DC-DC开关电源设计—毕业设计

DC-DC开关电源 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 —毕业设计 目录 第二部分 论文正文简简攒攒乘乘乘涉涉陈陈陈绑 ....................................................... 3 2.1摘要:敛敛璃支支底底沮沮酉酉庸墓....................................................................... 3 2.2 方案选择:采用反击变换器设计惮疆疆津矧矧庙庙蒙噬噬礅矶 ........................... 3 2.3 单元模块设计舵舵舵湾湾券券券警警账账兆........................................................... 4 2.3.1 主回路设计魇鬣舌舌哚哚唑趄趄认认认旺........................................................... 4 郯郫虔虔了了了宿宿量量麸麸 ........................................................................................ 5 2.3.2 控制回路设计陕陕崧崧嵯傧傧遣遣撬妓妓葜 ....................................................... 5 2.4 电路主要参数的计算及元器件的选择耨礼礼卣卣敖敖交交晋锄锄逾 ...................... 6 2.5 测试 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 与数据 ....................................................... 8 墒墒炻炻孤孤孤贲贲菡菡菡爷 2.5.1 纹波噪声诨舢舢羰檬檬杜杜吨裰裰林林 .............................................................. 8 2.5.2 输入电压调整率颚虻痰痰澹澹澹刑刑洒洒洒凤 ................................................... 8 ........................................................... 8 2.5.3 负载调整率戢咩咩咧又又蒲蒲柒光光淆淆 2.5.4测试仪器运运豫毳毳互互伙亠亠裼裼裼 ............................................................... 8 挪挪莶莶荮颛颛目目目谮谮瓮 ........................................................................................ 9 歹缩缩女女牌推推迤迤迤哕哕 ........................................................................................ 9 谳谳洗洗霄琏琏顶顶舵苕苕铟 ........................................................................................ 9 2.5.5测试数据:蟆蟆篾曲曲墉墉苌鹕鹕布布布............................................................ 9 第三部分 结论 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 和总结锭锭挺挺挺涛涛烫禾禾裉裉裉 ........................................ 10 3.1 测试结果分析氨氨雄雄楔舀舀蝾蝾蝾连连僚......................................................... 10 3.2 设计总结倚倚倚加加魑魑魑鲻鲻隽崃崃 ................................................................ 10 第四部分 附录鹇讴讴琳琳琳跏跏躞囿囿君君 ............................................................ 11 附录一:原理图慵慵阕弊弊酮酮噤噤噤峙峙廊 ............................................................ 11 附录二:参考文献 停停怫怫怫伥伥卮浯浯暴暴蓖 ....................................................... 12 1 DC-DC开关稳压电源 1(1任务 设计并制作如图1所示的开关稳压电源。 有电气隔离 Vin=DC41~57V的DC/DC变Vo=DC12V 换器 图1电源框图 1(2基本要求 在电阻负载条件下，使电源满足下述要求: (1) 输出电压V:12V; O (2) 额定输出电流I:5A; ON (3) Vin从DC41V变到DC57V时，电压调整率S?2%(I=5A);UO (4) I从0变到5A时，负载调整率S?5%(V=48V); OIin (5) 输出噪声纹波电压峰-峰值V?1VOPP (Vin=48V,V=12V,I=5A); OO ,(6) DC-DC变换器的效率?70%(Vin=48V,Vo=12V,I=5A);O (7) 具有过流保护功能，动作电流I=6?0.2A; O(th) 1(3发挥部分 2 (1) 进一步提高电压调整率，使S?0.5%(I=5A); UO (2) 进一步提高负载调整率，使S?1%(Vin=48V); I (3) 进一步提高效率，使?85%(=48V,,VinU=12V,I=5A);OO (4) 排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态; (5) 具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。 第二部分 论文正文 2.1摘要: 开关电源因为其具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽等优点日益得到广泛的应用。目前，国内外开关稳压电源的发展的趋势是不断提高输出效率和输出功率。要提高输出的效率，必须提高电源的开关频率。这就对电路中其它器件的频率特性提出了更高的要求。本设计采用单端正激变换器作为主回路，并且采用专用的PWM脉宽调制芯片UC3844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，实现具有输出电压稳定等各项指标优良的高效DC-DC开关稳压电源。 