图10 限流保护电路原理图
[5]
图10说明了系统限流保护的原理，若误差放大器的反相输入端电压值大于或等于正相输入端电压值，系统将进行输出过流保护。设限流值为I，则电阻网络应满足：
I?R10?Vref?R9
R6?R9其中I=1.1A， R10=0.1Ω，计算可得R6，R9的电阻值。我们组选择R6为6.8 KΩ，R9为165Ω。
3.4 专项讨论
3.4.1 纹波的抑制[2]
(1) 增大储能电感值。该方法效果不明显，因为电感的取值范围较小，且增大电感值易产生磁饱和
现象。较严重磁饱和，可减少线圈匝数，或在E、I磁芯接触面加间隙（垫入纸片）。 (2) 增大开关频率，减小R7，C3。此方法在一定程度上可以使三极管开关切换更加频繁，从而显著
降低纹波峰峰值。但若三极管开关过于频繁，就会增加开关管上的能耗，会使效率降低。 (3) 减小开关管饱和导通深度。适当增大R1，可以降低开关管饱和导通深度，有效压制开关瞬间噪
声，但会使开关状态变长，开关管能耗升高，降低效率。
(4) 增大滤波电容C5，此方法效果不明显，且电容占用大量空间，是非常不经济的做法。 3.4.2 效率的提高
由上述分析可知，效率与频率是一对相互制约的矛盾量，因此抑制纹波的元件参数在对效率的调节也起着至关重要的作用。将3.4.1节所述措施(1)、(2)、(3)的相关参数向相反的方向调节就可提高效率。
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4. 用单片机控制DC-DC开关电源输出电压
4.1 单片机控制系统整体方案
4.1.1 单片机小系统
本实验使用AVR ATmega16 单片机，这款单片机具有高性能、低功耗的特点。ATmega16 有16KB 的程序存储空间，1KB 内部SRAM，512B 内置EEPROM。外部共有32 个GPIO，一路USART，一路主从SPI，一路I2C，两个8 位定时器，一个16 位定时器，4 通道PWM 输出，8 路10 位AD 输入。本报告就所用到的资源做简单讲解。 4.1.1.1 I/O 端口
AVR ATmega16 单片机共有4个8位可编程I/O 端口，每个端口都有三个I/O存储器地址：数据寄存器-PORTx、数据方向寄存器-DDRx和端口输入引脚-PINx。数据寄存器和数据方向寄存器为读/写寄存器，端口输入引脚为只读寄存器。。每个端口可用作独立的输入输出引脚来使用，部分端口还能作为单片机其他模块（如A/D模块、计数器）的输入输出引脚使用。 4.1.1.2 16 位定时/计数器
AVR ATmega16单片机拥有两个具有独立预分频器和比较器功能的8位定时器/计数器和一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器。每个定时器/计数器都可以工作在多种模式，实验中用到了普通模式和快速PWM模式这两种。
1. 普通模式
以定时器/ 计数器0 （ 8 位） 为例， 在此模式下计数器不断累加， 当达到8 位的最大值（TOP=OxFF）后，计数值溢出，并从最小值Ox00开始重新计数。在溢出的同时，定时器/计数器0的溢出中断标志位TOV0置位，用户可利用此标志位控制程序产生中断。在中断程序中，用户也可以定义计数器0的计数初值来改变中断周期。
2. 快速PWM模式
ATmega16单片机自带PWM波的产生模式，用户只需要设定定时器/计数器的寄存器值，就能快速地得到不同占空比的PWM波，而不再需要对中断进行繁琐的操作了。以定时器/计数器1（16 位）为例，在此模式下，计数器从BOTTOM值计数到TOP值，然后立即回到BOTTOM重新开始。对于普通的比较输出模式，输出比较引脚OC1x（PWM波从此引脚输出）在计数寄存器TCNT1与比较匹配寄存器OCR1x匹配时置位，在TOP时清零。TOP值可固定地设为Ox00FF、Ox01FF或Ox03FF，也可由ICR1定义。不同的OCR1x和ICR1组合可以产生不同频率和占空比的PWM波。同样，当计数器计到TOP或OCR1x时，用户可通过中断标志位产生中断。
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图11 快速PWM模式时序图
4.1.1.3 A/D 转换
ATmega16单片机提供了8路复用的单端输入通道，7路差分输入通道，以及2路可选增益为10倍与200倍的差分输入通道，参考电压为2.56V。对寄存器ADCSRA写入值之后，可以启动一次模数转换，普通情况下转换时间为13个时钟周期，转换结果为十位，保存在ADCH和ADCL两个寄存器中，由程序读取。
4.1.1.4 7 段数码管及按键
ATmega16还提供了4位七段数码管显示器，4个输入按键以及1个重置按键。4个按键分别连接I/O口的PC4~PC7供用户使用。 4.1.2 资源分配
1. 定时器/计数器0产生5ms中断，供程序调用中断服务子程序； 2. 定时器/计数器1产生占空比可调的PWM 信号，由I/O 端口PD5输出； 3. A/D转换采用I/O端口PA0接输入电压；
4. 按键1~4分别为开闭环模式切换，电压+1，电压+0.1，电压0.1； 5. 数码管显示工作模式以及设定电压值。
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4.1.3 软件总体结构和功能 4.1.3.1 软件结构框图
图 12 软件结构框图
4.1.3.2 软件功能模块列表 （1）系统初始化模块 （2）按键消抖及功能定义模块 （3）ADC采样模块 （4）ADC采样平均模块 （5）ADC采样比较模块
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（6）寻找ADC及PWM标准值模块（供小组在制作过程中使用）
4.1.3.3 重要的全局变量 // 数码管位和指示灯显示数据变量 unsigned char output_sel; // 数码管段显示数据变量 unsigned char output_8seg; // 开闭环切换标志
unsigned char volatile workmode; // pwm值修改标志
unsigned char volatile changed; // 指示灯驱动信号输出缓存 unsigned char led1,led2,led3,led4; // 数码管扫描驱动指针 unsigned char digi_scaner; // 输出电压（50-100） unsigned int volatile vout; // 按键消抖计数器 unsigned int volatile counter; // 测试用计数值十进制表示 unsigned char volatile digi[4]; // ADC数据采集队列
unsigned int volatile SampleQueue[50]; // ADC数据采集队列指针 unsigned int volatile ptr=0; // ADC数据平均值 unsigned int SampleAverage; // 闭环控制延时计数器 unsigned int volatile cmp_delay; // 闭环控制比较标志
unsigned char volatile cmp_flag; unsigned char volatile adc_flag;
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