基于STM32的高压电源设计

发布时间：2017-04-16 22:00

  本文关键词：基于STM32的高压电源设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前电源已成为各类电子产品无法替代的组成部分,其性能的好坏对电子产品的各项技术指标产生重要影响。随着时代的不断发展,人们越来越重视节能减排等方面问题,传统的线性电源虽然具有电磁干扰小、稳定性强等优点,但是也存在转换效率低等诸多不足,如何在提高电源转换效率的同时,尽可能的降低自身功耗,是实现低碳环保的一个重要方法。对此,人们研制出了被誉为高效节能的开关电源,它比普通的线性电源效率提高了一倍,因而在通信、能源、以及日常生活等领域被普遍使用。再加上其效率高、性能好、体积小、重量轻等特点,在部分领域和范围内已经逐步取代了线性调整电源,成为稳压电源的主流产品,得到了广泛推广。本文设计了一款基于S T M 3 2的高压开关电源,该电源利用T L 4 9 4芯片产生的P W M信号进行推挽驱动、使用S T M 3 2作为电源主控芯片,能够实现稳定的高压输出。该电源具有输出电压幅值可调,纹波系数小、性能稳定等诸多优点。本文首先介绍了开关电源的国内外发展情况,然后对几种常见的电路控制方法和电源结构进行分析。进而根据设计标准选择合适的电路拓扑与控制芯片,根据电源的实际特点,合理的对电路中各个模块进行设计,主要包括程控稳压模块、驱动模块、T L 4 9 4模块、S T M 3 2的外围模块、倍压整流模块等,最后编写了较合理的控制程序,确保开关电源能实现最初的设计目标。
【关键词】：开关电源 脉冲宽度调制 STM32
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN86
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第1章 绪论12-17
• 1.1 开关电源简介12-14
• 1.2 开关电源技术的发展14-16
• 1.2.1 开关电源的发展史14-15
• 1.2.2 我国发展情况15
• 1.2.3 开关电源的发展趋势15-16
• 1.3 本文的主要研究内容16-17
• 第2章 开关电源基本原理与分析17-36
• 2.1 基本非隔离型转换电路19-22
• 2.1.1 升压型开关电源电路19-20
• 2.1.2 降压型开关电源电路20-21
• 2.1.3 升降压型开关电源电路21-22
• 2.2 隔离型转换电路22-29
• 2.2.1 正激变换器23-24
• 2.2.2 反激变换器24-25
• 2.2.3 半桥转换器25-27
• 2.2.4 全桥转换器27-28
• 2.2.5 推挽式转换器28-29
• 2.3 关电源的控制方式29-31
• 2.3.1 PWM控制的基本原理和特点29-30
• 2.3.2 PFM控制基本原理与特点30-31
• 2.3.3 PWM-PFM控制的基本原理和特点31
• 2.4 开关电源反馈的基本类型31-36
• 2.4.1 电压反馈模式32-34
• 2.4.2 电流反馈模式34-36
• 第3章 开关电源电路设计36-53
• 3.1 开关电源的整体设计36
• 3.2 MCU单元电路设计36-41
• 3.2.1 供电电路设计37-38
• 3.2.2 复位电路设计38-39
• 3.2.3 时钟电路设计39-40
• 3.2.4 启动电路设置40
• 3.2.5 调试端.电路设计40-41
• 3.2.6 串.通信电路设计41
• 3.3 精密ADC单元电路设计41-42
• 3.4 波形发生单元电路设计42-46
• 3.5 电源单元电路设计46-48
• 3.5.1 系统供电电路设计46-47
• 3.5.2 程控电源电路设计47-48
• 3.6 驱动单元电路设计48-50
• 3.6.1 初级驱动电路设计48-49
• 3.6.2 高频变压器49-50
• 3.7 倍压单元电路设计50-53
• 第4章 系统的软件设计53-59
• 4.1 STM32开发平台介绍53-54
• 4.2 PID算法介绍54-57
• 4.2.1 PID控制的基本原理55
• 4.2.2 本设计中采用的PID控制原理55-57
• 4.3 高压电源系统软件工作流程57-59
• 第5章 系统测试59-72
• 5.1 开关电源测试项目59-62
• 5.1.1 输出电压允许的容差59
• 5.1.2 输出电压调节范围59-60
• 5.1.3 输入电压调整率60
• 5.1.4 负载调整率60
• 5.1.5 输出电压纹波系数60
• 5.1.6 输出电压上升/下降时间60-61
• 5.1.7 转换效率61
• 5.1.8 电磁兼容性61
• 5.1.9 噪声61
• 5.1.10热稳定性61-62
• 5.2 测试仪器简介62-65
• 5.2.1 频谱分析仪62
• 5.2.2 示波器62-63
• 5.2.3 高低温测试箱63-64
• 5.2.4 CLIO电声测试系统64
• 5.2.5 直流稳压电源和万用表64-65
• 5.3 高压电源系统测试数据65-72
• 5.3.1 输出电压调节范围以及允许容差65
• 5.3.2 输入电压调整率65-66
• 5.3.3 负载调整率66-67
• 5.3.4 输出电压纹波系数67
• 5.3.5 输出电压上升/下降时间67-68
• 5.3.6 转换效率68
• 5.3.7 电磁兼容性68-70
• 5.3.8 噪声70-71
• 5.3.9 热稳定性71-72
• 第6章 总结72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 柳纪虎,刘昶丁,刘永生;多级倍压整流电路的设计原理及其有关参数的计算方法[J];半导体技术;1992年04期

2 赵军;开关电源技术的发展[J];船电技术;2005年05期

3 陈亚爱;师宇腾;闫德刚;周京华;;太阳能光伏阵列模拟器综述[J];电源技术;2012年02期

4 陶永华;新型 PID 控制及其应用──第一讲　PID 控制原理和自整定策略[J];工业仪表与自动化装置;1997年04期

5 魏力;郑卫东;;参数自整定多模分段模糊PID控制器的设计[J];机电产品开发与创新;2005年06期

6 李鹏;何文忠;;开关电源电磁干扰滤波器设计[J];激光与红外;2007年01期

7 焦江丽;李凤莲;;以ARM Cortex-M3为基础的STM32开发板的设计与实现[J];中国新通信;2013年09期

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本文编号：311739