几种数控直流稳压电源设计方案比较

随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现,传统应用技术,由于功率器件性能的限制使开关电源性能的影响减至最小,新型的电源电路拓扑和新型的控制技术,可使功率开关工作在零电压或零电流状态,为了提高开关电源工作效率,设计出性能优良的开关电源,十分必要。

1 几种数控直流稳压电源设计方案比较

1.1 几种设计方案电路原理

方案1: 

采用模拟的分立元件,利用纯硬件来实现功能,通过电源变压器、整流滤波电路以及稳压电路,实现稳压电源稳定输出+5V、+12V、+15V并能可调输出0~30V电压,见图1所示。但由于模拟分立元件的分散性较大,各电阻电容之间的影响较大,因此所设计的指标不高、不符合设计要求、且使用的器件较多、连接复杂、灵活性差、功耗也大,同时焊点和线路较多,使成品的稳定性和精度受到影响.

方案2:

此方案采用传统的调整管方案,主要特点在于使用一套双计数器完成系统的控制功能,其中二进制计数器的输出经过D/A变换后去控制误差放大的基准电压,以控制输出步进。 十进制计数器通过译码后驱动数码管显示输出电压值,为了使系统工作正常,必须保证双计数器同步工作.

方案3:

此方案不同于方案1之处在于使用一套十进制计数器,一方面完成电压的译码显示,另一方面其输出作为EPROM 的地址输入,而由 EPROM 的输出经D/A变换后控制误差放大同步的问题,但由于控制数据烧录在EPROM中,使系统设计灵活性降低

方案4:

此方案采用51系列单片机作为整机的控制单元,通过改变输入数字量来改变输出电压值,从而使开关控制电源输出电压发生变化,间接地改变输出电压的大小。为了能够使系统具备检测实际输出电压值的大小,经过 ADC0809 进行模数转换,间接用单片机实时对电压进行采样,然后进行数据处理。利用单片机程控输出数字信号,经过D/A 转换器(DA0830)输出模拟量,再经开关电源控制电路,使得输出电压达到稳压的目的。 单片机系统还兼顾对恒压源进行实时监控,输出电压经过电流/电压转变后,通过A/D转换芯片,实时把模拟量转化为数据量,经单片机分析处理,经过数据形式的反馈环节,使电压更加稳定,构成稳定的压控电压源。而且采用PWM 控制的开关电源,该电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标、能构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源等优点。而且在成本上与同等功率的线性稳压电源相当,而电源效率显著提高,体积和重量则大为减小.