合升压为供给 变换电路。考虑实际使用时供电电源可能出现波动,要求输入电压为时, 输出可基本稳定在。在斩波电路中,升压电路结构简单,只有 个开关管,克服了传统串联型稳压电源能耗大体积大的缺点,具有体积小结构简单 变换效率高不存在桥式电路共态导通等优点。笔者介绍种升压电路的设计 方法,并用对电