开关稳压电源最终研究报告.docVIP

合肥学院暑期培训电子设计报告 作品名称： 开关稳压电源 学校全称： 合 肥 学 院 系别班级： 电子系09级电气 目录 一、作品要求 - 1 - 1.1 基本要求 - 1 - 1.2 发挥部分 - 1 - 二、总体电路结构 - 2 - 三、方案论证 - 2 - 四、硬件设计 - 4 - 4.1 整流滤波及变压电路 - 4 - 4.2 升压型开关稳压电路 - 5 - 4.3 脉宽调制电路 - 6 - 4.3 供电模块电路 - 6 - 4.4 过流保护电路 - 7 - 五、软件设计 - 8 - 六、组装与调试 - 9 - 6.1 输出电压范围测试 - 9 - 6.2 电压调整率测试 - 9 - 6.3 负载调整率测试 - 9 - 6.4 噪声及纹波测试 - 9 - 6.5 效率测试 - 9 - 6.6 过流保护 - 10 - 七、报告总结 - 11 - 八、参考文献 - 12 - 附录 - 13 - 附录1 基本器件清单 - 13 - 附录2 总体电路图 - 13 - 附录3 部分程序 - 14 - 开关稳压电源 摘要：本系统以STC89S52为核心，电压可预置，步进电压为1V，输出电压范围为30V到36V，输出电流为0-2A。可显示预置电压，实测电压。该系统主要由最小单片机系统，PWM信号控制芯片TL494，开关电源升压主回路，A/D以及D/A组成。系统通过键盘预置电压值送给TL494形成闭环反馈回路。本系统具有调整速度快，精度高，电压调整率低，负载调整率低，效率高，无需另加辅助电源板，输出纹波小等优点。 关键词：STC89S52 AD DA TL494 boost电路 正文： 一、作品要求 设计并制作如图1所示的开关稳压电源。 图1电源框图输出电压UO可调范围：30V～36V； 最大输出电流：2A； U2从15V变到21V时，电压调整率SU2%（IO=2A）； IO从0变到2A时，负载调整率SI5%（U2=18V）； 输出纹波电压峰-峰值UO1V（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； 的效率%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； 具有过流保护功能动作电流IO（th）=2.5±0.2A； 进一步提高电压调整率使SU0.2%（IO=2A）进一步提高负载调整率，SI≤0.5%（U2=18V）； 进一步提高效率，使%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； 排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态； 能对输出电压进行键盘设定和步进调整，步进值1V，同时具有输出电压、电流的数字显示功能。 其他。 图二 系统总体框图 如图二所示，单片机通过键盘控制电压的步进，经过单片机控制D/A提供一个参考电压，与输出电压的反馈分压进行比较，在TL494内部的电压误差放大器产生一个高或低电平，控制脉宽变化，来达到调整输出电压的变化，反复调整后使输出达到设定得值为止。参考电压输出后电压的反馈调节是由TL494自动调节的，调节速度快。 三、方案论证 方案一： 将经过隔离变压器得到的18VAC整流滤波后通过Boost升压电路进行DC-DC转换，由Atmega16单片机产生PWM并控制其占空比，从而得到要求的直流电压，如图1所示。此方案仅用一块的控制芯片便既可以实现对Boost电路的控制，又可以结合A/D和D/A对输出电压进行步进调整和显示。但由于单片机只能产生脉宽调制所需的PWM信号，在实际制作中为做到闭环式的控制会比较麻烦。 图3 方案一 单片机作控制器 方案二： 采用UC3842专用电流脉宽调制电源芯片来设计DC-DC升压转换电路，如图2所示。UC3842具有锁存功能的逻辑电路和能提供逐个脉冲限流控制的PWM比较器最大占空比可达 100％。另外具有内部保护功能如滞后式欠压锁定可控制的输出死区时间等。?TL494是一种固定频率脉宽调制电路，它包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源。 图5 方案三 固定频率脉宽调制电路 图6 4.2 升压型开关稳压电路 图7 升压型开关稳压电路 如图所示，升压型开关稳压电路由功率开关、二极管、储能电感、滤波电容等组成。设功率开关的转换周期为T,导通期的时间为Ton,截止期的时间为Toff,占空比为D,其中D=Ton/T。根据功率开关S在导通和截止期间，储能电感L中流过电流的变化量相等，可以得到如下结论： （1）通过控制功率开关S的基极所加的驱动信号的占空比D，就可以克服由于输入交流电网电压或输入直流电压或其他参数的变化而引起的对开关稳压电源输出电压的影响，能够起到降低输出电压的波动，稳定输出电压的