变量注释表

U1 经典 boost 升压电路输入电源电压

U0 经典 boost 升压电路电容放电电压

ton 经典 boost 升压电路电容放电电压可控开关 T1 导通时间

toff 经典 boost 升压电路电容放电电压可控开关 T1 关断时间

I1 经典 boost 升压电路控开关 T1 导通电路电流

cos 功率因数

P 有功功率

S 视在功率

VN 输入模拟信号

VR 正参考电压（5V）

VR 负参考电压（取 0V）

1 绪论

随着生产力的发展，电力电子技术飞速进步。人们的生产、生活中充斥着以 计算机为代表的各种电子产品，这些电子产品都用的是直流电源供电，任何电子 设备的稳定工作需要稳定的电源支持。而发电厂生产、输送的是交流电。这就需 要将交流电转变为合适直流电。AC-DC 变换电路，能够将电网提供的交流电转 换成稳定的直流电，作为各种电子电路的电源。所以开关电源以无可比拟的优势 成为当今研究的热门。开关电源中核心的部分就是控制开关器件，由于其具有体 积小、效率高等优点，应用范围广泛。

1。1 开关电源的研究现状

1。2 开关电源的发展趋势

2 硬件设计的方案论证

2。1 系统方案设计

系统是由全桥整流滤波模块，电压升降模块，功率因数测量、整定模块， LCD 液晶显示模块，电压、电流采样模块，过流保护模块以及 MSP430F5529 最 小系统模块等七大模块组成。系统电路的总框图如图 2-1 所示:

 系统框图

220V 交流电通过变压器降压为 24V 交流电作为 AC-DC 模块的输入端、24V 交流电经过桥式整流、电容滤波后，采用功率因数测量，检测输入端的功率因数。 然后接入以 LM25118 电源芯片为核心的升压电路中。输出电流流经 0。05 欧姆康 铜丝采样电阻，再利用采样芯片把信号收集后输送至单片机，实现输出电流的检 测。单片机检测采样电阻上的电压，计算出输出电流值的大小。对于采样电阻的 选择应选取小电阻为宜。当输出进行负载测试时，负载电阻很大，采样电阻上分 到的电压可以忽略不计。采样电阻越大造成的误差越大。电压采样利用电阻分压 原理采集分压电阻上电压值，运用欧姆定律，计算出输出电压的大小。如果检测 到输出电压不满足要求，单片机将会给电源芯片发出指令，调整输出电压，然后 再次检测调整，进行循环，直至输出电压满足要求。当单片机检测到采集的电流 大于 2。5A 时，单片机进行中断处理，IO 端口由高电平变为低电平使光耦的两个 输入端口产生 3。3V 正向电势差，使光耦导通，从而驱动继电器工作，切断主电 路的输出电流，阻碍输出电压的输出。实现过流保护功能。对 AC-DC 变换电路 输入侧功率因数进行测量，分别测量输入电流和输入电压的相位角，计算功率因 数。如果功率因数小于理想值，单片机进入中断模式，采取紧急应答，通过光耦 控制继电器电容并联接入电路中来提高功率因数。因为电容具有存储能量提高电

路功率因数的作用。MSP430F5529 单片机具有信号检测、计算和液晶驱动的作 用，单片机把接收到的数据进行处理，如果满足系统程序要求，单片机将不会进 入中断模式，把检测到的电压、电流以及功率因数通过 LCD 液晶显示出来。