開關穩(wěn)壓電源系統(tǒng)研發(fā)設計方案

開關穩(wěn)壓電源系統(tǒng)設計方案BoostDC/DCUC3842自身的電壓電流環(huán)反響，加上輸出電壓均值環(huán)設計成輸出電壓穩(wěn)定可調(diào)的DC/DCPWM技術(shù)、在線保護技術(shù)、人機交互技術(shù)。實際測試說明該系統(tǒng)各項指標均到達或超過設計要求。效的開關穩(wěn)壓電源的系統(tǒng)設計方案。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。方案論證1.1DC-DC變換器方案選取隔離變壓器輸出工頻電壓有效值為18±3V，經(jīng)橋式整流濾波后輸出直流30～36V之間穩(wěn)定可Boost直接變換式都可以滿足要求。但是，考慮到單端反激Boost1所示。1.2把握方案選取聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。用模擬把握電路把握等。Boost影響輸出電壓的把握精度；用運算放大器等構(gòu)成模擬把握電路，可以承受電壓牢靠性不高。殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟。鑒于單端反激式開關電源與Boost變換器具有一樣的工作原理，其專用集BoostUC3842，以簡化把握電路設計并提高系統(tǒng)的牢靠性，UC38422所示。UC3842Boost5格。鑒于系統(tǒng)已設置單片機以滿足監(jiān)測顯示功能的要求，可以利用單片機對3所示。3提高效率的方法及實現(xiàn)方案釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。影響系統(tǒng)效率的主要因素有：a.功率變換器開關器件的開關損耗；b.感性元件的鐵損和銅損；c.把握電路的損耗等。其中，開關器件的開關損耗是影MOS管作為主開關器件，Boost二極管也選用超快Boost電感，選取鐵損比較小的鐵氧體為磁芯，降低損耗：主把握芯片UC3842直接用主電路的整流濾波電路供電，單片機和少量外圍電路用自制的開關電源供電。彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。電路設計與參數(shù)計算1主電路器件的選擇和參數(shù)計算2.1.1電感量計算18～26V，輸出電壓路工作在電流連續(xù)工作模式〔CCM〕。謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。無視電路的損耗，依據(jù)Boost電路輸出電壓表達式，可得PWM占空比：〔18V〕〔36V〕Dmin〔26V〕而輸出直流電壓最低〔30V〕的時候，依據(jù)式〔1〕Dmax0.5、Dmin0.13。廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。取電感器電流的變化量為半載時輸入電流的30%，即：最壞的狀況為占空比最小的時候，依據(jù)電流臨界連續(xù)條件求得電感值為：500μH。煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。2.1.2主開關管選取36V，考慮到過載條件，開關管最大實際漏源電流為：2.52倍裕量，即應90V，12AIRF3710型MOS管，最大漏源電25mΩ1MHz。鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。2.1.3快恢復二極管選取二極管選取依據(jù)是通態(tài)平均電流：式中，ηIF〔AV〕時占空比的變動性，依據(jù)最大峰值電流〔5.75A〕FR607?；[叢媽羥為贍僨蟶練淨。2.1.4輸出濾波電容選取3A，濾波電容Cf1000μF/50V的電解電容。預頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。2.2把握電路設計與分析Boost變換器把握電路如圖〔2〕R1、R2到UC3842的電壓誤差放大器的反相輸入端，與其內(nèi)部基準電壓Uref比較之后UC3842PWMPI調(diào)整器〔12腳之間并積分電容和比例電阻〕。開關頻率由UC3842第4腳鋸齒波發(fā)生器的定時電容、電阻確定其計算公式為：UC3842儼勻諤鱉調(diào)硯錦。2.2.2電壓反響取樣電阻2.5V，反響網(wǎng)絡按無穩(wěn)態(tài)誤差原則設計，即：R1=35kΩR2=8.5kΩ。2.2.3電壓調(diào)整器設計電壓誤差放大器為比例積分放大器，Kp=10，Ki=1/3000。2.2.4Rs的電流取樣端〔3腳〕電流峰值時的信號大小為500mV，則：鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。