开关电源在各个范畴被遍及选用，而开关电源技能也有了严重的打破和前进。新式功率器材的开发促进了开关电源的高频化，功率MUSFET和IGBT可使中小型开关电源作业频率到达400KHZ,软开关技能使高频开关电源的完成有了或许，它不只能够削减电源的体积和分量，并且提高了电源的功率；操控技能的开展以及专用操控芯片的出产，不只使电源电路大幅度简化，并且使开关电源的动态功用和可靠性大大提高。
开关电源的高频化是电源技能开展的立异技能，高频化带来的效益是使开关电源设备空前的小型化，并使开关电源进入更广泛的范畴，特别是在高新范畴的使用，推进到了高新技能产品的小型化、简便化，别的开关电源的开展与使用在节省资源与维护环境方面都具有深远的含义。21世纪开关电源的开展技能追求和开展趋势能够归纳为以下四个方面：小型化、轻量化、高频化；②高可靠性；③低噪声；④选用计算机辅助规划和操控。
开关电源的结构
开关电源的根本构成如图1所示，其间DC/DC变换器用于进行功率转化，是开关电源的中心部分，此外还有软启动、过流与过压维护等电路。输出采样电路检测输出电压改动，并与基准电压进行比较，差错电压经过扩大及脉宽调制（PWM）电路，再经过驱动电路操控功率器材的占空比，然后到达调整输出电压巨细的意图。DC/DC变换器有多种电路方式，常见的有作业波形为方波的PWM变换器以及作业波形为准正弦波的谐振型变换器，在本规划中选用PWM变换器来操控功率器材的占空比。本规划首要由四个部分组成：1）整流滤波电路；2）升压斩波电路；3）PWM脉宽调制电路；4）按键显现电路。
1.单相桥式整流滤波电路
单相桥式整流滤波电路如图2所示。负载RL未接入（开关S断开）时的状况：设电容器两头初始电压为零，接入沟通电源后，当v2为正半周时，v2经过D1、D3向电容器C充电； v2为负半周时，经D2、D4向电容器C充电，充电时刻常数为
其间Rint包含变压器副绕组的直流电阻和二极管D的正向电阻。因为Rint一般很小，电容器很快就充电到沟通电压v2的最大值 ,极性如图2所示。因为电容器无放电回路，故输出电压（即电容器C两头的电压vC）保持在 ,输出为一个安稳的直流，如图3中t<0（即纵坐标左面）部分所示。
因td一般较大，故电容两头的电压vC按指数规则渐渐下降，其输出电压vL = vC,如图3的ab段所示。与此一起，沟通电压v2按正弦规则上升。当v2>vC时，二极管D1、D3受正向电压效果而导通，此刻v2经二极管D1、D3一方面向负载RL供应电流，另一方面向电容器C充电（接入负载时的充电时刻常数tc =（ RL||Rint）C≈Rint C很小），vC将如图3中的bc段，图中bc段上的暗影部分为电路中的电流在整流电路内阻Rint上发生的压降。vC跟着沟通电压v2升高到挨近最大值 .然后，v2又按正弦规则下降。当v2 < vC时，二极管受反向电压效果而截止，电容器C又经RL放电，vC波形如图3中的cd段。电容器C如此循环往复地进行充放电，负载上便得到如图3所示的一个近似锯齿波的电压vL = vC,使负载电压的动摇大为减小。
这种电路的长处是输出电压高，纹波电压较小，管子所接受的最大反向电压较低，一起因电源变压器在正、负半周内都有电流供应负载，电源变压器得到了充沛的使用，功率较高。因而，这种电路在半导体整流电路中得到了较为广泛的使用。
2.升压斩波电路
升压斩波电路原理图如图4所示。当操控器输出脉冲高电平时，开关管VT导通，电感L贮存能量，在ton时刻内电感电流增量为
.当操控器输出低电平时，开关管VT截止，电感L向电容C充电并向负载供应能量，在Ioff 时刻内电感削减的电流量为
,当电路作业于安稳状况时，有
,可得
，因为 ,所以输出电压高于输入电压，电路完成升压，规划中只需调理占空比的巨细就能够改动输出电压的巨细。
