楊書卉 馮文仙

【摘要】：本系統(tǒng)是基于推挽電路設(shè)計一款24V直流電源，首先對整個設(shè)計方案做了全面分析，然后對硬件電路中主控制電路、電壓檢測電路以及DC-DC功率變換電路展開分析，最后介紹了本設(shè)計的主程序流程圖。

【關(guān)鍵詞】：直流電源 主控制電路 電壓檢測電路 DC-DC功率變換

設(shè)計方案分析

1.1控制芯片的選擇

本系統(tǒng)選用的控制芯片為STC12單片機，無論是STC12單片機的價格，還是芯片含有的控制指令、開發(fā)環(huán)境以及外部電路都非常符合推挽電路開關(guān)電源的設(shè)計。此外，該芯片可以實現(xiàn)8路10位的AD采集，用于模擬電壓的采集更加精準(zhǔn)可靠。

1.2驅(qū)動芯片

由于輸出電壓為24V，所以在選擇的驅(qū)動芯片的工作電壓必須在30V以上，SG3525 芯片工作范圍在8-35V，滿足設(shè)計要求，并且這款芯片具有優(yōu)良的驅(qū)動能力，不僅能夠為驅(qū)動電路提供較為穩(wěn)定的基準(zhǔn)源，還可以靈活的設(shè)置死區(qū)時間，這樣降低了系統(tǒng)設(shè)計的難度系數(shù)。

1.3 功率開關(guān)管

功率開關(guān)管的設(shè)計需要先計算最大電流I（max），根據(jù)設(shè)計要求可知輸出電壓為24V，開關(guān)電源需要的效率n為0.9，輸出電流為4A，輸入電壓為10V-16V之間，可得：

由于推挽變壓器存在漏感，還要設(shè)計裕量，所以選擇的開關(guān)管耐壓值應(yīng)該為最大輸出電壓的3倍左右，額定電流也要是最大電流的2倍以上，所以選用了現(xiàn)價比較高的RU190N08作為本設(shè)計的功率開關(guān)管。

1.4整流二極管

整流二極管的設(shè)計要綜合考慮導(dǎo)通時間、導(dǎo)通電壓以及恢復(fù)時間，并輸出電壓在可承受的導(dǎo)通電壓范圍內(nèi)，可得：

式中Urd為方向電壓，n為變壓器的變比系數(shù)，輸出電壓為24V，輸入電壓為12V，所以n為 2，算的方向電壓為32V，綜合考慮選用了HER503作為該設(shè)計的整流二極管，HER503方向擊穿電壓為100V，回復(fù)時間為50nS，滿足設(shè)計要求。

1.5濾波器的設(shè)計

濾波器的設(shè)計需要計算濾波電容的容值，濾波電容的選擇會影響到輸出電壓的穩(wěn)定性，濾波電容Po可由公式：

PO=Cf（U2p-U2v）*n≈924uF

故選用35V，1000uF的鋁電解電容。

硬件電路設(shè)計

2.1主控制電路設(shè)計

主控制電路如圖1所示，控制芯片為STC12單片機，僅顯示主控制電路的部分原理圖。

2.2 功率變換電路

功率變換電路如圖2所示，可知推挽電路設(shè)計中共有兩個RU190N08，這樣一個功率開關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)，另一個則處于截止?fàn)顟B(tài)，負(fù)責(zé)正負(fù)半周期的波形放大，此外整流部分也采用參數(shù)一樣相互對稱的整流二極管，還能起到續(xù)流的作用。推挽變壓器的輸出電壓為：

UO=2Dmax*Ui*Ns/Np

2.3電壓檢測電路

本設(shè)計的電壓檢測電路如圖3所示，其中R27與R28起到分壓的作用，再經(jīng)濾波電容C38到運放電路中，輸出電壓再和LM324比較器作比較，將結(jié)果輸?shù)絾纹瑱C中，即可起到檢測電壓的作用。

【參考文獻(xiàn)】：

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【3】郜登科，楊喜軍，王晗，奚良.24～42 V DC/DC汽車電源的設(shè)計[J].電力電子技術(shù)，2008（10）：41-42.

姓名：楊書卉 出生年月：1997年6月12日 性別：女 民族：漢 籍貫：湖北省隨州市

當(dāng)前職務(wù)：學(xué)生 學(xué)歷：大學(xué)本科 研究方向：電氣

第二作者姓名：馮文仙 單位：國防科技大學(xué)信息通信學(xué)院