一种基于KA3525的单片机辅助PWM控制电源电路

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一种基于KA3525的单片机辅助PWM控制电源电路

一种基于KA3525的单片机辅助PWM控制电源电路杜敏，熊志刚，王广君（中国地质大学研究生院，湖北武汉 430074）摘要：根据KA3525的应用特点，设计了一种基于该电流型PWM控制芯片、单片机辅助、实现输出电压可调的稳压电源电路。

主要介绍了它的控制电路、稳压电路以及保护电路的原理与实现方法。

通过试验，得到了不同输出电压的Vds电压波形图，结果证明该方案的有效性和实用性。

关键词：KA3525；PWM；稳压电源；单片机中图分类号：TM13 文献标识码：A 文章编号：1811-8755(2004)00849A kind of PWM control power circuit based on KA3525 withthe auxiliary of one-chip computerDU Min, XIONG Zhi-gang, WANG Guang-jun(Graduate school of China University of Geosciences Wu han 430074, China) Abstract: According to the application characteristic of KA3525, we have designed a kind of PWM control circuit based on KA3525 with the auxiliary of one-chip computer , realized steady voltage and adjustable outputting voltage .The paper mainly introduces its principle and realizing of the control circuit , steady voltage circuit and the protected circuit. Through constant tests , we have got the different Vds voltage oscillograms under the different outputting voltage, and have proved the validity and practicability of this scheme, also we have already applied it to the reseach of MCU-CP ship power.Key words: KA3525; PWM; steady voltage power; one-chip computerKA3525作为电流型PWM控制器，功能比较完善。

一种基于单片机控制的逆变电源电路设计

一种基于单片机控制的逆变电源电路设计摘要：本文主要介绍一种以单片机为核心控制器，能够输出交流电压的逆变电源系统，并且实现了对频率的改变，为用电器的不同电压需求提供了方便。

关键词：SCT，逆变，电源Abstract: This paper introduces a single-chip microcomputer as the core controller, to the output voltage of the inverter power supply system, and the realization of frequency change, providing convenience for different voltage requirements for electrical equipment.Keywords: SCT, inverter, power supply一、系统总体方案设计本系统是以STC12C5A60S2单片机作为主控制芯片而实现的逆变电源，驱动元件使用的是IR2110，，单片机产生SPWM波的方法是采用等面积法，采用此方法可以实现正弦波的输出，频率可以调节是通过对程序的控制来实现的，进而最终可以设计出直流到交流的逆变过程。

1.1、脉宽调制器（SPWM）用STC12C5A60S单片机，此单片机为新一代的51单片机，它的flash为64k，具有两路的PWM输出，脉宽可以通过软件的方式来调节，优点是：不仅具有较高的精度，而且具有不复杂，价格不高的外围电路。

1.2、SPWM控制方案有两种SPWM控制的方案：单极性与双极性调制法。

在单极性法中生成的SPWM信号有正、负和0三种电平，在双极性法中生成的却仅有正、负两种电平。

通过对比二者产生的SPWM波可以得知：当二者的载波比相同时，双极性SPWM所生成的波中所含谐波量较单极性的要大；而且在正弦逆变电源控制当中，双极性SPWM波控制不够简单。

