驅(qū)動(dòng)電路由IR2104半橋驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)BUCK型同步整流電路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)降壓的操作

該芯片采用被動(dòng)式泵荷升壓原理。上電時(shí)，電源流過(guò)快恢復(fù)二極管D向電容C充電，C上的端電壓很快升至接近Vcc，這時(shí)如果下管導(dǎo)通，C負(fù)級(jí)被拉低，形成充電回路，會(huì)很快充電至接近Vcc，當(dāng)PWM波形翻轉(zhuǎn)時(shí)，芯片輸出反向電平，下管截止，上管導(dǎo)通，C負(fù)極電位被抬高到接近電源電壓，水漲船高，C正極電位這時(shí)已超過(guò)Vcc電源電壓。因有D的存在，該電壓不會(huì)向電源倒流，C此時(shí)開始向芯片內(nèi)部的高壓側(cè)懸浮驅(qū)動(dòng)電路供電，C上的端電壓被充至高于電源高壓的Vcc，只要上下管一直輪流導(dǎo)通和截止，C就會(huì)不斷向高壓側(cè)懸浮驅(qū)動(dòng)電路供電，使上管打開的時(shí)候，高壓側(cè)懸浮驅(qū)動(dòng)電路電壓一直大于上管的S極。采用該芯片降低了整體電路的設(shè)計(jì)難道，只要電容C選擇恰當(dāng)，該電路運(yùn)行穩(wěn)定。

BUCK型同步整流電路如下

之前測(cè)試在輸出端采用Π型濾波大大降低了紋波，但是由于濾波使得公共端地的不穩(wěn)定造成電路有時(shí)的故障不能工作

一開始以為是基準(zhǔn)電壓的浮動(dòng)就用另一片494的基準(zhǔn)作為控制端2腳的基準(zhǔn)電壓。濾波電路帶來(lái)的損耗也比較大

而該電路只能實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)壓降壓以及帶載功能過(guò)流和負(fù)載識(shí)別尚沒使用。

在經(jīng)過(guò)一系列調(diào)試測(cè)試參數(shù)，發(fā)現(xiàn)利用494做的純硬件的穩(wěn)壓電源可以實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)功能、負(fù)載識(shí)別功能。并且再通過(guò)濾波電路的調(diào)整會(huì)得到一個(gè)滿足的紋波值

但是這種電路效率最高只能達(dá)到75%，離要求還有很多距離而且負(fù)載調(diào)整率嚴(yán)重不行，重量也嚴(yán)重超標(biāo)，因此決定換用覆銅板，利用頻率和電路PCB布局走線來(lái)降低紋波，

在用TL494主控調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，494雖然設(shè)計(jì)利用起來(lái)簡(jiǎn)便，但在需要高頻環(huán)境下以及高效率低紋波都滿足不了設(shè)計(jì)要求。

而且負(fù)載調(diào)整的采樣電阻分壓補(bǔ)償，硬件做起來(lái)難度大精度不高，過(guò)流精度也稍微低一點(diǎn)。

因此對(duì)電路主控進(jìn)行重新選擇，用stc12單片機(jī)作為系統(tǒng)主控通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)過(guò)流精度以及負(fù)載調(diào)整的采樣電阻分壓補(bǔ)償，

stc12單片機(jī)可以提供50khz的工作頻率進(jìn)一步降低紋波電壓。

第一代覆銅板產(chǎn)品乍一看又丑又大，主要是自己對(duì)ADPCB繪制的不熟悉造成的，但是電路實(shí)用而且紋波降低的效果明顯

測(cè)試調(diào)試數(shù)控穩(wěn)壓電源時(shí)的寫照

經(jīng)過(guò)一系列調(diào)整這是二代PCB電路，在原有基礎(chǔ)上對(duì)電路的主控布置進(jìn)行了大范圍調(diào)整

在二代基礎(chǔ)上把控制電路移到了中間在四周通過(guò)主回路。更一步集成

當(dāng)時(shí)做的雙層板，下層主回路上層控制回路

為了增加濾波的效果延長(zhǎng)了輸出回路并通過(guò)差分走線進(jìn)一步改善濾波效果

最終的成品電路如下

對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的調(diào)試后，進(jìn)行了對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的測(cè)量，此次的系統(tǒng)全部符合題目要求

電壓調(diào)整0.1%

負(fù)載調(diào)整1.1%

效率95%

紋波10%

對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行并聯(lián)測(cè)試未發(fā)現(xiàn)有環(huán)流

測(cè)試結(jié)果分析

根據(jù)上述測(cè)試數(shù)據(jù)，由此可以得出結(jié)論：

(1) 額定輸出電壓下，輸出電壓偏差為：5.5mV，遠(yuǎn)小于100mV。說(shuō)明電路的輸出準(zhǔn)確。

(2) 額定輸入電壓下，已測(cè)最大輸出電流為3.102A，大于3A。說(shuō)明電路能承受大電流。

(3) 輸出噪聲紋波電壓峰峰值為20.5mV，小于50mV。滿足題目要求。

(4) 負(fù)載調(diào)整率為1.02%，小于5%；以及電壓調(diào)整率為0.01%，小于0.5%。說(shuō)明整個(gè)電路穩(wěn)定性好，不易受到外部的干擾。

