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《降壓型DCDC開關(guān)電源的研究與設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、.物電學(xué)院開關(guān)電源技術(shù)課程實(shí)踐報(bào)告《降壓型DC/DC開關(guān)電源的研究與設(shè)計(jì)》姓名：劉鵬飛學(xué)號(hào)：131103034學(xué)院：物理與電氣工程學(xué)院日期：2015年12月26日指導(dǎo)老師：許樹玲..降壓型DC/DC開關(guān)電源的研究與設(shè)計(jì)摘要：隨著開關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展，DC/DC開關(guān)電源已在通信、計(jì)算機(jī)以及消費(fèi)類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，電池供電便攜式設(shè)備的需求越來(lái)越大，對(duì)DC/DC開關(guān)電源的需求也日益增大，同時(shí)對(duì)其性能要求也是越來(lái)越高。本文設(shè)計(jì)了一款降壓型DC/DC開關(guān)電源電路。首先詳細(xì)的分析和闡述了降壓型轉(zhuǎn)
2、換器的電路拓?fù)浜凸ぷ髟恚鶕?jù)系統(tǒng)性能設(shè)計(jì)了電路的整體框圖。然后對(duì)電路的各個(gè)模塊進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，包括輸入電路，降壓電路和顯示電路。關(guān)鍵詞：開關(guān)電源；降壓型；DC/DC轉(zhuǎn)換..1開關(guān)電源現(xiàn)狀及前景1.1國(guó)內(nèi)外開關(guān)電源的發(fā)展?fàn)顩r電源管理芯片市場(chǎng)的品牌構(gòu)成仍是國(guó)外廠商處于領(lǐng)先地位，市場(chǎng)排名前十的企業(yè)無(wú)一例外全部為外資企業(yè)，其中美國(guó)廠商優(yōu)勢(shì)明顯。國(guó)外開發(fā)電源管理芯片的廠商很多，主要有NCP、IR、MAXIM、ST、TI、PI等，他們的產(chǎn)品都已經(jīng)非常成熟能夠提供高質(zhì)量、全系列的電源管理芯片。在非隔離的DC/DC轉(zhuǎn)
3、換技術(shù)中，TI公司的預(yù)檢測(cè)柵驅(qū)動(dòng)技術(shù)采用數(shù)字技術(shù)控制同步BUCK，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)97%，其中TPS40071等是其代表產(chǎn)品。在電源數(shù)字化方面走在前面的公司有TI和Microchip，TI公司已經(jīng)用TMS320C28F10制成了通訊用的48V輸出大功率電源模塊，其中PFM和PWM部分完全為數(shù)字式控制。2DC/DC降壓型開關(guān)電源設(shè)計(jì)本電路主要包括變壓器降壓，橋式整流電路，濾波電路，降壓電路，AD轉(zhuǎn)換電路，和數(shù)字顯示構(gòu)成。其中降壓電路是一種高效的三增益開關(guān)電源DC/DC降壓變換器。從1V起調(diào)的穩(wěn)壓電源，電路使用時(shí)
4、，只須調(diào)節(jié)電源電壓調(diào)節(jié)器（可調(diào)電阻），即可得到1V-20V之間所需的電壓。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖12所示220V交流電輸入變壓器降壓數(shù)字顯示AD轉(zhuǎn)換電路降壓電路濾波電路橋氏整流電路圖1DC/DC降壓型開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)框圖..本電源電路是實(shí)現(xiàn)把220V交流電源變換成1V-20V連續(xù)可調(diào)的穩(wěn)壓電源，它的工作原理是：經(jīng)過(guò)降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后輸出直流電壓，當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)換電容陣列進(jìn)行不同設(shè)定時(shí)，通過(guò)改變分壓比，可以得到一個(gè)1V-20V的連續(xù)可調(diào)直流電壓。電路的最大輸出電流為1A，電壓調(diào)整率≤0.2%，紋波電壓（峰-峰值）≤2
5、0mV，效率≥85%[20][21]。2.1DC/DC降壓電路的設(shè)計(jì)本文所設(shè)計(jì)的DC/DC降壓電路是一種高效三增益開關(guān)電源DC/DC降壓電路，其電路原理圖如圖13所示圖2高效三增益開關(guān)電源DC/DC降壓電路原理框圖該電路具有兩個(gè)主要回路：脈頻調(diào)制回路（PFML）和增益跳轉(zhuǎn)回路（GHL）。PFML由基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生器（referencegenerator），振蕩比較器（comparatorskip）,振蕩器（oscillator）,開關(guān)控制模塊（switchcontrolblock）組成。GHL由基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生器
6、（referencegenerator），比較跳轉(zhuǎn)器（comparatorhop）,增益控制模塊（gaincontrolblock）,開關(guān)控制模塊（switchcontrolblock）和轉(zhuǎn)換電容陣列（switcharrayblock）組成。..該電路將輸出信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)在兩個(gè)比較器中進(jìn)行比較，比較后產(chǎn)生的信號(hào)skip為增益控制模塊提供時(shí)序信號(hào)。該時(shí)序信號(hào)和信號(hào)hop共同控制增益控制模塊（2/4譯碼器），產(chǎn)生增益選擇信號(hào)C,G,C-,G-,控制轉(zhuǎn)換電容陣列產(chǎn)生不同穩(wěn)定電壓輸出（1-20
7、V），即可達(dá)到電路降壓要求。圖3轉(zhuǎn)換電容陣列電路2.2交流電壓轉(zhuǎn)換電路由于所需的直流電壓比起電網(wǎng)的交流電壓在數(shù)值上相差較大，所以，AC/DC轉(zhuǎn)換后的電壓設(shè)為24V-40V，才能達(dá)到要求輸出的電壓為1V-20V，即該部分電路采用變壓器TRANS把220V交流市電變?yōu)榧s20V的低壓交流電，作為電源的輸入電壓，變壓器原輔線圈的匝數(shù)比為：N1/N2=U1/U2=220V/20V≈11/1電路中的保險(xiǎn)絲F1可起到保護(hù)電源的作用，當(dāng)電流I>0.5A時(shí)，保險(xiǎn)絲熔斷，從而防止電源燒壞。2.3整流電路該部分電路是采用橋式整
8、流電路，把經(jīng)過(guò)降壓后的交流電變成單方向的直流電，因?yàn)橄啾扔诎氩ㄕ?、全波整流電路，橋式整流電路的整流效率較高，其輸出電壓平均值即整流輸出電壓U在一個(gè)周期內(nèi)的平均值：3-1在式3-1中，w為市電頻率50Hz。..2.4濾波電路經(jīng)過(guò)整流后的直流電幅值變化很大，會(huì)影響電路的工作性能?？衫秒娙莸摹巴ń涣?，隔直流”的特性，在電路中并入并聯(lián)電容C作為電容濾波器，濾去其中的交流成分，利用估算法可得經(jīng)過(guò)濾波后的輸出電壓：3-2以上交流電壓轉(zhuǎn)
