一種單片機控制的開關電源及其控制方法
【專利摘要】一種單片機控制的開關電源及其控制方法，開關電源包括電網輸入端，電網輸入端的第一輸出通過第一整流濾波和高頻變壓器的第一輸入連接，高頻變壓器的輸出通過第二整流濾波和直流輸出端連接，第二整流濾波的第二輸出通過AD采樣和單片機的第一輸入連接，單片機的第一輸出和開關管的輸入連接，開關管的輸出和高頻變壓器的第二輸入連接，電網輸入端的第二輸出和小功率變壓器的輸入連接，小功率變壓器的輸出和整流濾波穩壓的輸入連接，整流濾波穩壓的輸出和單片機的第二輸入連接，單片機的第二輸出和液晶顯示及報警連接，鍵盤的輸出和單片機的第三輸入連接，通過單片機控制開關電源，程控調節，效率高，輸出電壓電流穩定。
【專利說明】一種單片機控制的開關電源及其控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電源【技術領域】，特別是涉及一種單片機控制的開關電源及其控制方 法。
【背景技術】
[0002] 開關電源能夠為各類負載提供直流電源，它的應用十分廣泛。諸如個人電腦、家電 及通信設備等需要使用多種輸出電壓的電源來滿足多種不同形式的外部設備的供電需要。 但在某些特殊場合，要求電源程控調節，高效率，高可靠性，現有技術往往不能達到要求。
【發明內容】
[0003] 為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種單片機控制的開關電 源及其控制方法，程控調節，效率高，可靠性高，成本低，抑制電磁干擾，輸出電壓電流穩定。
[0004] 為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：
[0005] -種單片機控制的開關電源，包括電網輸入端1，電網輸入端1的第一輸出和第一 整流濾波2的輸入連接，第一整流濾波2的輸出和高頻變壓器3的第一輸入連接，高頻變壓 器3的輸出和第二整流濾波4的輸入連接，第二整流濾波4的第一輸出和直流輸出端5連 接，第二整流濾波4的第二輸出和AD采樣6的輸入連接，AD采樣6的輸出和單片機7的第 一輸入連接，單片機7的第一輸出和開關管8的輸入連接，開關管8的輸出和高頻變壓器3 的第二輸入連接，電網輸入端1的第二輸出和小功率變壓器9的輸入連接，小功率變壓器9 的輸出和整流濾波穩壓10的輸入連接，整流濾波穩壓10的輸出和單片機7的第二輸入連 接，單片機7的第二輸出和液晶顯示及報警11連接，鍵盤12的輸出和單片機7的第三輸入 連接。
[0006] 所述的電網輸入端1用來引進電網交流電。
[0007] 所述的第一整流濾波2用來將電網交流電整流濾波成高壓脈動直流電。
[0008] 所述的高頻變壓器3用來將高壓脈動直流電變換成低壓脈動直流電。
[0009] 所述的第二整流濾波4用來對低壓脈動直流電進行整流濾波。
[0010] 所述的直流輸出端5用來連接負載。
[0011] 所述的AD采樣6用來對輸出進行AD采樣。
[0012] 所述的單片機7用來對整個系統進行控制。
[0013] 所述的開關管8受單片機7的PWM信號控制電路的通斷。
[0014] 所述的小功率變壓器9用來對電網交流電進行變換。
[0015] 所述的整流穩壓濾波10用來進行穩壓濾波。
[0016] 所述的液晶顯示及報警11用來顯示輸出電壓電流并在輸出電壓電流超過一定范 圍時進行報警。
[0017] 所述的鍵盤12能夠進行設置改變直流輸出電壓。
[0018] 所述的電網輸入端1、第一整流濾波2、高頻變壓器3、第二整流濾波4、直流輸出端 5、AD采樣6、單片機7、開關管8、小功率變壓器9、整流穩壓濾波10安裝在一個殼體內，液 晶顯示及報警11、鍵盤12安裝在殼體上，從殼體外面能夠看到液晶顯示及報警11、鍵盤12， 對鍵盤12能夠進行按鍵輸入。
[0019] 所述單片機控制的開關電源的控制方法，包括以下步驟：
[0020] 1)上電開始，液晶、鍵盤初始化，定時器初始化；
[0021] 2)產生PWM驅動信號；
[0022] 3) AD循環采樣；
