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一种宽输入电压范围反激电源的研究与设计李文豪;廖建军【摘要】当前针对小功率开关电源输入宽电压范围、输出高电压的要求日趋普遍.实现高压输出的方式很多,但电源产品研发需要综合考虑性能、可靠性、可生产性及成本等多方面因素.着重介绍一种采用双绕组变压器的电源设计思路,每个绕组分别整流后再叠加升压,以此获得直流高压输出.分析了该方法在器件选择、频率设定以及电路体积重量等方面的优势.最后运用该方案研制了一款电路,通过仿真和实测结果表明设计满足要求.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2018(018)011【总页数】4页(P18-21)【关键词】高效率;反激;双绕组变压器;叠加倍压;TL431【作者】李文豪;廖建军【作者单位】中国电子科技集团公司第二十四研究所,重庆400060;中国电子科技集团公司第二十四研究所,重庆400060【正文语种】中文【中图分类】TN4021 引言当下DC/DC开关电源技术持续演变发展，宽范围电压输入、高压输出的小型化开关电源模组应用越来越广泛，例如军事应用领域的电子对抗、雷达探测、电磁脉冲武器和科研院所机构使用的回旋式电子加速器等，在民用领域诸如机场、高铁站、会议中心等公共场所人员密集区域的安检以及各类工业探伤、医疗诊断检测等方面也有大量应用。
本文基于某应用场景，需研究设计一款特殊环境下使用的高压小功率输出的低成本电源模块电路。
经查询参考资料[1-2]及相关学术文献，发现当前的研究偏重于高压大功率领域，对高压小功率输出的研究较少，且多采用直升高压或倍升高压等传统的高压输出方式，在本文研究的特定条件下存在一定局限性。
2 电路总体方案现有开关电源模组的重量、体积等关键指标很大程度上取决于内部变压器，而在固定的转换功率约束条件下，工作频率的高低直接决定了变压器的体积和重量大小（轻重）。
因此为了获得更小的体积和更轻的重量，最有效的技术途径就是尽力提高变压器的工作频率。
这就是开关电源小型化技术的基础。
基于单片机简易数控直流电压源的毕业设计湖南工业大学本科生毕业设计I（2007届）本科生毕业设计简易数控电压源的设计 学院、系：电气与信息工程学院 专业：自 动 化 学 生 姓名：刘 慧 班级：自本0302班 学号 46030212 指导教师姓名：宋树祥 职称 讲师 最终评定成绩：湖南工业大学本科生毕业设计2007年6月II湖南工业大学本科生毕业设计湖南工业大学本科生毕业设计简易数控电压源的设计院（系）：电气与信息工程学院专业：自动化学号：46030212学生姓名：刘慧指导教师：宋树祥讲师2007年 6月I湖南工业大学本科生毕业设计摘要本设计以AT89S52单片机为核心控制芯片，实现数控直流电源功能的方案。
设计采用8位精度的DA转换器DAC0832、三端可调稳压器LM350和一个UA741运算放大器构成稳压源，实现了输出电压范围为＋1.4V～+9.9V，电压步进0.1V的数控稳压电源，最大纹波只有10mV，具有较高的精度与稳定性。
另外该方案只采用了5个按键实现输出电压的方便设定，具有设定值调整，微调（步进量0.1），粗调（步进量1）三种调整功能，显示部分我们采用了三位一体的数码管来显示输出电压值。
我们自行设计了 12V和5V电源为系统供电。
该电路的原理是通过MCU控制DA的输出电压大小，通过放大器放大，放大后的电压作为LM350的参考电压，真正的电压还是由电压模块LM350输出。
利用5个按钮调整电压、并且通过共阴极三位一体LED显示输出的电压值。
设计使用3三位一体数码管，可以显示三位数，一个小数位，比如可以显示5.90V，采用动态扫描驱动方式。
与传统的稳压电源相比具有操作方便，电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。
关键词：数控，步进，三端可调稳压器I湖南工业大学本科生毕业设计ABSTRACTThe design is with the MCUAT89S52 for the core control chip,which carry out the project that the function of the number controls the direct current powersupply.Designed with the precision of eight DA converter DAC0832,three-adjustable regulators LM350 and a UA741 Operational Amplifiers constitute Regulators source, the output voltage range of +1.4 V ~ +9.9 V, 0.1V voltage step NC Regulators Power, it has with high precision and stability and only have the biggest ripple of 10 mV. Meanwhile, the program used only five keys to achieve the convenience of the output voltage setting ,with setting value adjustments. It has three kinds of adjustfunction,which can carry out micro-adjustment (Stepping volume 0.1)and the coarse adjustment (Stepping volume 1). The show part we have adopted a three-dimensional digital pipe to show the output voltage value. And we designed the 12V and 5V power supply system for electricity. The principle of that electric circuit was that the output voltage size which passes the MCU to control DA, passing the amplifier amplification, and the voltage is the reference voltage of the LM350. And the real voltage is still the LM350 