3. PWM脉宽调制电路
PWM脉宽调制电路选用功用强大的TL494定频调制芯片，该芯片有16个引脚，芯片的封装图与内部电路如图5所示。
TL494由振动器、D触发器、死区时刻比较器、PWM比较器、两个差错扩大器、5V基准电压源与两个驱动三极管组成。芯片的1脚、2脚和15脚、16脚别离为两个差错扩大器输入端；3脚为差错扩大器的反应补偿端；4脚为死区电平操控端；5脚、6脚为振动器的 R、C输入端；8脚、9脚和11脚、10脚别离为两个内部驱动三极管的集电极和发射极，经过它们宣布的脉冲能够操控变换器开关管的替换导通与截止；13脚为输出状况操控端，当13脚为低电平时，两个内部驱动三极管一起导通或截止，引脚8 和11 同步作业，单端输出，当13脚为高电平时，两个内部驱动三极管替换导通，引脚8 和11推挽作业，双路输出，别离操控变换器的两个开关管。本规划选用第一种作业方式。
该芯片的最高作业频率为300kHz ,实践作业频率由引脚5、6 所接的电阻与电容决议，其振动频率算式为f = 1.1/（RTCT ） ,本规划挑选的振动频率为50kHz ,锯齿波在片内被送到比较器1 和2 的反相端，锯齿波与片内的差错扩大器的输出在PWM 比较器2 中比较，而死区操控电平与锯齿波在死区时刻比较器1 中比较，两者的输出别离为必定宽度的矩形波，它们一起送到或门电路，经分频器分频后，再经相应的门电路去操控内部三极管导通，VT1和VT2一起导通或截止，然后操控开关管的导通与截止。其作业波形如图6 所示。
别的，在输入电源刚接通时，因为电容上的电压不能骤变，所以起动瞬间，死区操控端4 与内部基准电压14 端等电位，为高电平，死区比较器1 也输出高电平，封闭输出端的两个晶体管；跟着%&&&&&%电压的不断上升，4 端电位逐步下降，这两个晶体管才逐步注册，使得该电源的输出电压不会骤变，完成软起动。正常作业时，主电路开关元件的导通时刻（它决议正常作业时的输出电压值） 将由接入差错扩大器1 反相端的给定电压Ug 和接入同相端的反应电压Uf 比较确认。
4. 按键显现电路
依据规划要求，要经过按键调整输出电压值，并实时显现电压设定值和实践值，可选用8个数码管来显现数值，四个实时显现当时设定的电压值，别的四个分时显现实践电压值和电流值；而按键应包含添加键和削减键，还能够经过按键来操控主电路的注册与关断。
5.体系完成计划及结构框图
体系规划框图如图7所示。规划中以升压斩波电路为主回路，该电路完成将整流滤波后的直流电压变为25V~30V的输出电压。整个体系以单片机P%&&&&&%16F877A和PWM调制芯片TL494构成操控体系。TL494发生的脉冲信号操控升压斩波电路，一起还经过外围电路完成稳压、过流维护、自康复、软启动等功用。单片机经过操控数字电位器MCP41010的输出值，完成输出电压值的设定和步进的调整，此外还经过A/D模块，完成输出电压、电流值的数显。在升压斩波电路中，选用了导通电阻十分小的MOSFET作为开关管，快康复二极管作为续流管，有用的提高了电路的功率。
6.软件功用
主程序不断检测是否有按键输入，如果有按键，则进行相应的键值处理，依据按键改动设定的电压值，完成数控输入，并分时显现实践电压值和电流值。经过编程软件完成以下功用：
1）。输出电压可按0.1V的步进值调整；
2）。经过A/D采样，显现输出电压和输出电流；
3）。经过按键，能够操控主电路的注册与关断。
总结
本规划选用体系硬件和软件编程相结合的办法，依据规划方针从体系整体的规划计划和结构框图下手，再依据各模块的功用进行电路原理图的规划和首要器材的挑选，规划出来的产品具有体积小、分量轻、功率高、发热量低、功用安稳等长处，在电子、电器设备和家电范畴中得到了广泛的使用，极大当地便了人们的日子和出产，能够信任其市场前景一片宽广。