(5) 滿載時(shí)效率為90.4%。說(shuō)明該電路效率極高。

(6) 具備3.2A過(guò)流保護(hù)。

(7) 整體重量為0.17kg說(shuō)明該電路具有小體積小重量的優(yōu)勢(shì)。

附部分源程序

#include 
#include 	      /*use _nop_() function*/
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ADC_FLAG      0X10
#define S1_S0 0x40              //P_SW1.6
#define S1_S1 0x80              //P_SW1.7

	
sbit SD1	=	P3^3; 		
sbit LED3    =   P1^7;
sbit LED4    =   P3^4;
sbit key1  	= 	P0^0;		//ok
sbit key2  	= 	P2^0;		//+

sfr P_SW1   = 0xA2;             //外設(shè)功能切換寄存器1


uint Vout=0;
uint Iout = 0;							//輸出電壓
uint V1=0;
uint I1 = 0;
uint sum = 0;
uint Vref = 0;
uchar block = 175;
uchar log = 0;
uchar lag = 0;
uchar snm = 0;
uint get = 0;
uint got = 0;
float R = 9.998;
float Vin = 5.08;
float Vget;
float Rfu;
bit busy;




void delay();
void Key_1_();
void Key_2_();
void init_pca();
void init_timer();
void SendData(uchar dat);
void SendString(char *s);

/**********************************************************
函數(shù)說(shuō)明： 延時(shí)程序
**********************************************************/
void delay(uchar t)
{
	uint j;
	uchar i;
	for(i=0;i0;i--)
        for(v=168;v>0;v--)
            for(k=22;k>0;k--);
}

/**********************************************************
函數(shù)說(shuō)明： 過(guò)流保護(hù)開啟按鍵
**********************************************************/
void Key_1_()
{
if(key1==0)
	{
		delay(100);
		if(key1==0)	
		{    
		SD1 = 1;
		LED4 = 1;
		delay(200);
		LED4 = 0;                               
		}	 delay(100);
	}		
}
/**********************************************************
函數(shù)說(shuō)明： 模式選擇按鍵
**********************************************************/
void Key_2_()
{
if(key2==0)
	{
		delay(100);
		if(key2==0)	
		{
		if(log<3)log+=1;
		else log = 0;
		LED4 = 1;
		delay(200);
		LED4 = 0;
		}
				delay(100);
	}	 
}

/**********************************************************
函數(shù)說(shuō)明： 調(diào)整電壓
**********************************************************/
void VAdjust()
{	uchar a,b,c,d;
	

	switch(lag)
	{
	case 0:	  I1 = GetADC(1); sum+=1;Iout +=I1;break;
	case 1:	  ADC_CONTR=0X00;_nop_(); _nop_();_nop_();  _nop_();sum+=1;break;
	case 2:	  V1 = GetADC(0); sum+=1; Vout +=V1;break;
	case 3:	  ADC_CONTR=0X80;_nop_(); _nop_();_nop_();  _nop_();sum+=1;break;
	}	
	if(sum >= 100)
	{
		sum = 0;	
	 switch(lag)
	{

	case 0:	Iout = Iout/50;
			 a = 48+Iout/1000;
			 b = 48+Iout%1000/100;
			 c = 48+Iout%100/10;
			 d = 48+Iout%10;
//           SendData(e);
		   SendData(a);
		   SendData(b);
		   SendData(c);
		   SendData(d);
		   SendData('\n');
	  		Vref = 119+ Iout/29
			;
	 	  break;
	case 1:	break;
	case 2:	Vout = Vout/100;
			 a = 48+Vout/1000;
			 b = 48+Vout%1000/100;
			 c = 48+Vout%100/10;
			 d = 48+Vout%10;
//           SendData(e);
		  SendData(a);
		   SendData(b);
		   SendData(c);
		   SendData(d);
		   SendData('\n');		  
	
	   			if(Vout>Vref)		//輸出電壓小于36V
		{
			if(block==255) 
				block=255;
			else
				block++;
		}
		else						//輸出電壓大于36V
		{	
			if(block==50) 
				block= 50;
			else
				block--;	
	
