2、程控電源部分硬件電路設計

如圖3所示為電源的原理框圖。智能穩(wěn)壓電源以開關電源為基礎電路，高性能C8051F020單片機為控制核心。電源硬件電路主要由整流濾波電路、Boost電路、PWM控制電路和鍵盤顯示電路等部分組成。在檢測與控制軟件支持下，通過對開關電源輸出電流、電壓進行數(shù)據(jù)采樣，與給定數(shù)據(jù)比較，從而調整和控制開關電源的工作狀態(tài)，同時監(jiān)測開關電路的工作溫度和輸出電流大小。整個系統(tǒng)有如下功能：可預置輸出電壓值，電壓值有鍵盤設定和步進調整兩種模式，步進值1V；電路電流超限時，系統(tǒng)能夠自動實現(xiàn)過流保護功能；具有輸出電壓、電流的測量和數(shù)字顯示功能。

圖3 ?程控開關電源原理框圖

2.1、整流濾波電路

電源變壓器T將交流電網(wǎng)220V的電壓變?yōu)?8V交流電，然后通過整流橋芯片D25SBA8050將交流電壓變成脈動的直流電壓，C1、C2對脈動的直流電壓進行濾波，濾波后的電壓一方面供給DC-DC變換電路，另一方面經(jīng)三端穩(wěn)壓芯片LM7812給單片機系統(tǒng)板和其它芯片供電。

2.2、信號采樣網(wǎng)絡及處理電路設計

電壓信號的采樣通過檢測小電阻上的電壓獲得，該采樣電阻上的電壓值應該與電路的輸出電壓之間存在一定的比例關系，本設計中該比例為1：20；電流的采樣先是檢測采樣電阻上的電壓，再經(jīng)過換算而得到。

要得到最終的電壓采樣信號，需先經(jīng)過運放組成的減法電路，然后用電壓跟隨器進行隔離；電流采樣電路中，電壓信號先經(jīng)跟隨器隔離，然后經(jīng)過減法電路處理得到最終值。運算放大器選用單電源供電的雙運方LM358。最后信號進入C8051F020內部的ADC進行轉換，再通過顯示模塊來顯示電壓、電流數(shù)值。

2.3、PWM控制電路設計

PWM器件的種類比較多，功能也各有不同。PWM器件根據(jù)輸出反饋和調節(jié)脈沖方波的占空比來驅動功率器件、高頻變壓器、整流和濾波等電路，從而得到穩(wěn)定的直流輸出電壓。

SG3525是電壓控制型PWM控制器，所謂電壓控制型脈寬調制器是按照接反饋電壓來調節(jié)脈寬的。SG3525為16引腳DIP封裝。如圖4所示為SG3525的外圍電路。

圖4 ?SG3525的外圍電路

圖4中，R10和R19分別為誤差放大器的反相和同相輸入端的輸入電阻，兩者取值為10K；R13、C14分別為片內振蕩器的定時電阻和定時電容，電容取98pF，改變R13阻值即可改變頻率；R12為C7的放電電阻；C15為SG3525的軟啟動電容；SG3525的9腳和1腳之間串入電阻和電容，構成比例積分反饋網(wǎng)絡；考慮到電路的簡單化，SG3525的Shutdown（引腳10）通過電阻有效接地，使得SG3525始終處于工作狀態(tài)。