2理論分析與計算

　　2.1PWM脈寬調制電路

　　PWM控制電路主要由集成PWM控制芯片TL494、單片機PIC16F877A和電壓電流反饋電路組成。電路原理圖如圖3所示。單片機通過控制數字電位器MCP41010的輸出值，數字電位器作為D/A轉換器，實現電壓的步進調整，TL494根據電壓反饋的輸入值調整輸出脈沖的寬度，最終實現電壓的穩定輸出。除此之外，TL494的外圍電路還可實現各種保護功能。

　　主干路上輸出的電壓經過圖4所示電路后再經過TTL494內部的誤差放大器1構成反饋回路。其在A點的電壓值為

　　若因某種原因導致輸出電壓過高，則電壓反饋端輸入的值增大，使得誤差放大器1同相端電位升高，反饋/PWM端電位上升，TTL494內部三極管Q2導通時間減少，輸出信號占空比減小，結果使輸出電壓減少，最終使輸出電壓保持穩定。

　　圖3PWM脈定調制電路原理圖

　　2.2過流保護與閾值參數計算

　　本設計路具有雙重的過流保護功能，當輸出電流大于1.5A小于2A時，流過采樣電阻R的電流從右至左，如圖3所紅色箭頭所示。R的右端電位為0則左端為為負，當電流I大于1.5A時，TTL494內部的誤差放大器2的反相端電位為負，正向端與反向端通過比較后，誤差放大器2的輸出（即反饋/PWM端）為正，Q2管不導通，則開關管關斷，輸出電壓降低。當輸出電流大于2A時，單片機根據采樣進來的電流信號，通過軟件設計，將主干路上的繼電器J1置為常閉狀態，使主干路斷開，起到保護作用。

　　過流保護電路原理圖如圖3所示，取樣電阻值R=0.05歐，其兩端的電壓為IR，誤差放大2的輸入端電壓U1為：

　　取R8=10K，R9=91歐，Rw1=60歐，帶入計算得I=1.5A。當電流大于1.5A時，R兩端電壓值增大，U1《0，則電路起到保護作用，所以閾值電流為1.5A。

　　2.3軟啟動

　　軟啟動的設計分為兩部分：主干路上設有一個單刀繼電器J1、一個雙刀繼電器J2和一個電阻R1，上電后通過按鍵使單片機輸出信號，J1、J2工作常開狀態，電路通過R1對穩壓電容C3和濾波電容C5充電，充電時間T1設為1S，輸出電壓可從0V升到18V;1S后使J2工作在常閉狀態，R1被短路同時TL494得到工作電壓開始工作。TL494的第5腳接電容C15，TL494上電后C15充電需要一定時間，死區電壓由高逐漸變低，Q2管的導通時間逐漸增大，輸出電壓逐漸升高至30V，充電時間為T2=10K×4.7uF=47ms。

　　圖4電壓取樣電路原理圖