关键字:单端正激变换器 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: 3 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。 Np根据电感的伏秒积平衡可以得到:，所以VDT,V(1,D)TinONs NDSVV,输出电压和输入电压的关系为,通过控制开关管的OIN1,NDP 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: 4 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UC3844作为主控制芯片，用TL431的内部参考2.5V作为参考电压，经过具有电气隔离特性的PC817光耦传送给UC3844的补偿端1脚，若输出电压增大或减小时，控制芯片会根据其变化来控制驱动波形的占空比，即控制MOSFET的开通或关 5 断时间，进而使输出电压达到稳定。 其电路图如下: 2.4 电路主要参数的计算及元器件的选择 ',令V最小时，D=0.42,B=0.2T,f=82KHZ, =85% ,inmaxm (1)所需AP值 pVI12V，5AONOONP= ,,,70.59Win'',,85% P，11.11.1434inAP=()=0.271cm ',BfKm (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 422EE40型磁芯，其参数为:AP=1.3824cm, Ae=128mm, Aw=108mm (3)原边所需匝数Np VD(min),41，0.42inmaxN,,,8.2 p,63ABf,,,128，10，0.2，82，10em 6 (U，V)(1-D)N(29.69，12)*0.58f0maxs(4原边匝数比: n,,,,1.4042NV(min),D41，0.42pinmax Np(5)副边匝数: N,,11.51sn N,N,n,13(6)重新核算: sp NV(min)pin,(7)辅助电源匝数: 取13匝 N,12.29aux21V，1VNaux 0.125,2230:C(8)计算:温升, DJ,4.5，AA/mm,4.32A/mmspNP0.58 iSPK,IPPK,2.50A3NS SPKI2.50A2A,,,0.446mm s2J4.32A/mm 4As D,,1.382mms, DmaxD:I,Ippk,3.06A(9)计算D P:pprms3Iprms A,,0.548mmpJ 4ApD,,0.836mm p, I,Ippk,8.198A(10)MOSFET的选取: DS(max)V,2V,116.4V 选IRF640，18A，200V DS(max)in(max) i,5.84A(11)DIODE二极管: spk NSV,V0，VIN,92V 选MBR 20100, 20A，100VKA(max)PN 1,,0.0813R0.1,/2W(12)电流采样电阻: 选 1.5IPPK 7 R,,32.6K (13)启动电阻: (57,13)^2PR,,0.06WR 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: U=12V、I=5A OO 6、输入电压: U=41V-57V1 2.5.2 输入电压调整率 1、环境温度:25? 2、输出:I=5A O 3、输入电压:最小、最大 2.5.3 负载调整率 1、环境温度:25? 2、输入:U=48V 1 3、输出电流:最小、最大 2.5.4测试仪器 电路测试中使用的仪器设备及其用途如表3-1所示。 8 电源部分测试使用的仪器设备 序号 数量 仪器名称及型号用途 1 直流稳压源 1 提供直流电压 2 双踪示波器 1 观察电源输出噪声纹波电压峰峰 值 3 数字万用表 1 测量电源输入输出电压、电流 4 滑动变阻器 1 负载 2.5.5测试数据: 负载调整率测试数据 负载调整率 I(A) U(V) S(%) OOI 12.O1 2 U=48V 0.083 2 5 12.00 电压调整率测试数据 电压调整率 U(V) U(V) S(%) 2OU 45 12.00 I=5A 0 O 55 12.00 输出噪声纹波电压峰-峰值430mv; 9 DC-DC变换器的效率: 81.70%; 过流保护功能:动作电流 6.01A; 第三部分 结论分析和总结 3.1 测试结果分析 表4-1测试 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 与结果 测试内容 基本指标 实测结果 输出电压 12V 12.01 额定输出电流 I= 5A I=5A 0MAX0MAX 电压调整率 S2% S=0 % ,UU 负载调整率 S5% S= 0.083 % ,II 输出噪声纹波电压峰-峰值 U= 1000mV U=432mV OPPOPP效率(U=48V，U=12V，I=5A) = 70% = 81.70% ,,100 过流保护功能 有 有 所有的测试结果如表所示，均达到基本设计要求，甚至有些测试结果远远超过给定的基本设计指标，尤其是效率的提高有效地保证电源的可靠性;所有经过大电流的线路均尽量采用粗导线，开关器件均选用优良器件，器件的各项指标参数均远大于额定值，所以电压调整率和负载调整率均得到提高。 3.2 设计总结 本次设计，有一些功能，我们没有很好的实现，比如我们感觉我 10 们的输出效率还有提高的空间，还有我们的输出部分还不是很稳定，我们觉得在输出方面我们还可以进一步改进和提升。本次设计中，由于我们的能力以及时间有限，以及硬件方面的问题，我们没有做好效率这一块，我们觉得我们完全可以。 通过本次设计大赛，我们学到了很多我们在课堂上学不到的实践能力，我们的动手能力得到了很大的提升，我们在 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 本所学到的知识得到了很大的实践，让我们书本上的知识有了更加深刻的理解。我们同时还学会了团队合作的精神，非常感谢学校组织的设计大赛，让我们学到了很多很多实践经验，并对我们的自主学习能力起到了很大的作用。 第四部分 附录 附录一:原理图 11 附录二:参考文献 [1] 胡学林.可编程控制器应用技术[M]. 北京:高等教育出版社，2001年第一版 [2] 方承远.工厂电气控制技术[M]. 北京:机械工业出版社，2004年第二版 [3] 孙增圻.计算机控制理论及应用[M]. 北京:清华大学出版社，1989年 [4] 赵伟军.Protel 99 SE教程[M].北京:人民邮电出版社,2004年第一版:47-54 12 [5] 沙占友.新型数字电压表原理与应用[M].北京:北机械工业出版社,2006年 [6]张占松 蔡宣三 《开关电源的原理与设计》(修订版)北京:电子工业出版社.2004 [6]张占松 《高频开关稳压电源》(第一版)广州:广州科技出版社.1992 13 14