采用KA3525的高效应急灯电路

出功率器件工作在开关状态，而达到高效的目的．介绍逆变电路工作原理和充、放电控制电从从
路的工作模式出发，对逆变器高效原理进行了探讨．实验证明：该电路工作效率高、实用、可靠，使用方便、灵活，可以大大延长蓄电池的使用时间和照明时间，有较大实用价值．关键词：Ｋ３２；高效；可靠；应急；逆变；控制Ａ５５
持导通，供给Ｋ３２工作电压，在Ｋ３２的ｌＡ５５Ａ５５ｌ
和ｌ４脚输出相位相反、幅值相同的脉冲方波推动功率场效应管Ｑ、工作，方波频率由５脚外８、６
接电容ｃ、电阻尺８２决定，脉冲宽度由８脚电平决定，８当脚电压超过３Ｖ．小于５时，２Ｖ脉宽不变．调
维普资讯
宁波大学学报（理工版）
２００７
成的电子变压器和整流电路在Ａ点输出ｌｖ直流５电压，６稳压二极管Ｄ导通，电器Ｊ工作使ＶＷｌ继ｌ（电压为９）吸合，灯ＬＭＰＶＡ通过Ｊ— ｌｌ置于交流供电路，由开关Ｋ控制灯的亮、灭．同时，Ａ点电位通过尺、９・Ｄ使晶体管基极正偏而导通，使晶体管Ｑ基极电位降低而导通，点电压通过尺和尺、３３Ａ４５Ｑ、Ｄ３ＦＳ２２ｌＵＥ这条电路对蓄电池ＢＴＥＹ、ＡＴＲ充电．调整电阻尺的大小，可以改变充电电流的大小．由于导通，红色ＬＤ—ＲＥ发光二极管点亮，说明电池处于充电状态．如果蓄电池损坏或充电电路断开，则无充电电流，ＬＤ—ＲＥ发光二极管不亮，Ｂ点电
４逆变器高效原理

3525改可调电流电源方案

3525改可调电流电源方案
以下是一种可以实现可调电流输出的电源方案：
1.电源输入：选择适合的交流电源适配器或直流电源供电;
2.整流滤波：通过整流电路将交流电转换为直流电，并使用滤波电容器去除纹波；
3.稳压电路：使用稳压芯片或稳压模块，将输出电压保持
在固定值，如5V,供给后续调流电路；
4.可调电流电路：使用可调电流芯片或电流控制模块，将输出电流进行调节；
5.输出端：将调节后的电流通过连接器或终端进行输出。

需要注意的是，可以根据输出电流的要求选择适当的电流控制芯片或模块，并根据实际情况对电源电压进行调整。

此外，还可以考虑加入过流保护电路，以保护电源和负载。

具体的电源设计需要根据实际需求和条件进行调整和选型。

ka3525中文资料

逆变器专用IC KA3525工作原理1.1PWM控制芯片KA3525功能简介随着电能变换技术的发展，功率MOSFET在开关变换器中开始广泛使用，为此美国硅通用半导体公司（Silicon General）推出KA3525。

KA3525是用于驱动N沟道功率MOSFET。

其产品一推出就受到广泛好评。

KA3525系列PWM控制器分军品、工业品、民品三个等级。

下面我们对KA3525特点、引脚功能、电气参数、工作原理以及典型应用进行介绍。

KA3525是电流控制型PWM控制器，所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的。

在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。

由于结构上有电压环和电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是目前比较理想的新型控制器。

1.1.1 KA3525引脚功能及特点简介其原理图如图4.13下：1.Inv.input(引脚1)：误差放大器反向输入端。

在闭环系统中，该引脚接反馈信号。

在开环系统中，该端与补偿信号输入端（引脚9）相连，可构成跟随器。

2.Noninv.input(引脚2)：误差放大器同向输入端。

在闭环系统和开环系统中，该端接给定信号。

根据需要，在该端与补偿信号输入端（引脚9）之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型的调节器。

3.Sync(引脚3)：振荡器外接同步信号输入端。

该端接外部同步脉冲信号可实现与外电路同步。

4.OSC.Output(引脚4)：振荡器输出端。

5.CT(引脚5)：振荡器定时电容接入端。

6.RT（引脚6）：振荡器定时电阻接入端。

7.Discharge(引脚7)：振荡器放电端。

该端与引脚5之间外接一只放电电阻，构成放电回路。

8.Soft-Start(引脚8)：软启动电容接入端。

该端通常接一只5 的软启动电容。

开题报告--基于UC3525半桥式开关电源变换器的设计

毕业设计开题报告题目：基于UC3525半桥式开关电源变换器的设计专题：院（系）：班级：姓名：学号：指导教师：教师职称：毕业设计开题报告题目基于UC3525半桥式开关电源变换器的设计来源工程实际1、研究目的和意义桥式拓扑开关管的稳态关断电压等于直流输入电压，而不像推挽、单端正激或交错正激拓扑那样为输入电压的两倍。

