基于ATmega128单片机的自动投切开关电源设计

ATmega128单片机的自动投切开关电源设计ATmega128单片机为核心，实现大电流时自动由单电源供电投切到双电源并联均流供电，增强了开关电源的带负载能力和提高电源的供电效率。模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N+1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展，使整个电源体积重量下降，模块中半导体器件的电流应力小，提高了系统的可靠性。本研究的开关电源在带小负载时为单电源供电，带大负载时(电流超过1.7A)自动投切为双电源并联供电，采用外特性下垂方法实现各电源均流，增强了开关电源的带负载能力和提高电源的供电效率。本设计采用双端驱动集成芯片TL494输出PWM脉冲控制主开关的导通来控制电压输出，以ATmega128单片机为核心，实现大电流时自动由单电源供电投切到双电源并联均流供电，增强了开关电源的带负载能力和提高电源的供电效率。系统硬件主要由单片机最小系统，PWM控制芯片TL494,开关电源升压主电路，电流检测回路，D/A转换电路组成。系统输出直流电压18~45V可调，可通过键盘设定调整，最大输出电流达到4A,能对输出电压和输出电流进行测量和显示，具有调节速度快、电压调整率低、负载调整率低、效率高，输出纹波小等优点。计算出正确的电感值对选用合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波而言非常重要。本设计采用的电感是铁硅铝双线绕电感，它的磁芯损耗远低于铁粉芯及高磁通，具有低磁致伸缩(低噪音)的特点，是低成本的储能材料，在高温下性能稳定。开关管的选择本课题设计系统选用MOSFET的型号是IRF540,使用沟渠工艺封装的N通道增强型场效应功率晶体管，常用于DC到DC转换器、开关电源、电视及电脑显示器电源等领域中，具有低导通内阻、快速开关、低热敏电阻等显着优点，其漏源电压V_DSS最大可达100V,导通电流I_D最大可达23A,其导通电阻R_DS(on)77mΩ，允许最大管耗PCM可达50W,满足电路要求。开关电源输出整流二极管通常采用肖特基二极管或者快速恢复二极管。因为它正向压降低，又几乎没有反向恢复时间，所以在本设计中选用的整流二极管是SS35,是低功耗肖特基二极管，其反向电压达到50V,正向压降只有0.6V左右，具有高浪涌电流能力。PWM控制器电路其核心采用专用集成芯片TL494,通过适当的外接电路，不但可以产生PWM信号输出，而且还有多种保护功能。TL494含有振荡器、误差放大器、PWM比较器及输出级电路等部分。