2011年5月25日第28卷第3期
文章编号：1009-3664(2011)03-0034-05
通信电源改式 Telecom Power Technology
开关稳压电源系统设计
刘杰"，刘塔”，王琦"，徐跃超
May 25, 2011, Vol. 28 No,3
设计应用
（1.三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌443002；2.华南理工大学电力学院，广东广州510640）
摘要：文章构建了基于Boost型变接器的DC/DC变换器，系统以专用芯片UC3842作为控制核心，辅以Atmega128 单片机稳定输出电压。利用UC3842自身的电压电流环反馈，加上输出电压均值环设计成榆出电压稳定可调的DC/DC 变换电路。本系统还采用了模拟PWM技术、在线保护技术、人机交互技术。实际测试表明该系统各项指标均达到或超过设计要求。
关键词：Atmega128；UC3842；在线保护；人机交互
中图分类号：TN86
文献标识码：A
ADesignofSwitchingModePowerSupplySystem
LIU Jie' , LIU Pe? , WANG Qi' ,XU Yue-chao'
(1. Electrical and New Energy Institute ,China Three Gorges University, Yichang 443002,China; 2, Electricity Institute, South China University of Technology, Guangzhou 510640,China)
Abstract; A DC/DC converters based on boost converter is presented in this paper, which used particularly chip of UC3842 as the core controller of the system, and assisted by single-chip Atmega128 to stable output voltage. With the voltage loop and current loop feedback and the additional average output voltage loop on the UC3842 itself, a circuit of DC-DC converter which has stable and adjustable voltage is designed. The PWM technology, online protection technology and man-machine interaction technology are also applied to the system, and the actual test indicates that it has reached even sur-passed the requirements,
Key words; Atmega128; UC3842;online protection;man-machine interaction
0引言
随着电力电子技术的发展，电源装置大量出现在生产生活的各个领域，其电压电流的稳定性、电压调整率、负荷调整率、变换器的效率等因素将直接影响到用电及通信设备的正常运行，产严重时还将影响到设备的安全性。因此，如何改善上述各项指标，成为电源装置设计时需要考患的重要因素。本文介绍一种行之有效
的开关稳压电源的系统设计方案。 1方案论证
1.1DC-DC变换器方案选取
隔离变压器输出工频电压有效值为18±3V，经桥式整流滤波后输出直流电压约为18～26V。要求开关电源的输出电压范围在30~36V之间稳定可调，单端反激式和Boost直接变换式都可以满足要求。但是，考虑到单端反激式开关电源结构中的脉冲变压器在短时间内难以制作调整好，并且其制作工艺和选材对系统的效率影响很大，因此本设计制作选用Boost
电路作为功率变换器主电路，如图1所示。收稿日期：2010-12-04
作者简介：刘杰（1987-)，男，湖北随州人，三峡大学本科在
读，所学电气工程及其自动化专业。·芳方数据
e
Qp
VD
R
图1功率变换器主电路
1.2控制方案选取
可用于Boost变换器的控制方案较多，典型的有采用单片机直接控制或者用模拟控制电路控制等。 Boost变换器是一个具有低阻尼的二阶系统，采用单片机的电压单环控制的结构由于系统的不稳定性和数字算法的延迟，使得控制环的低频增益不能太大，影响输出电压的控制精度；用运算放大器等构成模拟控制电路，可以采用电压电流双环控制结构，有效地克服变换器的低阻尼特性并使输出电压的控制精度提高，但包括PWM调制器、脉冲放大驱动电路等在内的模拟控制电路结构复杂、可靠性不高。
鉴于单端反激式开关电源与Boost变换器具有相同的工作原理，其专用集成控制芯片UC3842可以移植到Boost变换器的控制上来，所以本设计制作的控制部分采用集成控制芯片UC3842，以简化控制电路设计并提高系统的可靠性，UC3842控制电路图如图2所示。 2011年5月25日第28卷第3期
文章编号：1009-3664(2011)03-0034-05
通信电源改式 Telecom Power Technology
开关稳压电源系统设计
刘杰"，刘塔”，王琦"，徐跃超
May 25, 2011, Vol. 28 No,3
设计应用
（1.三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌443002；2.华南理工大学电力学院，广东广州510640）
摘要：文章构建了基于Boost型变接器的DC/DC变换器，系统以专用芯片UC3842作为控制核心，辅以Atmega128 单片机稳定输出电压。利用UC3842自身的电压电流环反馈，加上输出电压均值环设计成榆出电压稳定可调的DC/DC 变换电路。本系统还采用了模拟PWM技术、在线保护技术、人机交互技术。实际测试表明该系统各项指标均达到或超过设计要求。
关键词：Atmega128；UC3842；在线保护；人机交互
中图分类号：TN86
文献标识码：A
ADesignofSwitchingModePowerSupplySystem
LIU Jie' , LIU Pe? , WANG Qi' ,XU Yue-chao'
(1. Electrical and New Energy Institute ,China Three Gorges University, Yichang 443002,China; 2, Electricity Institute, South China University of Technology, Guangzhou 510640,China)
Abstract; A DC/DC converters based on boost converter is presented in this paper, which used particularly chip of UC3842 as the core controller of the system, and assisted by single-chip Atmega128 to stable output voltage. With the voltage loop and current loop feedback and the additional average output voltage loop on the UC3842 itself, a circuit of DC-DC converter which has stable and adjustable voltage is designed. The PWM technology, online protection technology and man-machine interaction technology are also applied to the system, and the actual test indicates that it has reached even sur-passed the requirements,
Key words; Atmega128; UC3842;online protection;man-machine interaction
0引言
随着电力电子技术的发展，电源装置大量出现在生产生活的各个领域，其电压电流的稳定性、电压调整率、负荷调整率、变换器的效率等因素将直接影响到用电及通信设备的正常运行，产严重时还将影响到设备的安全性。因此，如何改善上述各项指标，成为电源装置设计时需要考患的重要因素。本文介绍一种行之有效
的开关稳压电源的系统设计方案。 1方案论证
1.1DC-DC变换器方案选取
隔离变压器输出工频电压有效值为18±3V，经桥式整流滤波后输出直流电压约为18～26V。要求开关电源的输出电压范围在30~36V之间稳定可调，单端反激式和Boost直接变换式都可以满足要求。但是，考虑到单端反激式开关电源结构中的脉冲变压器在短时间内难以制作调整好，并且其制作工艺和选材对系统的效率影响很大，因此本设计制作选用Boost
电路作为功率变换器主电路，如图1所示。收稿日期：2010-12-04
作者简介：刘杰（1987-)，男，湖北随州人，三峡大学本科在
读，所学电气工程及其自动化专业。·芳方数据
e
Qp
VD
R
图1功率变换器主电路
1.2控制方案选取
可用于Boost变换器的控制方案较多，典型的有采用单片机直接控制或者用模拟控制电路控制等。 Boost变换器是一个具有低阻尼的二阶系统，采用单片机的电压单环控制的结构由于系统的不稳定性和数字算法的延迟，使得控制环的低频增益不能太大，影响输出电压的控制精度；用运算放大器等构成模拟控制电路，可以采用电压电流双环控制结构，有效地克服变换器的低阻尼特性并使输出电压的控制精度提高，但包括PWM调制器、脉冲放大驱动电路等在内的模拟控制电路结构复杂、可靠性不高。
鉴于单端反激式开关电源与Boost变换器具有相同的工作原理，其专用集成控制芯片UC3842可以移植到Boost变换器的控制上来，所以本设计制作的控制部分采用集成控制芯片UC3842，以简化控制电路设计并提高系统的可靠性，UC3842控制电路图如图2所示。