所以桥式拓扑结构广泛用于直接电网的离线式变换器。

而对于推挽等拓扑来说，两倍的电网整流电压将超过其开关管的安全耐压容限。

为此，输入网压为220V或更高的场合几乎都是采用桥式拓扑。

桥式拓扑的另一优点是，能将变压器初级侧的漏感尖峰电压钳位于直流母线电压，并将漏感储存的能量归还到母线，而不是消耗于电阻元件。

半桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样，由于两个开关管轮流交替工作，相当于两个开关电源同时输出功率，其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。

因此，半桥式变压器开关电源输出功率很大，工作效率很高，经桥式整流或全波整流后，输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小，仅需要很小的滤波电感和电容，其输出电压纹波和电流纹波就可以达到非常小。

2、国内外发展情况(文献综述)1955年美国罗耶（GH.Roger)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，是实现高频转换控制电路的开端，1957年美国查赛（Jen Sen)发明了自激式推挽双变压器，１９６４年美国科学家们提出取消工频变压器的串联开关电源的设想，这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。

到了１９６９年由于大功率硅晶体管的耐压提高，二极管反向恢复时间的缩短等元器件改善，终于做成了２５千赫的开关电源。

目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的１００kHz、用ＭＯＳ－ＦＥＴ制成的５００kHz电源，虽已实用化，但其频率有待进一步提高。

基于KA3525的高频感应加热电源的设计

基于KA3525的高频感应加热电源的设计【摘要】本文根据电流型PWM控制芯片KA3525的特点，并利用三星单片机S3F9454的辅助控制功能，设计了一种高频感应加热电源电路，并可实现输出功率可调。

本文详细介绍了它的功率调整电路、主电路、控制电路等，并描述了它们的实现原理与方法。

【关键词】KA3525；三星单片机S3F9454；PWM；感应加热电源0.引言在当今工业生产中，很多地方都要用到中小功率的感应加热电源，例如对工件进行淬火、熔炼贵金属等。

这类电源大多为并联谐振型电源，由电流源直接供电，通过直流侧的控制电路实现功率调节，即通过调节整流晶闸管的移相触发角来实现功率调节。

这类电源在制作时需要消耗大量材料，入端功率因数低，包含比较大的平波电抗器，对电网也有较大的谐波干扰，效率低。

因此，这类电源如今越来越不符合人们对具有高品质的感应加热电源的要求。

本文就这一问题，设计出了一种容易实现、高品质的中小功率感应加热电源。

本文结合KA3525和三星单片机S3F9454的特点，研制出了一种基于KA3525并利用单片机辅助控制的高频感应加热电源。

对高频感应加热电源的工作原理作了详细分析，并对它的功率调整电路、主电路、控制电路等作了主要阐述。

1.感应加热电源原理及总体结构首先通过不控整流电路，将220V的交流电转换为脉动直流，再经过电容滤波得到平直的直流电压，然后通过高速V-MOS功率场效应管组成的桥式逆变电路，得到高频方波交流电压，利用变压器隔离实现阻抗匹配，将高频高压电变为低压大电流，从而对金属进行加热。

系统主要由七个部分组成：不控整流电路：本文采用不控整流将220V的交流电变为不可调的直流电。

滤波电路：逆变谐振一般采用电容滤波，这里为减小体积，采用了电感，为防止电流冲击破坏电路，特在电路中设置了延迟环节。

桥式逆变电路：本文装置频率较高，必须采用高速V-MOS场效应管；由于单管电流容量受到限制，而场效应管具有易并联的特点，因此在满足耐压的前提下，采用多管并联方式来满足输出功率的要求。

