開關穩壓電源助力農業自動化

　　1. 3 　提高效率方法及解決方案

　　由于損耗主要來源于器件本身以及一些開關元件的寄生電阻和進行開關操作時的開關損耗，因此在設計電路時要盡量減少損耗元件的個數，選用耗能小的元件，采用比較理想的開關元件；并且變壓器的選取和繞制也對效率有影響。

　　1. 3. 1 　功放電路解決方案

　　為了降低損耗只能選用2 個晶體管，并且要求它本身的導通壓降很低，降低了損耗，并且開關速度很快，讓開關在瞬間完成，才能夠最大限度地降低開關損耗和開關噪聲。

　　1. 3. 2 　變壓器解決方案

　　選用EI 變壓器，設置匝數比為10∶32 ,線徑0. 7 mm,初級雙線并繞，次級單線繞制，這樣能最大限度地提高效率。

　2 　硬件設計

　　2. 1 　開關管的選取

　　由于是PWM芯片直接驅動，因此驅動電流不大，考慮到效率問題，選用IRF540。它是電壓控制器件，要求驅動電流很低，并且開關速度很快，導通電阻很小，這樣既減少了開關損耗，也降低了本身寄生電阻的損耗。

　　2. 2 　輸入整流二極管的選取

　　由于集成整流橋用于整流濾波，易引起整流管過熱，其輸出電壓過低，導致負載電壓不穩。因此采用共陰極肖特基二極管取代。

　　2. 3 　輸出整流二極管的選取

　　考慮到效率要求，選用了肖特基二極管，速度快且壓降低。

　　2. 4 　變壓器的繞制方法

　　選用EI 變壓器，工作頻率為30kHz ,計算匝伏比： N/ V = Ton/ （ΔB ×Ae） ,原邊繞組匝數： Np= Vinmin ×（ N/ V） ,副邊繞組匝數： N2 = （ Vo + Vd + Io ×R）×（ N/ V） ,設置的匝數比為10∶32 ,線徑0. 7 mm,初級雙線并繞，次級單線繞制。該設計方法能最大限度地提高效率。

　　2. 5 　整流管的輸出穩壓

　　由于18 V 經整流濾波后達到25V ,因此選用了耐壓值為1 000μF/ 50 V 的大電容來穩壓。

　　2. 6 　LC濾波參數設計

　　根據電感最大貯能值0. 5 ×L ×I ×I 確定電感峰值電流Imax = Io + 2 ×VoToff / L （Toff 為關斷時間） ,匝數N 應進行取整，當匝數少電流大時，應盡量避免取半匝的情況。經計算后選取電感量為10 mH,電容為4 700μF。

　　2. 7 　保護電路設計

　　采用LM358 和LM193 作為過流采樣比較器。若負載過流，比較器輸出高電平給單片機，單片機查詢端口作出判斷給SG3525 的shut 口一個高電平，同時把1 個三極管打通給負載一個5 V 電壓再次檢測負載狀態；若過流拆除通過LM393 比較器給單片機一個高電平，那么單片機給shut 端低電平來開啟SG3525。若未拆除，過載單片機循環查詢等待拆除。