[0023] 4)檢測輸出電壓是否大于保護值，若是，則關斷PWM驅動信號，否則進入步驟5);
[0024] 5)檢測輸出電流是否大于保護值，若是，則關斷PWM驅動信號，否則進入步驟6);
[0025] 6)顯示輸出電壓、電流值；
[0026] 7)檢測輸出電壓是否大于設定值，若是，則減小PWM信號脈寬并返回步驟3)，否則 進入步驟8);
[0027] 8)增大PWM信號脈寬并返回步驟3)。
[0028] 本發明具有如下有益效果：程控調節，效率高，可靠性高，成本低，抑制電磁干擾， 輸出電壓電流穩定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發明單片機控制的開關電源的電路示意圖。
[0030] 圖2為本發明單片機控制的開關電源的控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面結合說明書附圖對本發明進一步說明。
[0032] 如圖1所示，一種單片機控制的開關電源，包括電網輸入端1，電網輸入端1的第一 輸出和第一整流濾波2的輸入連接，第一整流濾波2的輸出和高頻變壓器3的第一輸入連 接，高頻變壓器3的輸出和第二整流濾波4的輸入連接，第二整流濾波4的第一輸出和直流 輸出端5連接，第二整流濾波4的第二輸出和AD采樣6的輸入連接，AD采樣6的輸出和單 片機7的第一輸入連接，單片機7的第一輸出和開關管8的輸入連接，開關管8的輸出和高 頻變壓器3的第二輸入連接，電網輸入端1的第二輸出和小功率變壓器9的輸入連接，小功 率變壓器9的輸出和整流濾波穩壓10的輸入連接，整流濾波穩壓10的輸出和單片機7的 第二輸入連接，單片機7的第二輸出和液晶顯示及報警11連接，鍵盤12的輸出和單片機7 的第三輸入連接。
[0033] 所述的電網輸入端1用來引進電網交流電。
[0034] 所述的第一整流濾波2用來將電網交流電整流濾波成高壓脈動直流電。
[0035] 所述的高頻變壓器3用來將高壓脈動直流電變換成低壓脈動直流電。
[0036] 所述的第二整流濾波4用來對低壓脈動直流電進行整流濾波。
[0037] 所述的直流輸出端5用來連接負載。
[0038] 所述的AD采樣6用來對輸出進行AD采樣。
[0039] 所述的單片機7用來對整個系統進行控制。
[0040] 所述的開關管8受單片機7的PWM信號控制電路的通斷。
[0041] 所述的小功率變壓器9用來對電網交流電進行變換。
[0042] 所述的整流穩壓濾波10用來進行穩壓濾波。
[0043] 所述的液晶顯示及報警11用來顯示輸出電壓電流并在輸出電壓電流超過一定范 圍時進行報警。
[0044] 所述的鍵盤12能夠進行設置改變直流輸出電壓。
[0045] 所述的電網輸入端1、第一整流濾波2、高頻變壓器3、第二整流濾波4、直流輸出端 5、AD采樣6、單片機7、開關管8、小功率變壓器9、整流穩壓濾波10安裝在一個殼體內，液 晶顯示及報警11、鍵盤12安裝在殼體上，從殼體外面能夠看到液晶顯示及報警11、鍵盤12， 對鍵盤12能夠進行按鍵輸入。
[0046] 如圖2所示，所述單片機控制的開關電源的控制方法，包括以下步驟：
[0047] 1)上電開始，液晶、鍵盤初始化，定時器初始化；
[0048] 2)產生PWM驅動信號；
[0049] 3) AD循環采樣；
[0050] 4)檢測輸出電壓是否大于保護值，若是，則關斷PWM驅動信號，否則進入步驟5);
[0051] 5)檢測輸出電流是否大于保護值，若是，則關斷PWM驅動信號，否則進入步驟6);
[0052] 6)顯示輸出電壓、電流值；
[0053] 7)檢測輸出電壓是否大于設定值，若是，則減小PWM信號脈寬并返回步驟3)，否則 進入步驟8);
[0054] 8)增大PWM信號脈寬并返回步驟3)。
[0055] 本發明的工作原理為：