3525（SG3525，KA3525）逆变推动板电路图

3525（SG3525，KA3525）逆变推动板电路图3525（SG3525，KA3525）逆变推动板电路图原理图：电路板设计图：电路设计图，能清楚的看清元件的位置与标号。

3525 逆变驱动板主要功能：1、应用电压范围宽(10V-22V，推荐12V)；2、电源接反保护；3、缓启动，减少启动时，瞬间电流对功率管的冲击。

本款电路默认为打渔器推动，延迟0.1-0.3秒启动，不影响使用。

做逆变器可调整为2-3秒；4、采用光耦取样，后级过流(短路)保护：后级过流(短路)保护后，延时（0.5-2秒）自动启动；5、频率18-20KHZ，R10可以调整频率(15KHZ至25KHZ)，推荐18-20KHZ；6、功率图腾管（S8050，S8550）；7、PCB采用FR4-1.5MM板材，35个铜厚；8、可以使用SG3525或KA3525芯片;9、电阻采用金属膜电阻(误差小,性能更稳定)。

10、有4种输出方式可供选择：a、集成电路直接输出，b、集成电路通过阻容耦合输出，c、功率图腾管直接输出，d、功率图腾管通过阻容耦合输出。

直接输出、阻容耦合输出，各有优缺点，直接输出：推动速度快，逆变功率管温度低，但功率管击穿后，前级必定烧坏；阻容耦合输出：对推动速度有影响，逆变功率管温度较前者高，不过，不影响使用，功率管击穿后，前级很少烧坏，维修方便。

用R3，R12时，集成电路输出；用R4，R6时，功率图腾管输出，不能同时使用哦。

本款电路使用多年，工作很稳定，保护灵敏，可靠性高。

使用方法很多：电路可以简单使用，也可以复杂使用；电流过流保护，根据不同功率、电压所需要的电流，调整取样电路的电阻R15，保护启动电流是额定电流的一倍左右为宜，仅此推荐，值得一试。

电路板照片：集成电路直接输出与集成电路通过阻容耦合输出安装照片：功率图腾管直接输出与功率图腾管通过阻容耦合输出安装照片：原理图可以复制到Word文件上，根据需要改变大小后，再打印即可。

基于KA3525的单片机辅助PWM控制电源电路

基于KA3525的单片机辅助PWM控制电源电路
贺小光; 姜晓梅
【期刊名称】《《光机电信息》》
【年(卷),期】2007(024)009
【摘要】根据KA3525的应用特点,设计了一种基于该电流型PWM控制芯片和单片机控制实现输出电压可调的稳压电源电路。

本文主要介绍了它的主电路、调控电路以及调控电路所包含的控制电路、稳压电路和保护电路,并介绍了它们的实现原理与方法。

【总页数】5页(P38-42)
【作者】贺小光; 姜晓梅
【作者单位】长春师范学院吉林长春130032
【正文语种】中文
【中图分类】TN867
【相关文献】
1.基于单片机与SPWM控制的应急电源逆变电路设计 [J], 龚文杨;王辉
2.一种基于KA3525的单片机辅助PWM控制电源电路 [J], 杜敏;熊志刚;王广君
3.基于单片机的移相PWM功率控制超声波电源的研究 [J], 盛铭伟;李翔龙;刘一凡;张智博
4.基于KA3525的单片机辅助PWM控制电源电路 [J], 贺小光; 姜晓梅
5.基于新型单片机控制的SPWM的IGBT正弦波逆变中频电源的研究 [J], 高美霞;柏建普
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主要介绍了它的控制电路、稳压电路以及保护电路的原理与实现方法。

