DC-DC开关电源设计—.doc

目录 第一部分 设计要求 - 2 - 第二部分 论文正文 - 2 - 2.1摘要： - 3 - 2.2 方案选择：采用反击变换器设计 - 3 - 2.3 单元模块设计 - 4- 2.3.1 主回路设计 - 4 - 2.3.2 控制回路设计 - 5 - 2.4 电路主要参数的计算及元器件的选择 - 6 - 2.5 测试方法与数据 - 7- 2.5.1 纹波噪声 -8 - 2.5.2 输入电压调整率 - 8 - 2.5.3 负载调整率 - 9 - 2.5.4测试仪器 - 9 - 2.5.5测试数据： - 9 - 第三部分 结论分析和总结 - 10 - 3.1 测试结果分析 - 10 - 3.2 设计总结 - 10 - 第四部分 附录 - 11- 附录一：原理图 - 11 - 附录二：参考文献 - 11 - DC-DC开关稳压电源．任务 设计并制作如图1所示的开关稳压电源。 图1电源框图．基本要求在电阻负载条件下，使电源满足下述要求： 输出电压O：； 输出电流：A； 从V变到V时，电压调整率SU2%（IO=A）； IO从0变到A时，负载调整率SI5%（=48V）； 输出纹波电压峰-峰值OPP≤1V（=48V,VO=12V,IO=5A）； 的效率%（=48V,Vo=12V,IO=5A）； 具有过流保护功能动作电流IO（th）=±0.2A； ．发挥部分 进一步提高电压调整率使SU0.5%（IO=A）进一步提高负载调整率，SI≤1%（=48V）； 进一步提高效率，使%（=48V,UO=12V,IO=5A）； 排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态； 具有输出电压、电流的数字显示功能。 2.1摘要： 本设计采用专用的PWM脉宽调制芯片UC384作为主控制芯片、应用单片机AT89C52完成电流、电压采样、测量和液晶显示，实现具有输出电压各项指标优良的DC-DC开关稳压电源。 关键字PWM控制芯片 单片机 2.2 方案选择：采用反击变换器设计 反激变换器设计，其主回路电路图如下： 其工作原理为：MOSFET导通时为电能储存的阶段，这时变压器可看成一个电感，当MOSFET导通，变压器储存能量，原边绕组的电流Ip将会线性增加，当MOSFET断开时，变压器释放能量，供给负载，此时原边电流降到零，副边整流二极管导通，感生电流将出现在副边。根据电感的伏秒积平衡可以得到：，所以输出电压和输入电压的关系为,通过控制开关管的导通时间（即“占空比”）去控制输出电压，即可得到想要输出的电压。而控制占空比可以通过设计控制回路，用PWM控制芯片UC3843来控制MOSFET的导通和关断时间，进而调节占空比。 2.3 单元模块设计 2.3.1 主回路设计 主回路电路图： 如图所示，主回路由变压器进行了电气隔离，符合题目要求，变压器原边是输入部分，输入电压经过电容滤波后到达变压器原边两端，由MODFET控制回路的导通和关断，当MOSFET导通时，变压器接受的能量除磁化电流外都传递到输出端，当其关断时，导向二极管D5反偏而不可能有钳位作用或能量泄放到回路，磁化能量将引起较大反压加 在MOSFET集-射极之间，为防止高反压的出现，设置磁复位线圈经过二极管D2，使存储的能量反送回电源Vin中，变压器副边在MOFET导通时产生感生电压，经过二极管和电容整流滤波后给负载供电，同时电感储存能量，当其断开时，电感释放能量。 2.3.2 控制回路设计 控制回路由PWM脉宽调制芯片UC384作为主控制芯片 令Vin最小时，Dmax=0.42,Bm=0.2T,f=82KHZ, =85% (1)所需AP值 Pin= AP=（）1.143=0.271cm4 （2）磁芯选择 因为所选磁芯的AP值要使所需AP值的二倍以上，所以考虑选择EE40型磁芯，其参数为：AP=1.3824cm4, Ae=128mm2, Aw=108mm2 （3）原边所需匝数Np (4原边匝数比: (5)副边匝数: (6)重新核算: (7)辅助电源匝数: 取13匝 (8)计算：温升, （9）计算DP: （10）MOSFET的选取： 选IRF640，18A，200V （11）DIODE二极管： 选MBR 20100, 20A，100V （12）电流采样电阻： 选 (13)启动电阻： 2.5 测试方法与数据 2.5.1 纹波噪声 1、测试环境温度：25℃ 2、示波器探头： 1：1 3、示波器带宽设为最大：40MHz 4、测试地点：正常实验台测试 5、输出电压电流： UO=V、IO=A 6、输入电压： U=41V-57V 2.5.2 输入电压调整率 1、环境温度：25℃ 2、输出：IO=A 3、输入电压：最小、最大 .3 负载调整率 1、环境温度：25℃ 2、输