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一种基于
KA3525
的单片机辅助
PWM
控制电源电路
杜 敏，熊志刚，王广君
（中½地质大学研究生院，湖北 武汉 430074）
摘 要：根据
KA3525
的应用特点，设计了一种基于该电流型
PWM
控制芯片、单片机
辅助、实现输出电压可调的稳压电源电路。主要介绍了它的控制电路、稳压电路以及保护电
路的原理与实现方法。通过试验，得到了不同输出电压的
Vds
电压波½图，结果证明该方案
的有效性和实用性。
关键词：KA3525；PWM；稳压电源；单片机
中图分类号：TM13 文献标识码：A 文章编号：1811-8755(2004)00849
DU Min, XIONG Zhi-gang, WANG Guang-jun
(Graduate school of China University of Geosciences Wu han 430074, China)
Abstract:
According to the application characteristic of KA3525, we have designed a kind of
PWM control circuit based on KA3525 with the auxiliary of one-chip computer , realized steady
voltage and adjustable outputting voltage .The paper mainly introduces its principle and realizing
of the control circuit , steady voltage circuit and the protected circuit. Through constant tests , we
have got the different Vds voltage oscillograms under the different outputting voltage, and have
proved the validity and practicability of this scheme, also we have already applied it to the reseach
of MCU-CP ship power.
Key words:
KA3525; PWM; steady voltage power; one-chip computer
KA3525
½为电流型
PWM
控制器，功½比较完善。½用电流来控制的思想最终还是以电
压的½式表现出来。因此整个系统的控制方式基本上是以电压½为主线的。
1．工½原理
1.1 输出电压可调
KA3525
具有½启动功½，实质上是由内部 5V 基准源经
50uA
的恒流源给
KA3525
接
一电容充电实现的，在电容器充电的过程中仍以电容器上的电压缓升来达到
PWM
脉½
缓慢展½的目的，基于这种考虑，½给定
KA3525
的 8 脚上给定一电压值，应得到一固定脉
½输出，根据 KA3525 的资料手册，给定
KA3525
的 8 脚上的电压典型值超过 3.2V 小于 5V 内
脉½不变，也就是½电压值达到 3.2V 时，KA3525 的输出为最大脉½，½从某一电压值上升
至 3.2V 时，在这段电压范围内，对应的电压值对应了固定的脉½输出，以高频变换也就得到
了相应的电压输出，由此输出可调的目的也就达到了，这种功½具½由单片机来实现。
1.2 稳压
输出电压可调，随即需要解决的是稳压，整机要求稳压精度稍为高一点，若要采用单片
机来稳压的话，由于单片机运行一条最简单的指令也需要 1 个周期，½采用
12M
晶振时，一
个周期为 1us ，显然不符合闭环稳压的要求，在这时仍然采用 KA3525 内½的误差放大器来
实现闭环稳压，实现的原理就是运用电压误差放大器实现的电压负反馈电路。单片机来给定
每一级需要稳压基准点，以此来实现输出一级电压，稳定一级电压。
A kind of PWM control power circuit based on KA3525 with
the auxiliary of one-chip computer
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2．硬、½件实现
2.1 硬件实现
本电路主要有控制电路、跟踪稳压电路和保护电路组成。原理框图如下图 1 所示：
图1
2.1.1 输出电压可调控制电路
电路的实现是由单片机通过锁存器(74LS377)U5 和 DA ½换器（DAC0800）U9 实现，则
+12V 电源经
LM7808
提供给 U9 稳定的+8V 的基准电压源，½单片机给
74LS377
送入数据并
由
74LS377
将数据锁存，
DAC0800
½换后输出的直流电压给
KA3525
的 2 脚，
经
即给
KA3525
内部的误差放大器同相端给定一电压值，给定不同的基准稳压电平，即可实现不同的电压输
出。考虑到电路的抗干扰½力，由单片机给定
74LS377
的 1 脚和 11 脚双重的选通功½
2.1.2 稳压基准源电路
应输出电压可调的要求，那么½输出某一电压值时必须要求稳压，根据
闭环负反馈的电路原理可知（如左图）
，稳压基准电平
Vref
与
U’维持平衡电
压值只相差十几个毫伏，½输出电压
Uout
升高时，U’的电压值必定升高，
则误差放大器的输出电压会下降，½得
KA3525
内部的
PWM
波输出脉½变
窄。经一系列高频变换滤波得到的输出电压
Uout
会降½，从而达到稳压目的。
若需要输出的电压升高或降½，则需要稳压基准电平
Vref
跟着升高或降½才½达到输出
稳压的目的。