通过试验，得到了不同输出电压的Vds电压波形图，结果证明该方案的有效性和实用性。

但用电流来控制的思想最终还是以电压的形式表现出来。

因此整个系统的控制方式基本上是以电压作为主线的。

1．工作原理1.1 输出电压可调KA3525具有软启动功能，实质上是由内部5V基准源经50uA的恒流源给KA3525接一电容充电实现的，在电容器充电的过程中仍以电容器上的电压缓升来达到PWM脉宽缓慢展宽的目的，基于这种考虑，当给定KA3525的8脚上给定一电压值，应得到一固定脉宽输出，根据KA3525的资料手册，给定KA3525的8脚上的电压典型值超过3.2V小于5V内脉宽不变，也就是当电压值达到3.2V时，KA3525的输出为最大脉宽，当从某一电压值上升至3.2V时，在这段电压范围内，对应的电压值对应了固定的脉宽输出，以高频变换也就得到了相应的电压输出，由此输出可调的目的也就达到了，这种功能具体由单片机来实现。

1.2 稳压:输出电压可调，随即需要解决的是稳压，整机要求稳压精度稍为高一点，若要采用单片机来稳压的话，由于单片机运行一条最简单的指令也需要1个周期，当采用12M晶振时，一个周期为1us ，显然不符合闭环稳压的要求，在这时仍然采用KA3525内置的误差放大器来实现闭环稳压，实现的原理就是运用电压误差放大器实现的电压负反馈电路。

单片机来给定每一级需要稳压基准点，以此来实现输出一级电压，稳定一级电压。

2．硬、软件实现2.1 硬件实现本电路主要有控制电路、跟踪稳压电路和保护电路组成。

原理框图如下图1所示：图12.1.1 输出电压可调控制电路电路的实现是由单片机通过锁存器(74LS377)U5和DA转换器（DAC0800）U9实现，则+12V电源经LM7808提供给U9稳定的+8V的基准电压源，当单片机给74LS377送入数据并由74LS377将数据锁存，经DAC0800转换后输出的直流电压给KA3525的2脚，即给KA3525内部的误差放大器同相端给定一电压值，给定不同的基准稳压电平，即可实现不同的电压输出。

考虑到电路的抗干扰能力，由单片机给定74LS377的1脚和11脚双重的选通功能2.1.2 稳压基准源电路应输出电压可调的要求，那么当输出某一电压值时必须要求稳压，根据闭环负反馈的电路原理可知（如左图），稳压基准电平Vref与U’维持平衡电压值只相差十几个毫伏，当输出电压Uout升高时，U’的电压值必定升高，则误差放大器的输出电压会下降，使得KA3525内部的PWM波输出脉宽变窄。

经一系列高频变换滤波得到的输出电压Uout会降低，从而达到稳压目的。

若需要输出的电压升高或降低，则需要稳压基准电平Vref跟着升高或降低才能达到输出稳压的目的。

2.1.3 保护功能的实现2.1.3.1 电源不稳/温度保护图2如图2上部分所示：电源不稳保护功能的实现由CA3140（U2-L）及一个PNP型三极管组成，当+12V的逻辑电源跌落到某一电压值时我们认为逻辑电源不稳定，此时U2-L的输出端为高电平，并关断KA3525的PWM输出，同时在数码管上显示出U℃字样表示电源不稳保护。

如图2下部分所示：温度保护功能的实现也是由CA3140（U1-L）和一个二极管及一个PNP型三极管组成，其工作原理就是利用PN结的温度特性，当PN结的温度每升高1℃，PN 结两端的电压就会下降2.5mV（2.5mV/℃）。

当温度超过某一值时，U1-L输出高电平，并关断KA3525的PWM输出，同时在数码管上显示出U℃字样表示过温保护。

2.1.3.2 过压保护和欠压指示如图3左部分所示：过压保护的检测电路是利用TL431来实现的，TL431的内部含有一个2.5V的基准电压，当输入电压B增大，则由两个电阻组成的采样电路所分压得到的电压大于2.5V时，TL431导通，其阴极K输出低电平，给单片机一个中断信号，切断KA3525的输出，并用数码管显示U 来表示过压保护。