outputs are from the voltage mold piece. Making use of five buttons to adjustment voltages, and pass the total cathode Christian Trinity LED to display the output's voltage .In this design I used 3 piece code tubes, which can show three position numbers, one of them is a fraction position. for example ,it can show a 5.90 Vs. In this design I adopt the scan to drive way is dynamic state sweep. With traditional steady press power supply to compare to have an operation convenience, the power supply stability high characteristics, its exportation electric voltage size adoption figures show.Keywords: Numerical Control, Stepping,Three-adjustable regulatorsII湖南工业大学本科生毕业设计目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究状况 (1)1.3 课题研究方法 (2)第2章数控电压源的总体方案介绍 (3)2.1 数控电压源的方案论证 (3)2.1.1 方案一：采用单片机的数控电压源的设计 (3)2.1.2 方案二：采用调整管的双计数器的数控电压源的设计 (3)2.1.3 方案三：采用调整管的十进制计数器的数控电压源的设计 (4)2.2 数控电压源的方案比较 (5)2.2.1 数控部分的比较 (5)2.2.2 输出部分的比较 (5)2.2.3 显示部分的比较 (5)第3章数控电压源的工作原理 (6)3.1 整机电路框图 (6)3.2 工作原理 (6)3.2.1 DA转换电路工作原理 (6)3.2.2 电压调整电路工作原理 (7)3.2.3 数值计算 (8)第4章单元电路工作原理 (9)4.1 时钟电路 (9)4.1.1 时钟振荡电路图 (9)4.1.2 时钟信号的产生 (9)4.2 复位电路 (9)4.3 键盘接口电路 (10)4.3.1 键盘电路 (10)4.3.2 键盘电路工作原理 (10)4.4 显示接口电路 (11)III湖南工业大学本科生毕业设计4.4.1 显示电路原理 (11)4.4.2 LED显示方式 (12)4.4.3 显示电路原理图 (12)4.5 DA转换电路 (13)4.6 电源电路 (13)4.6.1 稳压器78L12和79L12 (13)4.6.2 电源电路原理图 (14)4.7 所用主要芯片 (14)4.7.1 单片机AT89S52 (14)4.7.2 芯片ADC0832 (15)4.7.3 LM350 (17)4.7.4 运放UA741 (18)第5章数控电压源的软件系统 (20)5.1 主程序 (20)5.2 子程序 (21)5.2.1 中断子程序 (21)5.2.2 显示子程序 (22)5.2.3 键扫子程序 (23)第6章电路的调试 (24)6.1 硬件的调试 (24)6.1.1 硬件调试过程 (24)6.1.2 电路数据的测试 (25)6.2 软件的调试 (26)第7章数控电压源的使用说明 (27)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录1整机电路原理图 (31)附录2元器件清单 (32)IV湖南工业大学本科生毕业设计附录3源程序清单 (33)（1）主程序的源程序清单 (33)（2）外中断1子程序的源程序清单 (35)（3）显示子程序的源程序清单 (36)（4）键扫子程序的源程序清单 (37)（5）延时及启动0832子程序的源程序清单 (38)V湖南工业大学本科生毕业设计第1章绪论1.1 研究背景及意义数控直流电压源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。
生活中很多事情都有这样的规律，一件事情做起来往往都比想象的困难很多，本来以为2.0版本的已经是天衣无缝非常完美了，可是装好了调试才发现问题还是一大堆，还好我不怕流血流汗，甚至整个布局布线推倒重来也不怕，把大家讨论不合理的地方和自己发现不合理的地方都仔细修改了一通，就有了新版2.1版。
我还是坚持我的原则，尽量精简结构精简功能，不增加不重要的功能，做到更加稳定可靠。
想起阿莫雕刻机都敢全开源，我也跟着起哄了，资料绝对够真实够全面够赤裸。
具体修改：由于调试发现的一些问题需要修改电路，就临时搭棚焊、连飞线、割铜皮，想尽办法蹂躏它，把板子改的面目全非了，本来不想拿出来献丑的，可是又想让大家多欣赏下调试过程，那就发上来现现眼吧(原文件名:面目全非的板子.jpg)引用图片改进后的2.1版本的PCB(原文件名:PCB1.jpg)引用图片(原文件名:PCB2.jpg)引用图片1.当时由于没有在意达林顿管的反应速度问题，在输出短路又瞬间恢复时存在很大的过冲，后来我把回路中有几个CBB电容得容量也都尽量改小了，TL084的速度是足够的，最后发现功率管是罪魁祸首，将功率管改成大功率MOS管IRFP250，MOS管还真是挺爽的，内阻低，只有几十毫欧，驱动电流小，几乎为0，速度也够快，MOS管与运放组成射极跟随器，这样驱动效果很好，速度快，不易震荡。
考虑到很好的驱动MOS管，也参考了著名的安捷伦电源，最后决定把MOS管的源极做模拟地，电流采样电阻接到+输出，还修改了电压放大级和电流放大级，由于MOS管G极存在几千pF的输入电容，为了加快MOS管的关断速度还在运放输出端加了三极管电流放大驱动级，使控制MOS管的关断速度加快到了只有几个微秒了。
(原文件名:mos管驱动.JPG)引用图片2.数码管部分也非常不令人满意，亮度严重不足，测试发现4HC138端口拉低时竟然还有近1V的压降，应该是电流也太大了，发光二极管2V的压降加上138的1V压降，另外595也有点压降，这样在3.3V供电下即使不加限流电阻竟然也不怎么亮，(数码管都没搞定真是有些丢人了，希望网友朋友不要跟别人说）所以这次改板子就把它大改了一通，首先是用三极管8050代替138来增大驱动能力减小压降，假如每段电流15mA，16段共240mA，8050驱动肯定没问题的，实际应用中电流每段8mA左右。
