一种基于单片机的数控开关电源设计

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图9 辅助电源电路

　　4、基于凌阳单片机开关电源的数控设计

　　本文数控部分采用凌阳公司的SPCE061A进行控制。SPCE061A主要包括输入/输出端口、定时器/计数器、数/模转换、模/数转换、串行设备输入输出、通用异步串行接口、低电压监测和复位等部分。SPCE061A单片机应用领域非常广泛。

　　本文利用SPCE061A单片机内部10位的A/D、D/A实现对输出电压的步进控制和测量以及输出电压和电流的显示功能。采用RT12864液晶显示，与单片机相连接，单片机的IOB0~IOB7的数据口与LCD的DB0~DB7相连接，IOB8为RS，IOB9为R/W，IOB10为E，IOB11为RST。连接方式如图10所示：

图10 RT12864与SPCE061的连接

　　输入键盘控制电路采用4×4矩阵式非编码键盘电路，与单片机进行连接。单片机的IOA8~IOA11做键盘的行扫描输出口，IOA12~IOA15做键盘的列扫描输入口。如图11所示：

图11 4×4矩阵键盘

　　KA3525的2脚是一个控制PWM波占空比的引脚，与SPCE061A单片机DAC1/DAC2引脚链接，利用集成的其中1个10位的D/A转换器，给2脚提供精确的给定电压，给2脚的电压越高，KA3525输出的PWM波的占空比就越大，开关管导通的时间就越长，稳压源输出电压就越高，反之电压降低。从而可根据需要通过程序实现对输出电压的数字给定和步进调整，达到数控的目的。

　　5、试验验证及结论

　　为了验证设计的可行性，进行了硬件实验和程序调试。稳压源的输出电压由KA3525芯片2脚的电压决定。试验中发现KA3525的2脚电压与输出电压成非线性关系，因此需要多次调试确定2脚电压与输出电压的值以实现单片机的数字给定和步进调整，本文给出了部分KA3525的2脚输入电压与输出端电压对应值。对应关系如表1所示。

表1 KA3525的2脚输入电压与稳压源输出电压的关系
　　经过计算KA3525的2脚所需要输入的电压并将其转化成单片机所需要的10位数字量，最后SPCE061A单片机将10位数字量左移6位写入P_DAC1单元的高10位，进行D/A转换成相应的3525芯片2脚给定电压，实现对开关电源的步进调整。采样电压经A./D转换后送LCD显示，显示精度可达0.01V。经多次测试，本电源输出电压可以0V～40V连续调整，歩进值0.1V，最大输出电流可达I0MAX=2.5A，电压调整率Su=0.1%，负载调整率SI=0.2%，效率η=90%，试验结果表明本数控电源方案切实可行。

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