如图3右部分所示：欠压指示是在开机后初期用来检测蓄电池是否为欠压状态，检测电路也是利用TL431来实现的，当输入电压B减小时，由两个电阻组成的采样电路所分压得到的电压小于2.5V时，TL431截止，其阴极K输出高电平，经过一个反相器，反相器输出一个低电平，由单片机检测出来并送欠压指示灯。

2.1.3.3 限流及过流保护电路图4如上图4上部分所示：误差放大器输入两端的电压相差很小，经运放放大100倍，输出为一高电平，经稳压管DDD、两个电阻分压，通过一个三极管来调整输出脉宽以达到限流的目的。

如上图4下部分所示：过流保护电路的实现是通过CA3140和一个PNP型三极管来实现的，当电流采样信号CY表现为过流时，运放CA3140（U17*）的6脚输出为一高电平，使三极管关断，74LS32的9脚输出为高电平，关断KA3525的PWM波的输出。

同时，也给单片机一个中断信号，并用数码管显示“I”表示过流保护，过流保护指示灯亮。

2.2 软件实现本电路的软件结构包括初始化，预设定及故障检测程序等构成的，以单片机AT89C2051为软件控制核心。

程序结构框图如图5所示。

图53．V ds电压波形图在本文中取其中一种驱动电压波形和Vds电压波形图。

图6通过波形图来看，从驱动管上的电压波形可以看出驱动管的工作还是很安全的，解决了由变压器的漏感引起的驱动管上的尖峰电压，再次证明了电路的可行性。

4．遇到的问题及解决方法一个是，由于保护电路是模拟电路和数字电路组成的混合电路，所以我们在运放的输出端加了一个PNP型的三极管来提高它的抗干扰能力。

图7另一个是，在上电的瞬间，运放会输出一个瞬时的高电平送到74LS32（U14）的9脚，经一个电阻到74LS32（U14）的10脚形成正反馈回路使74LS32（U14）的8脚输出维持高电平，迫使KA3525关断输出。

为了解决这一问题，我们设计了由4069（U19）和74LS21（U18）及二极管D8所组成的上电复位电路。

如上图7所示：系统上电复位后，由于SHUT信号为高电平，使74LS21（U18）的8脚输出为低电平，将74LS32（U14）10脚的电平拉低，从而解决了上电瞬间至开机后KA3525输出一直维持关断的状态。

5．总结本文给出的硬件和软件均经过实践检验，系统的设计也基本满足了预先制定的要求，现已经应用在船用电源控制系统的研发中，系统稳定，运行良好，使用方便、直观。

并且可以广泛的应用于实验用的可调电源和蓄电池充电电源（对于蓄电池使用了很长的时间后，内阻变大的蓄电池来说，如果要继续使用的话一般的固定电压充电电源已经不能满足要求，选择此款电源亦是不错的选择）。

参考文献:1．张占松.《开关电源的原理与设计》，电子工业出版社，2001-07-01；2．周士兵，王又钧.《8098单片PWM直流调速装置简介》，计算机应用，1998年4期；3. 韩忠诚，金士娟.《KGV A稳压稳流电源的过压过流故障排除》，维护与修理，2003年5期；4．张芝涛，郝凤菊.《脉宽调制（PWM）型高压电源的研究》，电力环境保护，Vol.10 No.1；5．殷舜卿. 《一种新型的多路稳压的开关电源》，电子科技大学学报，Vol.24 No.8；6．贾贵玺.《一种改进型PWM调制策略逆变器的研究与应用》，电机与控制学报，2004年2期；7. KA3525 KA3525A.PDF 2000-07-13。

作者简介：杜敏，女，中国地质大学(武汉)研究生院(武汉)，在读硕士，通信工程专业；熊志刚，男，武汉航达电源科技有限公司，主要是从事开关电源的研究；王广君，男，博士，副教授，主要从事图象处理、数字系统设计等方面的教学和研究。

(收稿日期：2004-10-27)。

一种基于KA3525的单片机辅助PWM控制电源电路

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