一种低压程控电源的设计

从表1及图5可以看出，在提供了驱动电源后，利用TLP250就可以很容易地实现驱动电路与主电路的接口，当光耦导通时，V1导通，VCC近似等于Vo，此时输出到MOSFET上的栅漏电压近似为15V;当光耦截止时，V2导通，Vo近似等于GND，此时输出到MOSFET上的栅漏电压近似为-9V。

4 驱动电路与控制电路的接口

由于在本设计中，采用单片机作为测量系统的核心，因此，控制电路的核心也采用单片机，为了节约单片机的IO口，采用一片74LS175作为控制信号的锁存器。驱动电路与控制电路的接口电路如图6所示。

在图6中，AD0—AD3为低四位数据总线，CLK2为译码器与单片机读写信号配合给出的触发信号。在测量过程中，当需要改变电源的状态时，直接将数据写入到74LS175中并锁存，就可以据此控制各个桥臂的导通与关断。在此需要注意的是，在调试过程中一定不要给出错误的数据，造成桥臂直通，从而使得MOSFET永久损坏。

图6 驱动电路与控制电路接口电路

5 保护电路设计

5.1 过电压保护电路设计

在本设计中，由于电源容量仅为500W，因此，可以采用简单的RC吸收电路。电路图如图7所示。

图7 RC吸收电路

将图7所示的电路并联到MOSFET两端即可有效限制冲击过电压。电容的参数可以通过实测来计算，也可以简单地选取MOSFET极间电容的2倍，电阻的参数与开关频率有关。

5.2 过电流保护电路设计

在本设计中，由于电源容量不大，因此，考虑采用晶体管过电流保护电路，如图8所示。

在图8中，R1—R10为1Ω的标准电阻，功率为2W，当电流超过预定值时，在并联电阻上的压降超过0.7V，三极管导通，此时，MOSFET将因栅源极间承受反向电压而截止，从而切断主电路;当电流值正常时，MOSFET正常导通，不会影响电路的正常工作。这种电路的缺点在于，如果电路中出现时断时续的过电流时，MOSFET将会不断地动作。为此，在图3中还加入了其他保护元器件。

图8 过电流保护电路

从图3可以看出，为了防止主电路整流侧过流损坏，在变压器副边设置了空气开关。在此需要说明的是，此开关不能设置在变压器原边，以避免因励磁涌流而误动作。在逆变部分还加入了小电感，以防止电流变化造成的损坏，串入快速熔断器作为晶体管过电流保护的后备保护。

MOSFET管栅源极间的保护电路在很多文献中已经给出，在此不再多述[3]。

6 结语

将MOSFET应用于自动测量领域，采用单片机作为测量系统的核心，成功解决了自动测量过程中需要控制电源状态的问题。利用此电路不仅可以自动倒换电源极性及实现电源的程控关断，而且，在MOSFET开关频率允许的前提下，还可以利用此电路编程实现任意的SPWM波形。

此设计结构紧凑，可控性高，且成本较低，在测量试验中取得了满意的效果，体现了程序控制的优势。