基于STM32的降压型直流开关稳压电源的设计.pdf

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基于STM32的降压型直流开关文雅电源,以STM32做控制,设计直流型开关文雅电源。
第4期 喻家琪,等:基于STM32的降压型直流开关瘾压电源的设计 351 LM5117控制的DC-DC变换电路。整体主控电D/A转换模块使输出电流迅速减小,直到电流减 路框图如图3所示。 小到零,从而有效实现过流保护;如果实时电流值 小于过流门限电流值,则继续采集电流值进行比 较。过流保护程序始终在不断地循环。 LM57控制的DC-DC变换电路 流稳压电源 33软件程序总体框图 内置12位 D/A 过流保护电路 图4给出了软件程序的总体流程。从图中可 内置12位 A/D输人 以看出整个程序的层次划分,整个系统程序分为上 程序定时器3中断程序和定时器4中断程序3个 层次。 sTM32单片机 主程序 〈定时器 定地器4 负载识别 LCD1602显示 中 中断 图3主控电路 初始化(晶、 ADC、DAC 定时器3中 断标志位 <定时器中 中断) 3软件程序设计 开启定时器3中断 开启定时器4中物 标志位清零 志位清零 3.1系统微控制器的选择 指示灯闪烁」 测量ADC 设定电压 该设计开关电源选择的是ST公司的 显示所测电 DAC输出设定电压 STM32F10VET6微控制器。由于电压、电流的采 重置标志 显示DAC设定电压 集是整个系统的核心部分,两者关系到整个系统的 重置标志位 测量精度以及系统能否达到额定的参数指标。该 图4软件程序总体流程 电源电压额定输出能力为5V,电流额定输出能力 为3A,输出电压的偏差不大于100mV,输出电流 的最大值不低于3A。通过AD采样反馈控制DA4实验结果与分析 的输出以达到过流保护电路的效果,当满足此测量 该设计的降压型育流开关稳压电源额定输人 要求时AD的采集速度相对较快故AD的采样电压为直流16V,测试参数为:空载时的输出电压 位数应大于12bi为了得到较精确的电压系统值输出电压与预先设计的5电压的偏差值带 在单片机选型时釆用了具有16通道AD的负载时输出的最大电流值、输出噪声纹波电压峰 STM2F103VT6单片机。 值、效率、过流保护值、负载识别。空载时的输出电 3.2过流保护的设计 压设计为5V,输出电压与预先设计的5V电压偏 在STM32微控制器软件中,设定好过流门限差值为100mV以内;带负载时输出的最大电流值 电流数值之后,单片机通过AD转换模块实时采设计为3.2V输出噪声纹波电压值设计为50mV 集电流来检测电路输出的电压信号。通过求解得以内,效率设计为85%以上,过流保护电流阈值设 到对应的电流值,与过流保护门限电流值进行比计为33A,对负载的识别设计为不超过0.5V。 较如果实时电流值大于过流门限电流值,则通过为保证数据的准确性和科学性,所有参数均测试三 万方数据 沈阳工程学院学报(自然科学版) 第12卷 次其中在负载识别测试中,负载三次分别接1关电源采用ST公司的STM3F03VE6为主控 k、5k2、10kQ进行测试。所有测试均在无外界制器,Ⅲ公司的降压控制器LM5117芯片和 干扰的实验环境下进行,实验测试数据如表1所CSD18532 RCS MOS场效应管为核心器件。该降 示。实验数据表明,所有测试参数均达到预先设计压型直流开关稳压电源实现了降压稳定输出、降低 的要求,误差微小精确度较高,证明该设计的降压纹波过流保护负载识别等功能。经测试,系统具 型直流开关稳压电源运行可靠效率高精度高,误有质量轻体积小效率高精度高、功率损耗小等 差小,与其他电源相比具有明显优势。 优点。随着信息化时代和电力电子技术的不断发 展,此类开关电源将在电子设备中得到更加广泛的 衰1实验结果 应用,具有较高的实用价值和广阔的市场需求。 第一次第二次第三次 参考文献 测试测试 测试 [1]张乃国电子电源技术与应用M].北京:机械工业出 输出电压/V 4.9y92 5.016 5.010 版社,20U7 输出电压偏差/mV 8 10 [2]赵同贺开关电源设计技术与应用实例/电能变换与 输出最大电流/A3.2133.2083.196 应用丛书[M]北京:人民邮电出版社,2007 输出噪声纹波峰值/mⅤ37 36 [3]季力基于SIM32芯片的电参数测量与数据传输 效率 0.9450.9580.954 [J].自动化与仪器仪表,2010(3):137-139 过流保护值/A 3.3123.3083.321 [4]王斌李忱,陶成健,等.基于ARM的遥控搬运机 负载识别ⅴ 0.997 5.132 10.02 器人系统的研究与设计[J].沈阳工程学院学报:自然 科学版,2016,12(2):143-147 [5]STM2Fl03 xx Cortex~M3数据手册.意法半导体 [Z].2009 5结论 [6]郭业才黄友锐模拟电子技术[M].北京:清华大学 出版社,201l 设计并制作一个降压型直流开关稳压电源,开 Design of Buck DC Switching Power Supply Based on STM32 YU Qi-jia, WANG Yan-qiu College of Information Technology, Shenyang Institute of Technology, Fushun 113122, Liaoning Province Abstract: In this paper, a buck dc switching power supply with low power consumption and high efficiency based on Stm32 was designed. The buck controller adopts LM5 117 synchronous step-down controller made b TI Company, which integrates PWM controller, the high side and low side nMos drives, and contains a high voltage bias voltage regulator as PWM controller and nMos device bias powcr supply. The STM32F103XXX micro-controller with plenty of function modules is chosen as the core of control circuit and its build- in adc is utilized to carry out the multi-channel synchronization AD converting of the input analog signal. The practical operation shows that the switch power supply has higher voltage converting efficiency accompanying with low cost, high precision, low power consumption, safe and reliable, etc Key words: Switching power supply; Buck; STM32; LM5117; CSD18532KCS MOS (贲任编辑魏静敏校对张凯) 万方数据

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