2.1.3 保护功½的实现
2.1.3.1 电源不稳/温度保护
图2
如图 2 上部分所示：电源不稳保护功½的实现由
CA3140（U2-L）及一个 PNP
型三极管
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组成，½+12V 的逻辑电源跌½到某一电压值时我们认为逻辑电源不稳定，此时 U2-L 的输出
端为高电平，并关断
KA3525
的
PWM
输出，同时在数码管上显示出
U℃
字样表示电源不
稳保护。
如图 2 下部分所示：温度保护功½的实现也是由
CA3140（U1-L）和一个二极管及一个
PNP
型三极管组成，其工½原理就是利用 PN 结的温度特性，½ PN 结的温度每升高 1℃，PN
结两端的电压就会下降
2.5mV（2.5mV/℃）
。½温度超过某一值时，U1-L 输出高电平，并关
断
KA3525
的
PWM
输出，同时在数码管上显示出
U℃
字样表示过温保护。
2.1.3.2 过压保护和欠压指示
如图 3 左部分所示：过压保护的检测电路是利用 TL431 来实现的，TL431 的内部含有一
个 2.5V 的基准电压，½输入电压 B 增大，则由两个电阻组成的采样电路所分压得到的电压大
于 2.5V 时，TL431 导通，其阴极 K 输出½电平，给单片机一个中断信号，切断 KA3525 的输
出，并用数码管显示 U 来表示过压保护。
如图 3 右部分所示：欠压指示是在开机后初期用来检测蓄电池是否为欠压状态，检测电
路也是利用 TL431 来实现的，½输入电压 B 减小时，由两个电阻组成的采样电路所分压得到
的电压小于 2.5V 时，TL431 截止，其阴极 K 输出高电平，经过一个反相器，反相器输出一个
½电平，由单片机检测出来并送欠压指示灯。
2.1.3.3 限流及过流保护电路
图4
如上图 4 上部分所示：误差放大器输入两端的电压相差很小，经运放放大 100 倍，输出
为一高电平，经稳压管
DDD、两个电阻分压，通过一个三极管来调整输出脉½以达到限流的
目的。
如上图 4 下部分所示：过流保护电路的实现是通过
CA3140
和一个
PNP
型三极管来实现
的，½电流采样信号
CY
表现为过流时，运放
CA3140（U17*）的
6 脚输出为一高电平，½
三极管关断，74LS32 的 9 脚输出为高电平，关断
KA3525
的
PWM
波的输出。同时，也给单
片机一个中断信号，并用数码管显示“I”表示过流保护，过流保护指示灯亮。
2.2 ½件实现
本电路的½件结构包括初始化，预设定及故障检测程序等构成的，以单片机AT89C2051
为½件控制核心。程序结构框图如图5所示。
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图5
3．Vds 电压波½图
在本文中取其中一种驱动电压波½和 Vds 电压波½图。
图6
通过波½图来看，从驱动管上的电压波½可以看出驱动管的工½还是很安全的，解决了
由变压器的漏感引起的驱动管上的尖峰电压，再次证明了电路的可行性。
4．遇到的问题及解决方法
一个是，由于保护电路是模拟电路和数字电路组成的混合电路，所以我们在运放的输出
端加了一个
PNP
型的三极管来提高它的抗干扰½力。
图7
另一个是，在上电的瞬间，运放会输出一个瞬时的高电平送到
74LS32（U14）的
9 脚，
经一个电阻到
74LS32（U14）的
10 脚½成正反馈回路½
74LS32（U14）的
8 脚输出维持高
电平，
迫½
KA3525
关断输出。
为了解决这一问题，
我们设计了由
4069
（U19）
74LS21
和
（U18）
及二极管
D8
所组成的上电复½电路。如上图 7 所示：系统上电复½后，由于 SHUT 信号为高
电平，½
74LS21（U18）的
8 脚输出为½电平，将 74LS32（U14）10 脚的电平拉½，从而解
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决了上电瞬间至开机后
KA3525
输出一直维持关断的状态。
5．总结
本文给出的硬件和½件均经过实践检验，系统的设计也基本满足了预先制定的要求，现
已经应用在船用电源控制系统的研发中，系统稳定，运行良½，½用方便、直观。并且可以
广泛的应用于实验用的可调电源和蓄电池充电电源（对于蓄电池½用了很长的时间后，内阻
变大的蓄电池来说，如果要继续½用的话一般的固定电压充电电源已经不½满足要求，选择
此款电源亦是不错的选择）
。
参考文献:
1．张占松.《开关电源的原理与设计》
，电子工业出版社，2001-07-01；
2．周士兵，王又钧.《8098 单片
PWM
直流调速装½简介》
，计算机应用，1998 年 4 期；
3. 韩忠诚，金士娟.《
KGVA
稳压稳流电源的过压过流故障排除》
，维护与修理，2003
年 5 期；
4．
张芝涛，
郝凤菊.
《脉½调制
（PWM）
型高压电源的研究》 电力环境保护，
，
Vol.10 No.1；
5．殷舜卿. 《一种新型的多路稳压的开关电源》
，电子科技大学学报，Vol.24 No.8；
6．贾贵玺.《一种改进型 PWM 调制策略逆变器的研究与应用》
，电机与控制学报，2004
年 2 期；
7. KA3525 KA3525A.PDF www.fairchildsemi.com 2000-07-13。
½者简介：
杜敏，女，中½地质大学(武汉)研究生院(武汉)，在读硕士，通信工程专业；
熊志刚，男，武汉航达电源科技有限公司，主要是从事开关电源的研究；
王广君， 男，博士，副教授，主要从事图象处理、数字系统设计等方面的教学和研究。
(收稿日期：2004-10-27)
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