2.4升压斩波电路 - 基于TL494开关电源的电路设计

　　2.4升压斩波电路

　　2.4.1工作原理

　　升压轨波电路原理图如图1所示。当控制器输出脉冲高电平时，开关管VT导通，电感L储存能量，在ton时间内电感电流增量为ΔLon=Ui/L*ton。当控制器输出低电平时，开关管VT截止，电感L向电容C充电并向负载提供能量，在toff时间内电感减少的电流量为ΔLoff=（UO-Ui）toff/L，当电路工作于稳定状态时，有ΔLoff=ΔIon，可得UO=Ui/（1-a）（a=ton/T为占空比），因为a《=1，所以输出电压高于输入电压，电路实现升压，设计中只要调节占空比的大小就可以改变输出电压的大小。

　　2.4.2电感参数计算

　　电感电流包括直流平均值及纹波分量两部分，忽略电路的内部损耗;在临界状态下，电感储存的能量刚好等于释放的能量，有Ii=Io*Vo/Vi=Io*T/toff，其中Ii是流入电感的平均电流。稳态下电感的电流变化量应为0，故在ton期间与在toff期间，电流的变化量应相等，为ΔI=Viton/L，选择ΔI=Viton/L=1.4Ii，故电感为L=Viton/1.4Ii，将ton=（Vo-Vi）/fVo及Ii=VoIo/Vi代入上式并化简得L=Vi*Vi（Vo-Vi）/（1.4fVo*Vo*Io），取VO=25V，V=15V，f=45KHz，Io=1.5A，计算得53.6uH

　　2.5功率器件选择

　　2.5.1开关管的选择

　　该开关管选用N沟道功率场效应管IRF3205。IRF3205的UDS=55V，RDS=8.0m欧，I0=110A。MOSFET上承受的最大电压为Um，考虑输出电压10%的波动，电感的反峰尖刺为稳态值的20%，且留有余量，MOSFET承受的最大电压为20V，流经的最大电流为6A，而且由于其电阻值很小，故其功耗也很小。根据上分析，IRF3205完全可以满足设计要求。

　　2.5.2续流二极管的选择

　　续流二极管应采用快恢复二极管，其具有开关特性好、耐压高、正向电流大等优点。本设计采用的BY299是超快恢复二极管，其耐压值为800V，正向电流为3.0A，最大恢复时间为100ns，满足设计要求。

　　2.5.3稳压电容量的选择

　　电容的选取利用公式C=（Ipk）max（ton）/V·（V·为纹波值，Ipk为峰值电流，设计中要求纹波值（150Vp-p）计算得最小为450uF，电路实际选取的过程电容值应足够大，留有足够的余量才可稳住负载端的电压以及减小纹波，设计中采用2200uF/50V。

　　2.6按键显示电路

　　按键显示电路采用最小系统板上的3×4矩阵式按键和8个数码管。单片机PIC16F877A共有33个I/O口，RDORD7作为按键矩阵电路和数码管显示电路的共用I/O口，通过分时复用的方式进行工作。数码管的显示由ULN2803来驱动，RB1RB5、RE0RE2为ULN2803的片选信号。

　　3软件设计

　　3.1软件实现功能

　　通过编程软件实现以下功能：输出电压可按0.1V的步进值调整;显示输出电压和输出电流;可以控制主电路的开通与关断。

　　3.2软件流程图

　图5主程序流程图

　　软件流程图如图5所示。K2键控制主电路的开通与关断，K4键和K0键分别为步进的加键和减键。数码管0～3分时显示输出电压和输出电流，指示灯0亮表示当前显示的是输出电压值，指示灯1亮表示当前显示的是输出电流值，指示灯5亮表示当前主电路处于关断状态，数码管5～7显示设定的输出电压值。