[0056] 電網交流電進入電網輸入端1，分出兩路，一路是用來給單片機7提供電源的，經 過小功率變壓器9進行變壓，再通過整流穩壓濾波10穩壓濾波后提供5V電壓給單片機7， 另一路經過第一整流濾波2變成高壓脈動直流電，再通過高頻變壓器3變成低壓脈動直流 電，再經過第二整流濾波4整流濾波后接到直流輸出端5,直流輸出端5可以供電給負載，經 過第二整流濾波4整流濾波后的電壓電流還通過AD采樣6進行采樣，再送入單片機7進行 判斷，進而調整PWM占空比，控制開關管8的開通關斷時間，進而控制高頻變壓器3,形成電 源反饋回路，使輸出電壓電流穩定，具體的，若輸出電壓值或電流值大于保護值，就關斷PWM 驅動信號，從而關斷電源輸出，并通過液晶顯示及報警11進行報警（單片機7提供報警信 號給其中的蜂鳴器），否則通過液晶顯示及報警11顯示輸出電壓值和電流值，通過鍵盤12 可以設定單片機7進行比較的電壓值，若輸出電壓大于設定值，單片機7就減小PWM信號脈 寬，減小開關管8的占空比，進而減小高頻變壓器3導通時間，使輸出電壓減小，若輸出電壓 小于設定值，單片機7就增大PWM信號脈寬，增大開關管8的占空比，進而增大高頻變壓器 3導通時間，使輸出電壓增大，最終使輸出電壓穩定。
【權利要求】
1. 一種單片機控制的開關電源，包括電網輸入端（1)，其特征在于：電網輸入端（1)的 第一輸出和第一整流濾波（2)的輸入連接，第一整流濾波（2)的輸出和高頻變壓器（3)的 第一輸入連接，高頻變壓器（3)的輸出和第二整流濾波（4)的輸入連接，第二整流濾波（4) 的第一輸出和直流輸出端（5)連接，第二整流濾波（4)的第二輸出和AD采樣（6)的輸入連 接，AD采樣（6)的輸出和單片機（7)的第一輸入連接，單片機（7)的第一輸出和開關管（8) 的輸入連接，開關管（8)的輸出和高頻變壓器（3)的第二輸入連接，電網輸入端（1)的第二 輸出和小功率變壓器（9)的輸入連接，小功率變壓器（9)的輸出和整流濾波穩壓（10)的輸 入連接，整流濾波穩壓（10)的輸出和單片機（7)的第二輸入連接，單片機（7)的第二輸出 和液晶顯示及報警（11)連接，鍵盤（12)的輸出和單片機（7)的第三輸入連接； 所述的電網輸入端（1)用來引進電網交流電； 所述的第一整流濾波（2)用來將電網交流電整流濾波成高壓脈動直流電； 所述的高頻變壓器（3)用來將高壓脈動直流電變換成低壓脈動直流電； 所述的第二整流濾波（4)用來對低壓脈動直流電進行整流濾波； 所述的直流輸出端（5)用來連接負載；。 所述的AD采樣（6)用來對輸出進行AD采樣； 所述的單片機（7)用來對整個系統進行控制； 所述的開關管（8)受單片機（7)的PWM信號控制電路的通斷； 所述的小功率變壓器（9)用來對電網交流電進行變換； 所述的整流穩壓濾波（10)用來進行穩壓濾波； 所述的液晶顯示及報警（11)用來顯示輸出電壓電流并在輸出電壓電流超過一定范圍 時進行報警； 所述的鍵盤（12)能夠進行設置改變直流輸出電壓。
2. 根據權利要求1所述的一種單片機控制的開關電源，其特征在于：所述的電網輸入 端（1)、第一整流濾波（2)、高頻變壓器（3)、第二整流濾波（4)、直流輸出端（5)、AD采樣 (6)、單片機（7)、開關管（8)、小功率變壓器（9)、整流穩壓濾波（10)安裝在一個殼體內，液 晶顯示及報警（11)、鍵盤（12)安裝在殼體上，從殼體外面能夠看到液晶顯示及報警（11)、 鍵盤（12)，對鍵盤（12)能夠進行按鍵輸入。
3. 根據權利要求1所述的一種單片機控制的開關電源，其特征在于，所述單片機控制 的開關電源的控制方法，包括以下步驟： 1) 上電開始，液晶、鍵盤初始化，定時器初始化； 2) 產生PWM驅動信號； 3. AD循環采樣； 4) 檢測輸出電壓是否大于保護值，若是，則關斷PWM驅動信號，否則進入步驟5); 5) 檢測輸出電流是否大于保護值，若是，則關斷PWM驅動信號，否則進入步驟6); 6) 顯不輸出電壓、電流值； 7) 檢測輸出電壓是否大于設定值，若是，則減小PWM信號脈寬并返回步驟3)，否則進入 步驟8); 8) 增大PWM信號脈寬并返回步驟3)。
【文檔編號】H02M3/325GK104158403SQ201410384663
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月6日 優先權日:2014年8月6日
【發明者】蔡紅專, 耿清凱 申請人:西京學院