电路设计：程控可调大功率的电源设计方案详解
本文针对程控可调大功率电源设计方案做出了详细的分析和讲解，尤其是对稳压电路的设计部分做出了详细的介绍。在电路设计中，调节电路的设计尤为重要。本文就来对方案中的调节电路设计作出详细的分析和讲解。
调节电路设计
在这一程控可调的大功率电源电路系统设计中，为了实现电源输出电压的自主调节效果，同时也为了能够进一步提升输出电压的调节精度，在本方案中，我们选择采用程序控制调节电源的输出电压。具体的程控电压调节电路是通过两部分电路来实现的。下面我们进行分别说明。
在本方案中，我们所设计的调节电路第一部分，是程控调节数字电位计电阻值电路。在这一电路系统中，数字电位计AD5293选择单电源+12V供电，逻辑电平选择+3.3V。AD5293兼容SPI串行接口，因此选择STM32F1O3VET6的SPI总线来控制调节AD5293的阻值变化。具体电路如图1所示。调节电路的第二部分为程控电压调节电路（稳压电路部分），具体设计情况如下图图2所示。图1和图2电路中的网络标号w 与B分别相连构成了基本的程控电压调节电路。控制芯片STM32F1O3VET6发送控制指令改变数字电位计AD5293的电阻，串联在稳压调节电路中的电位计反馈分压改变输出电压。
抗负载干扰电路
在这一大功率电源设计方案中，调节电路的正常运行同样离不开抗负载干扰电路的辅助。下面我们来看一下，在本方案中，是如何进行抗负载干扰电路的设计与实际调试的。本方案所设计的电压调节电路在输出串联阻性负载时，从上到下，输出电压分别为1.92V、2.52V、3.01V和3.46V。输出电压的测量值与期望值之差在0.01V左右，电路的控制效果良好。
然而，在实际的工作调试中，仍然出现了负载干扰问题。实验过程中我们使用BOSCH牌经济型燃油泵电机情况下，因其负载特性复杂，干扰了LM2596ADJ的开关控制效果，扩流后电源输出呈现出明显的延迟后的开关电源调节过程，此时油泵电机出现大幅度转速波动。经济型油泵电机负载对控制电路产生了不良影响，导致电源电路输出的电压中含有不同程度的波动。此时开关电源的锯齿波电压频率高达数万Hz，甚至是数十MHz。
鉴于上述情况，为了有效抑制输出电压的波动到LM2596控制电路反馈的噪声，我们选择在反馈回路中的数字电位计两端并联220μF/25v的电容，用示波器测量输出端的电压波形，并在电压输出端并联2200μF/50 V 的电容，同样用示波器测量输出端电压波形。具体硬件电路如图3所示。
图3 抗电机负载干扰电源电路
在加入了图3所示的抗电机负载干扰电源电路之后，我们再继续进行实际测试。经测试后得出结论，电路在没有设计抗干扰电路时，输出电压的波动很大，而在数字电位计两端并联电容后，输出电压的波动有了一定的改善，虽然输出电压波形中还存在不小的杂波，但是这些杂波并不会影响电机的运行。
为了进一步提升这一大功率电源主电路系统中的抗干扰能力，我们再次分别在数字电位计和输出端并联滤波电容后的电源电路的输出电压波形，相比上述两种情况又有了明显的改善，输出电压波形中杂波幅值较小，电机的运行非常平稳，而且噪声非常小，实现了电源电路的功能。
