程控開關穩(wěn)壓電源的控制方式對比

開關穩(wěn)壓電源由多個電子器件構(gòu)成，但本質(zhì)上，開關穩(wěn)壓電源的核心是一個直流變壓器。所以想要對開關穩(wěn)壓電源進行分析并不難。在本文中，小編將為大家介紹通過程控的開關穩(wěn)壓電源的控制方法選擇與效率的提高方案。

控制方法選擇

方案一：采用單片機產(chǎn)生PWM波，控制開關的導通與截止。根據(jù)片內(nèi)AD采樣后的反饋電壓程控改變占空比，使輸出電壓穩(wěn)定在設定值。負載電流在康銅絲上的取樣經(jīng)片內(nèi)AD后輸入單片機，當該電壓達到一定值時關閉開關管，形成過流保護。該方案主要由軟件實現(xiàn)，控制算法比較復雜，速度慢，輸出電壓穩(wěn)定性不好，若想實現(xiàn)自動恢復，實現(xiàn)起來比較復雜。

方案二：采用恒頻脈寬調(diào)制控制器TL494，這個芯片可推挽或單端輸出，工作頻率為1kHz~300kHz，輸出電壓可達40V，內(nèi)有5V的電壓基準，死區(qū)時間可以調(diào)整，輸出級的拉灌電流可達200mA，驅(qū)動能力較強。芯片內(nèi)部有兩個誤差比較器，一個電壓比較器和一個電流比較器。電流比較器可用于過流保護，電壓比較器可設置為閉環(huán)控制，調(diào)整速度快。

所以通過上面的分析，建議采用第二種方案。

電流工作模式的方案選擇

方案一：電流連續(xù)模式

電流連續(xù)工作狀態(tài)，在下一周期到來時，電感中的電流還未減小到零，電容的電流能夠得到及時的補充，輸出電流的峰值較小，輸出紋波電壓小。

方案二： 電流斷續(xù)模式

斷續(xù)模式下，電感能量釋放完時，下一周期尚未到來，電容能量得不到及時補充，二極管的峰值電流非常大，對開關管和二極管的要求就非常高，二極管的損耗也非常大，而且由于電流是斷續(xù)的，輸出電流交流成分比較大，會增加輸出電容上的損耗。對于相同功率的輸出，斷續(xù)工作模式的峰值電流要高很多，而且輸出直流電壓的紋波也會增加，損耗大。

鑒于上面分析，本設計選用方案一。

提高效率的方案選擇

影響效率的因素主要包括單片機及外圍電路功耗、單片機及外圍電路供電電路的效率和DC-DC變換器的效率。本設計采用了超低功耗的單片機MSP430F169，高轉(zhuǎn)換效率的芯片對外圍電路進行供 電，并且采用低損耗的元器件和優(yōu)異的控制策略。

開關穩(wěn)壓電源優(yōu)缺點

優(yōu)點：

“開關型穩(wěn)壓電源”與“串聯(lián)調(diào)整型穩(wěn)壓電源”相比，高效節(jié)能;適應市電變化能力強;輸出電壓可調(diào)范圍寬;一只開關管可方便地獲得多組電壓等級不同的電源;體積小，重量輕等諸多優(yōu)點，而被廣泛地得到采用。

(1)功耗小，效率高

(2)體積小，重量輕

(3)穩(wěn)壓范圍寬

(4)濾波的效率大為提高，使濾波電容的容量和體積大為減少

(5)電路形式靈活多樣

缺點：

開關穩(wěn)壓電源的缺點是存在較為嚴重的開關干擾。開關穩(wěn)壓電源中，功率調(diào)整開關晶體管工作在狀態(tài)，它產(chǎn)生的交流電壓和電流通過電路中的其他元器件產(chǎn)生尖峰干擾和庇振干擾，這些干擾如果不采取一定的措施進行抑制、消除和屏蔽，就會嚴重地影響整機的正常工作。此外由于開關穩(wěn)壓電源振蕩器沒有工頻變壓器的隔離，這些干擾就會串入工頻電網(wǎng)，使附近的其他電子儀器、設備和家用電器受到嚴重的干擾。