電池是便攜式系統(tǒng)應(yīng)用的典型電源，并且目前基于微控制器的便攜式系統(tǒng)也不少見。各種微控制器均工作于低電源電壓（如1.8v）。因此人們能采用兩節(jié)aa或aaa電池為電路供電。但是，如果電路需要更高電壓——例如lcd的led背光照明，它需要大約7.5vdc，則必須采用合適的dc/dc轉(zhuǎn)換器把電源電壓從3v提升至需要的電壓。不過借助幾個額外的分立元件，人們也可采用微控制器開發(fā)合適的dc/dc升壓轉(zhuǎn)換器（參考文獻(xiàn)1）。

　　本設(shè)計(jì)實(shí)例介紹如何用一個微型8引腳微控制器和幾個分立元件來創(chuàng)建兩個（而不只是一個）dc/dc轉(zhuǎn)換器。該設(shè)計(jì)方案可伸縮，人們只須改變微控制器的控制軟件，就能使它適應(yīng)多種輸出電壓要求。人們甚至能對微控制器編程生成任何必要的輸出電壓啟動速率。圖1描繪了升壓開關(guān)穩(wěn)壓器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。此類穩(wěn)壓器中的輸出電壓大于輸入電壓。升壓開關(guān)穩(wěn)壓器工作于ccm（連續(xù)導(dǎo)電模式）或dcm（非連續(xù)導(dǎo)電模式）。更容易為dcm工作模式設(shè)置電路（參考文獻(xiàn)2）。該名稱源于以下事實(shí)：在dcm中的每個pwm期間，電感電流降至0a并持續(xù)一段時間；在ccm中，電感電流從不為0a。在pwm輸出端的高電平周期結(jié)束時（此時開關(guān)接通），最大電流流經(jīng)電感，大小為：
　　 (1)

　　其中vdc為輸入電壓，d為占空比，t為總周期時間，l為電感值。流經(jīng)二極管的電流在tr時間內(nèi)降至零。

　　 (2)

　　負(fù)載電流為平均二極管電流，
　　 (3)

　　根據(jù)式(1)和式(2)，簡化為：
　　(4)

　　輸出電壓vout為：
　　(5)
　　輸出電容的值決定了紋波電壓，電容值為：
　　 (6)

　　其中dv/dt表示pwm信號期間的輸出電壓降，i為負(fù)載電流，c為必要的輸出電容。

　　pwm波的總周期為t，并為系統(tǒng)常量。d為pwm波的占空比，而tr為二極管導(dǎo)電時間。在tr結(jié)束時，二極管電流降至0a。對于dcm，t>d×t+tr。pwm周期t與(d×t+tr)的差值為死區(qū)。

　　操作電感的開關(guān)通常是bjt（雙極結(jié)晶體管）或mosfet。mosfet是首選，這是因?yàn)樗芴幚泶箅娏�，效率更高，并且開關(guān)速度更快。但是在低壓時，很難找到柵極至源極閾值電壓足夠低的合適mosfet，并且可能很貴。因此本設(shè)計(jì)使用bjt（圖2）。

　　微控制器提供的pwm頻率為10khz至超過200khz。期望較高的pwm頻率，這是因?yàn)樗鼛磔^低的電感值，這就能使用小電感。atmel公司的tiny13avr微控制器具有“快速”pwm模式，頻率約為37.5khz，分辨率為8比特。更高的pwm分辨率使人們能更密切地跟蹤期望的輸出電壓。對于20mh電感，來自式(1)的最大電感電流為0.81a。開關(guān)該電感的晶體管的最大集電極電流應(yīng)大于該值。2sd789npn晶體管的集電極電流極限為1a，因此適合于這種dc/dc轉(zhuǎn)換器。根據(jù)式(4)，可由這些值實(shí)現(xiàn)的最大負(fù)載電流為54ma，因此滿足了7.5v輸出電壓的最大需要負(fù)載電流要求。

　　tiny13微控制器具有兩條高速pwm通道和四條10比特adc通道。另一條pwm通道和一條adc通道為15v輸出電壓和15ma最大負(fù)載電流創(chuàng)建了第二個dc/dc轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器的電感器的值為100mh。要計(jì)算輸出電容值，應(yīng)使用式(6)。對于5mv紋波，用于7.5v輸出電壓的電容器的值為270mf，由于輸出電流為50ma且pwm時間周期為27ms，因此該電路使用最接近的較大值330mf。與此類似，對于15v輸出電壓，需要的電容值為81mf，因此設(shè)計(jì)使用100mf電容。

　　微控制器所用的程序是c語言，并使用開放源代碼avrgcc編譯器在沒有內(nèi)部時鐘分頻器的情況下，avrtiny13微控制器工作于9.6mhz內(nèi)部時鐘頻率，因此pwm頻率為9.6mhz/256=37.5khz。內(nèi)部參考電壓為1.1v。主程序交替讀取adc的兩條通道，后者在中斷例程中監(jiān)視輸出電壓。主程序執(zhí)行無窮循環(huán)，通過讀取adc值監(jiān)視輸出電壓，并相應(yīng)調(diào)整pwm值。