2.4升壓斬波電路

　　2.4.1工作原理

　　升壓軌波電路原理圖如圖1所示。當(dāng)控制器輸出脈沖高電平時(shí)，開關(guān)管VT導(dǎo)通，電感L儲(chǔ)存能量，在ton時(shí)間內(nèi)電感電流增量為ΔLon=Ui/L*ton。當(dāng)控制器輸出低電平時(shí)，開關(guān)管VT截止，電感L向電容C充電并向負(fù)載提供能量，在toff時(shí)間內(nèi)電感減少的電流量為ΔLoff=（UO-Ui）toff/L，當(dāng)電路工作于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，有ΔLoff=ΔIon，可得UO=Ui/（1-a）（a=ton/T為占空比），因?yàn)閍《=1，所以輸出電壓高于輸入電壓，電路實(shí)現(xiàn)升壓，設(shè)計(jì)中只要調(diào)節(jié)占空比的大小就可以改變輸出電壓的大小。

　　2.4.2電感參數(shù)計(jì)算

　　電感電流包括直流平均值及紋波分量?jī)刹糠?，忽略電路的?nèi)部損耗;在臨界狀態(tài)下，電感儲(chǔ)存的能量剛好等于釋放的能量，有Ii=Io*Vo/Vi=Io*T/toff，其中Ii是流入電感的平均電流。穩(wěn)態(tài)下電感的電流變化量應(yīng)為0，故在ton期間與在toff期間，電流的變化量應(yīng)相等，為ΔI=Viton/L，選擇ΔI=Viton/L=1.4Ii，故電感為L(zhǎng)=Viton/1.4Ii，將ton=（Vo-Vi）/fVo及Ii=VoIo/Vi代入上式并化簡(jiǎn)得L=Vi*Vi（Vo-Vi）/（1.4fVo*Vo*Io），取VO=25V，V=15V，f=45KHz，Io=1.5A，計(jì)算得53.6uH

　　2.5功率器件選擇

　　2.5.1開關(guān)管的選擇

　　該開關(guān)管選用N溝道功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF3205。IRF3205的UDS=55V，RDS=8.0m歐，I0=110A。MOSFET上承受的最大電壓為Um，考慮輸出電壓10%的波動(dòng)，電感的反峰尖刺為穩(wěn)態(tài)值的20%，且留有余量，MOSFET承受的最大電壓為20V，流經(jīng)的最大電流為6A，而且由于其電阻值很小，故其功耗也很小。根據(jù)上分析，IRF3205完全可以滿足設(shè)計(jì)要求。

　　2.5.2續(xù)流二極管的選擇

　　續(xù)流二極管應(yīng)采用快恢復(fù)二極管，其具有開關(guān)特性好、耐壓高、正向電流大等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用的BY299是超快恢復(fù)二極管，其耐壓值為800V，正向電流為3.0A，最大恢復(fù)時(shí)間為100ns，滿足設(shè)計(jì)要求。

　　2.5.3穩(wěn)壓電容量的選擇

　　電容的選取利用公式C=（Ipk）max（ton）/V·（V·為紋波值，Ipk為峰值電流，設(shè)計(jì)中要求紋波值（150Vp-p）計(jì)算得最小為450uF，電路實(shí)際選取的過程電容值應(yīng)足夠大，留有足夠的余量才可穩(wěn)住負(fù)載端的電壓以及減小紋波，設(shè)計(jì)中采用2200uF/50V。

　　2.6按鍵顯示電路

　　按鍵顯示電路采用最小系統(tǒng)板上的3×4矩陣式按鍵和8個(gè)數(shù)碼管。單片機(jī)PIC16F877A共有33個(gè)I/O口，RDORD7作為按鍵矩陣電路和數(shù)碼管顯示電路的共用I/O口，通過分時(shí)復(fù)用的方式進(jìn)行工作。數(shù)碼管的顯示由ULN2803來驅(qū)動(dòng)，RB1RB5、RE0RE2為ULN2803的片選信號(hào)。

　　3軟件設(shè)計(jì)

　　3.1軟件實(shí)現(xiàn)功能

　　通過編程軟件實(shí)現(xiàn)以下功能：輸出電壓可按0.1V的步進(jìn)值調(diào)整;顯示輸出電壓和輸出電流;可以控制主電路的開通與關(guān)斷。

　　3.2軟件流程圖

　　軟件流程圖如圖5所示。K2鍵控制主電路的開通與關(guān)斷，K4鍵和K0鍵分別為步進(jìn)的加鍵和減鍵。數(shù)碼管0～3分時(shí)顯示輸出電壓和輸出電流，指示燈0亮表示當(dāng)前顯示的是輸出電壓值，指示燈1亮表示當(dāng)前顯示的是輸出電流值，指示燈5亮表示當(dāng)前主電路處于關(guān)斷狀態(tài)，數(shù)碼管5～7顯示設(shè)定的輸出電壓值。