		}  break;
	
		case 3:	break;
	}
		 

				lag+=1;
		if(lag>3) lag=0;
		Vout = 0;
		Iout = 0;
	}
}
/**********************************************************
函數(shù)說(shuō)明： 過(guò)流保護(hù)
**********************************************************/ 
void IAdjust()
{	uchar a,b,c,d;
	

	switch(lag)
	{
	case 0:	  I1 = GetADC(1); sum+=1;Iout +=I1;break;
	case 1:	  ADC_CONTR=0X00;_nop_(); _nop_();_nop_();  _nop_();sum+=1;break;
	case 2:	  V1 = GetADC(0); sum+=1; Vout +=V1;break;
	case 3:	  ADC_CONTR=0X80;_nop_(); _nop_();_nop_();  _nop_();sum+=1;break;
	}	
	if(sum >= 100)
	{
		sum = 0;	
	 switch(lag)
	{
	case 0:	Iout = Iout/50;
			 a = 48+Iout/1000;
			 b = 48+Iout%1000/100;
			 c = 48+Iout%100/10;
			 d = 48+Iout%10;
//           SendData(e);
		   SendData(a);
		   SendData(b);
		   SendData(c);
		   SendData(d);
		   SendData('\n');
		  if(Iout>=218) 
	 {
	  snm+=1;
	  if(snm >=20)
  		SD1 = 0;
	 }		Vref = 119+ Iout/29;  break;
	case 1:	break;
	case 2:	Vout = Vout/100;
			 a = 48+Vout/1000;
			 b = 48+Vout%1000/100;
			 c = 48+Vout%100/10;
			 d = 48+Vout%10;
//           SendData(e);
		  SendData(a);
		   SendData(b);
		   SendData(c);
		   SendData(d);
		   SendData('\n');	
		   			if(Vout>Vref)		//輸出電壓小于36V
		{
			if(block==255) 
				block=255;
			else
				block++;
		}
		else						//輸出電壓大于36V
		{
			if(block==50) 
				block= 50;
			else
				block--;	
	
		}  break;
	
		case 3:	break;
	}
		 

				lag+=1;
		if(lag>3) lag=0;
		Vout = 0;
		Iout = 0;
	}
}


/**********************************************************
函數(shù)說(shuō)明： 負(fù)載識(shí)別
**********************************************************/
void KnowLoad(void)
{	uchar a,b,c,d;
	switch(lag)
	{
	case 0:	  get = GetADC(2); sum+=1;got +=get;break;
	case 1:	  ADC_CONTR=0X00;_nop_(); _nop_();_nop_();  _nop_();sum+=1;break;
	case 2:	  V1 = GetADC(0); sum+=1; Vout +=V1;break;
	case 3:	  ADC_CONTR=0X80;_nop_(); _nop_();_nop_();  _nop_();sum+=1;break;
	}	
	if(sum >= 100)
	{
		sum = 0;	
	 switch(lag)
	{
	case 0:	got = got/100;
		  	 a = 48+got/1000;
			 b = 48+got%1000/100;
			 c = 48+got%100/10;
			 d = 48+got%10;
//           SendData(e);
		   SendData(a);
		   SendData(b);
		   SendData(c);
		   SendData(d);
		   SendData('\n');
		   if(got>=240) Vref = 0;
		   else
		   {   if(got<=60)	 {Vget =  (got+2)*0.02; 
		   Rfu =Vget*R/Vin/(1-Vget/Vin)/2.0; 
			 Vref = Rfu/0.02-3;
			 }
		    if(got>60 && got<100)	
			{ Vget =  (got-3)*0.02; 
			 Rfu =Vget*R/Vin/(1-Vget/Vin)/2.0; 
			 Vref = Rfu/0.02+2;
			 }
		   if(got>=100)	
		   { Vget =  (got-6)*0.02; 
		   Rfu =Vget*R/Vin/(1-Vget/Vin)/2.0; 
			 Vref = Rfu/0.02;
			 }
		   			  
	    	}  break;
	case 1:	break;
	case 2:	Vout = Vout/100;
			 a = 48+Vout/1000;
			 b = 48+Vout%1000/100;
			 c = 48+Vout%100/10;
			 d = 48+Vout%10;
//           SendData(e);
/*		  SendData(a);
		   SendData(b);
		   SendData(c);
		   SendData(d);
		   SendData('\n');	 */
		   			if(Vout>Vref)		//輸出電壓小于36V
		{
			if(block==255) 
				block=255;
			else
				block++;
		}
		else						//輸出電壓大于36V
		{
			if(block==50) 
				block= 50;
			else
				block--;	
	
		}  break;
	
		case 3:	break;
	}
		 

				lag+=1;
		if(lag>3) lag=0;
		Vout = 0;
		Iout = 0;
	}
}

/**********************************************************
函數(shù)說(shuō)明： 主函數(shù)
**********************************************************/
void main(void)
{	 LED1 = LED2 =LED3 =LED4 =0;
	delay(255);delay(255);delay(255);
	InitADC();
	init_pca();
	init_timer();
	EA=1;//開總中斷
	while(1)//主循環(huán)
	{	

		Key_2_();
	//	VAdjust();		
       switch(log)   
	   {
	   case 1:  break;
	   
	   case 0:	VAdjust();LED1 = 1;LED2 = LED3 = 0;break;
	   
	   case 3:	IAdjust();LED2 = 1;LED1 = LED3 = 0;Key_1_();break;

	   case 2:	KnowLoad();LED3 = 1;LED1 = LED2 = 0;break;   
	   } 

		
	}
}