實際系統(tǒng)用3個0.33Ω 電阻并聯(lián)。2.3保護電路設計與計算線過流保護的要求。Buck電路。Buck電AD〔MAX197〕Buck發(fā)出PWM信號，把握Buck開關管，降低輸出電壓，從而到達限制輸出電流的目的，同時在液晶上顯示故障。過流故障解除后，在輸出封鎖保護方式下，單片機Buck0.5s發(fā)出封擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。BuckBuck對效率影響甚微。贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。2.4人機接口設計〔0～9數(shù)字鍵，+、－鍵，取消、確認片機進展串行通信，接口簡潔，易于實現(xiàn)，因此承受PS2鍵盤作為系統(tǒng)輸入設化顯示界面，承受把握器為RA8803240×128帶國標字庫液晶顯示器。液晶顯示器通過并行數(shù)據(jù)總線與單片機進展通信。壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。2.5關心電源設計關電源的直流輸入連接到主電路整流濾波輸出之后，主電路接上溝通輸入電以5V/100mA、±12V/100mA。蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。2.6效率分析及計算2.6.1把握電路功耗11把握電路主要器件正常工作時功耗2.6.2Boost主開關管功耗由兩局部構(gòu)成：開關損耗和通態(tài)損耗。開關損耗估算為：IDStr為開trdtftfd為關斷延遲fs為開關頻率。買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。Pds=0.08W?？梢娊档烷_關頻率能明顯降低開關損耗。綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。通態(tài)損耗為：Pdon009W。驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。Boost損耗估算為：fsUFDIF為正向?qū)ㄆ骄娏鳌Ｘ埾婓H繪燈鮒誅髏貺廡。Pdd114W。263系統(tǒng)總效率軟件流程圖開關穩(wěn)壓電源系統(tǒng)軟件流程如圖4。系統(tǒng)測試41測試儀器系統(tǒng)測試所需測試儀器如下：EE1410TEK1002B數(shù)字存儲示波器；TEK2024UT88B412MS8215312位數(shù)字萬用表。鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。42測試方案及數(shù)據(jù)1Uo可調(diào)測試20ΩUT88B數(shù)字萬用表監(jiān)測負載電壓。通過鍵盤輸入設定電壓，具體數(shù)據(jù)記錄在表2設定電壓欄。按頑黌碩飩薺齦話騖。422422電壓調(diào)整率測試UT88B萬用表分別監(jiān)測〔U2〕和負載電壓〔Uo〕U2分15V21V2A，分別記錄兩V〕，Uo23604〔V〕。依據(jù)題目所給出的相關公式可計算出電壓調(diào)整率：輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩。423負載調(diào)整率測試UT88B萬用表監(jiān)測隔離變壓器輸出電壓U218VUo136．03(V)，Uo2=35．93(V)。依據(jù)相關公式可計算出電壓調(diào)整率：堯側(cè)閆繭絳闕絢勵蜆贅。424DC-DC變換器效率測試DC-DCDC-DC變換器輸入輸出電壓，輸入輸出電流：識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。計算出變換器效率：425輸出紋波電壓測試輸出紋波電壓測試方案：調(diào)整自耦變壓器、變換器輸出電壓、負載使U2V2ATEK1002B數(shù)字存儲示波器在/divUopp，其示波器輸出紋波電壓5所示。凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。5輸出紋波電壓圖426過流保護動作電流測試本系統(tǒng)可以有兩種過流保護模式，模式一：限流保護；模式二：封鎖保護恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。5A、3A。調(diào)整滑動變阻器分別記錄最大輸出電流〔即為保護電流〕。然后減小電到閾值以下，測試值能否降低到保護電流以下。封鎖保護測試方案：UT88B監(jiān)視負載電流，負載為滑動變阻器，分別設定保護電流為2A、25、03。鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫。