基于SG3524的开关稳压电源的设计

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基于SG3524的开关稳压电源的设计

口王剑斌钟海峰张文嘉

(武汉大学电气工程学院湖北?武汉430072)摘要:本系统设计一种高效率、易控制的开关稳压电源。系统的实现基于PWM没控制下的DC—DC转换原理,系统以单片机AT89C52和CPLD为控制核心。包括Boost电路、SG3524控制电路等主要功能电路。系统实现电压输出在30~36V范围内可调。输出电流最大可达2A,电压调整率小于3鬈,效率达83.7名。过流保护采用硬件检测方

式。可靠性强,实时性好。关键词:Boost电路PWM控制过流保护

中图分类号:TQl53

中图分类号:A

文章编码:1007—3973(2009)08-017-03

系统总体设计方案

V处于断态时E和L共同向电容C充电。并向负载R提供能量。设V处于断态的时间为k,则此阶段电感L释放的能

整个系统的硬件部分可分为三部分:主电源回路。PWM控制及驱动部分和采样保护部分。主电源回路是整个系统的主要部分。交流输入电压经一次不可控整流滤波电路平滑滤波后,将得到的直流电压送至DC—DC电路。主电源回路主要可分为整流电路和DC—DC变换两部分.后者决定了系统功能能否实现及效率的高低。本系统Boost电路的电感选择及开关器件的选择与连接都至关重要.决定整个系统

的性能。DC—DC变换的控制可采用PWM调制专用芯片.如

量为叽一E)I。t扪当电路工作于稳态时,一个周期T中电感L

积蓄的能量与释放的能量相等。即E1。tf(Uo-E)I。k,化简得:

U=+-恤E=r

E,由工作原理可知,电感L、开关管、二极管

t正

的选择对DC—DC电路工作特性起决定性作用。

£.VD

SG3524,11494等芯片内部集成了振荡器(外接电阻电容来决定频率)、误差比较器、调制器等,使整个系统控制简单、稳定性较好。系统过流保护选择用硬件监测的方式,当输出电流超过预设值后可由电路直接发中断给单片机.继电器保护快速动作,可靠性强,实时性好。保护动作后,利用蜂鸣器和发光管实现过流报警。经过一段时间后自动重合继电器,使电路恢复工作。通过键盘和LCD与用户交互。键盘可直接输入所要求的输出电压,也可步进输入.LCD实时显示系统状态及输入信息。系统软件包括单片机AT89C52和CPLD两部分。实现功能有:1.计算控制产生所需要的PWM波形;2.通过比较预设电压值与测量所得的电压值调整PWM波形直到满足要求,实现闭环控制;3.检钡I过流中断信号,判断有效后关断继电器;4.控制系统AD/DA芯片正常工作;5.基本键盘功能和LCD显示。系统结构图如图I所示。

圈2Boost原理圈尺

为使电路工作在电感电流临界连续模式下。减小负载电流脉动,且保证功率传递,需要选用大小适中的电感L,经

试验测取L:I.4mH。

本系统采用IR公司的IRF540功率MOSFET芯片,该芯片为N沟道功率MOSFET.耐压为100V,漏极最大电流为33A.能满足DODC转换器在输入电压、开关频率、输出电流及减少损耗上的要求。二极管选用肖特基势垒二极管(SBD)SR360.其正向导

通压降只有0.74V。正向损耗很小,且反相恢复时间短,正向

恢复过程不会有明显的电压过冲。由于其额定电流3A,裕度不够。故用二个并联。为抑制开关器件过电压和过电流。减小器件开关损耗,开关器件两边都要连接缓冲电路。系统中MOSn’T和二极管上都接有RC缓冲电路,其中,电阻与电容值的选择与开关频率有关。设开关频率为f。电阻和电容为R、C。则应满

足:时间常数T=R*C《Ill。

围1

系统总结构图

2.2

PWM波形产生及控制系统采用PWM集成芯片SG3524对Boost电路中的2主要功能电路介绍

2.1

DC—DC电路设计与器件选择如图2所示Boost原理图.当V处于通态时。电源E向

MOSFET进行控制。其波形产生原理为:通过将DA输出直流电压与内部锯齿波比较生成所需PWM波。如图3所示。由此可知。通过控制直流电压的幅值即可调节输出PWM波的占空比。控制DC—DC电路输出。直流电压由单片机控制DA产生,锯齿波频率由芯片外接电阻、电容确定:f.

电感L充电,充电电流基本恒定为l。,电容C上的电压向负载R供电,因C值很大.基本保持输出电压为Uo恒值。设V处于通态时问为乙,此阶段电感上积蓄的能量为EI。k。当

万方数据

——斟m论丘?2009年囊8捆(下)一

面!I一

四工程技术

与丽

过流保护电路如图5所示。电源保护芯片MAX705工

I八几

i;

\\

々t

\一

N入几i

作特性为:当PFI上电压达1.25V时,PFO引脚输出高电平作为巾断信号。系统要求l。=2.5A时过流保护动作.此时O.1ll电阻上电压为O.25V。故设置放大器放大倍数为5倍即可满足过流保护要求。单片机在接收到中断信号后使系统前端继电器动作。切断主电路电流。

2.5

图3波形产生原理

AD/DA电路系统需要一路DA信号.为SG3524提供直流电压,对

DA芯片性能要求不高。选用11公司的12位串I=IDA芯片TLV5616实现.其最高时钟可达40M,输出精度也可达系统要求。DA参考基准源由REF2925提供。系统需要两路AD信号.分别采集电压测量和电流测量的直流信号.对AD芯片精度要求较高。选用rI’I公司的12

图4SG3524应用电路与驱动

位串口AD芯片ADS7886.精度可满足系统要求。3系统软件设计整个系统软件流程如图6所示。

1.3“R}c)。由此产生的PWM波为HO和L0两路输出的信号之和,将HO和L0两端并接后作为系统PWM波控制,占空比为0—100%可调(若只用一路输出,占空比最大只能为50%)由DC—DC电路原理可知,输出U。范围为E一∞。即PWM波频牢为:系

统中电路连接如图4所示。山电路连接可知,锯齿波频率也

r:旦:—黑j胁;59kHz

由SG3524产生的PWM控制信号需要经过驱动电路才能用于控制MOSFET。本系统所用芯片1R2112为专用于MOSFET和IGBT的高低双路驱动芯片。2.3系统效率分析与计算

系统效率根据_=竽一≠笋计算效率。

系统功率损耗主要包括:(1)MOSFET管导通损耗、寄生电容损耗、开关损耗等。这些与开关频率成正比;(2)稳压管和整流二极管的通态与断态损耗;(3)缓冲电路上电阻功率损耗;(4)若DC—DC电路工作在电感电流连续模式,由于能量传递不完全使功率降低。(5)电感内阻损耗。由于电感内阻的串联于输入端。当电流较大时,电感的内阻也变得不可忽略。根据以上分析,提高系统效率可通过以下措施:(1)尽量减小PWM波频率,减小开关损耗;(2)选用性能优良的MOSFET、整流二极管器件;(3)合理选择电感,使系统工作在临界连续模式。2.4过流保护设计本系统硬件辅助实现过流保护。通过电源监视芯片MAX705,当电路巾电流超过预设值时,向单片机发出中断信号,单片机接受并控制继电器动作。电路设计和控制都比较简单,且灵敏度高,反应迅速。

圈6系统软件设计

初始化输出30V电压.调整过程为:当采样所得电压与预没电压差值大于O.1V时,调整DA输出的直流电压,控制PWM波做相应调整.即而实现输出电压向预设电压逼近。在程序进行比较调整时。调整最多进行20次就显示当前值.以免由于AD采样精度等原因进入死循环。系统过流保护设置动作为:单片机检测过流中断信号后,使继电器动作。同时使系统中的蜂鸣器与发光二极管发出警告信号。电路每隔3s恢复继电器连接,重复过流保护动作。4系统测试测试电压调整率时需要用自耦调压器控制u2变化;测i固5过流保护电路

试负载调整率时调整滑动变阻器控制输出电流变化;噪声纹波电压在输出电压处用示波器观测;效率的测试需要分

——斟m论丘?2009年第8期(下)——

万方数据

面与两丽

PLC控制系统的抗干扰措施

口马继东

(新疆雅满苏矿业有限责任公司摘要:本文对PLC控制系统的抗干扰措施作相关探讨。关键词:PLC控制系统抗干扰中图分类号:TQl53措施中图分类号:A文章编码:1007-3973[2009}08-019-02新疆?哈密839000)系统中所使用的符种类型PLC.有的是集巾安装在控制室.有的是分散安装在生产现场的各单机设备上.虽然它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。但PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置。在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施.故具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行稳定性和较高的可靠性.因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。但是由于它直接和现场的I/O设备相连.外来干扰很容易通过电源线或I/O传输线侵入。从而引起控制系统的误动作。PLC受到的干扰可分为外部干扰和内部干扰。在实际的生产环境下.外部干扰是随机的.与系统结构无关.且干扰源是无法消除的。只能针对具体情况加以限制;内部干扰与系统结构有关。主要通过系统内交流主电路,模拟量输入信号等引起,可合理设计系统线路来削弱和抑制内部干扰和防止外部干扰。要提高PLC控制系统的可靠性,就要从多方面提高系统的抗干扰能力。

殊措施就可以直接在工业环境使用。但是在PLC控制系统中,如果环境过于恶劣,或安装使用不当,会降低系统的可靠性。PLC使用环境温度通常在0。C一55℃范围内,应避免太阳光直接照射.安装位置应远离发热量大的器件,同时应保证有足够大的散热空间和通风条件。环境湿度一般应小于85%.以保证PLC有良好的绝缘。在含有腐蚀性气体、浓雾或粉尘的场合.需将PLC封闭安装。此外,如果PLC安装位置有强烈的振动源,系统的可靠性也会降低,所以应采取相应的减振措施。

PLC的电源与接地PLC本身的抗干扰能力一般都很强。通常,只能将PLC

的电源与系统的动力设备电源分开配线。对于电源线来的干扰。一般都有足够强的抑制能力。但足,如果遇上特殊情况.电源干扰特别严重。.--l;bn接一个带屏蔽层的隔离变压器以减少设备与地之间的干扰,提高系统的可靠性。如果一个系统中含有扩展单元。则其电源必须与基本单元共用一个开关控制,也就是说。它们的上电与断电必须Mt寸进行。良好的接地是保证PLC安全可靠运行的重要条件。为了抑制

PLC控制系统的安装和使用环境PLC是专为工业控制设计的.一般不需要采取什么特

别测量开关电源两侧的电压和电流,11=Pf归。,其中Po=Uolo,

P“=UⅢIH

DC—DC变换器效率的测量。当U2=18V。Uo=36V,10=2A

时,记录AI、V1和A2、V2的值,由口=号=孝鲁可以算得

DC—DC变换器的效率。测量结果如表4-4。山测试表格可知.平均电压调整率为0.182%,平均负载调整率为0.25%,效率达83.7%,满足系统指标要求。由示波

2129.60.13%

(1)输出电压uO可调范围:30—36V(2)最大输出电流:2.5A(3)电压调整率:设定输出电压30V

U2(V)1529.40.2%1729.70.1%

19

器观测可知其输出电压噪声纹波为560mV,系统工作稳定。5结束语本系统所设计开关电源基于芯片SG3524的PWM控制。通过闭环控制使输出电压稳定,系统过流保护及降低损

Uo(V)

SU

29.60.13%

(4)负载调整率:设定输出电压30V

Io(A)Uo(V)

S1

029.50.16%

l29.2

1.529.20.26%

229.0

耗的设计都有较好效果,通过测试,各项指标都能满足系统要求。

O.26%

0.33%

参考文献:[1]王水平.贾静.开关稳压电源原理及设计[H].人民邮

\电表值功趴

P(W)

(5)效率测试:

U。(V)35.470.883.7%I。(A)2AU:(V)18V84.6I:(A)4.7

电出版社.

[2]谢自美.电子线路综合设计[H].华中科技大学出版社,2006.[3]王兆安.电力电子技术[M].机械出版社.[4]孙传友等.测控系统原理与设计[H].北京航天航空出版社.

——融m论丘?2009年第8期(下l——

奎!芝.

万方数据

基于SG3524的开关稳压电源的设计

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:王剑斌,钟海峰,张文嘉武汉大学电气工程学院,湖北·武汉,430072 科协论坛(下半月) SCIENCE & TECHNOLOGY ASSOCIATION FORUM 2009,""(8) 0次

参考文献(4条) 1.王水平.贾静开关稳压电源原理及设计 2.谢自美电子线路综合设计2006 3.王兆安电力电子技术 4.孙传友测控系统原理与设计

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进行比较,从而输出一系列占空比不同的脉冲信号,驱动开关元件的工作,保证输出电压的大小不偏离要求值。设计好的电路采用OrCADPSpice软件仿真测试,结果表明,这个电路对输入电压波动、电压突变、谐波干扰以及负载变化等不利情况有很好的抑制作用,稳压性能好,性能可靠。整个电路有较高的功率因数和效率。

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进行了定量比较。得出三种拓扑各自的应用优势:当升压比在1~2时,Z.源逆变器优势明显,而当升压比大于2后两级电路占有优势。一般的,电路升压范围在1~2之间,所以Z-源逆变器在分布式发电系统具有明显的优势。 PWM整流器实现了网侧电流正弦化,且能够运行于单位功率因数下,能量可双向传输,因而是“绿色电能变换器”。但是传统的电压型。PWM 整流器只能升压而不能降压,同时整流桥容易由于直通而损坏。在实际应用中具有一定的局限性。针对以上两个问题,提出了具有升/降压功能的Z-源PWM整流器,通过控制直通占空比能够实现直流电压的任意升/降。由其特殊的拓扑形式,通过适当的控制直通信号加入的时段就能够实现整流桥有源器件的零电压导通或零电流关断(视有源器件类型而定,MOSFET用ZVS,IGBT用ZCS),改善了有源器件的工作环境,减少了损耗。 Z-源PWM交流调压电路具有升/降压功能,可以有效抑制电网电压波动(电压跌落或电压骤升)对系统造成的冲击。可以应用于感应加热、照明控制、感应电机的软启动以及风机和水泵的调速等应用场合。

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入电流不连续的缺点,并且能够实现升压或者降压。控制电路采用脉宽调制(PWM)控制方式,首先对PWM控制原理进行了介绍,并对系统小信号模型应用MATLAB/Simulink进行了系统仿真,验证了系统的可行性,完成了控制集成电路整体结构设计,最后对集成电路中的各个模块包括基准电压、误差放大器、比较器、振荡器、内部偏置电路、上电复位电路、过流保护电路、过热保护电路,利用Cadence设计工具,Spectre仿真工具,Bism3v3仿真模型,在上华0.6μmCMOS工艺下进行了具体的设计和仿真,且均达到了设计指标。文中最后对系统整体电路进行了分析与仿真,测试了输入电压变化对输出电压稳定性的影响,仿真结果表明该系统满足了输出稳定电压的设计要求。

8.学位论文金一鸣新型交流开关稳压电源的电路拓扑设计 2006

随着电子技术的发展,集成电路的兴起,电子设备的种类越来越多,对电源的要求更加灵活多样。电子设备的小型化和低成本化使电源向轻、薄、小、高效、低成本、低噪声方向发展。开关电源的应用领域越来越广泛。本文为最终实现片上集成而设计了一种新型的AC-AC开关电源电路,用来实现直接的交流-交流稳压功能。本文首先介绍了Buck-Boost变换器原理,然后根据设计要求设计了AC-AC开关电源主电路的拓扑结构及参数。该电路的主电路是在Buck-Boost电路的基础上变形转化而来,可以进行直接的交流 -交流变换,纠正了Buck-Boost电路的输入电流不连续的缺点。并且能够兼容交流电压升降调节,即输出电压与输入电压之传输比δ大于或小于1均可,突破了矩阵变换器δ≯0.866的限制,以满足众多情况下需输出电压上升至额定值的要求。控制电路采用脉宽调制(PWM)控制方式,首先对PWM 控制原理进行了介绍,验证了系统的可行性,完成了控制电路整体结构设计。同时对最终实现片上集成中的各个模块包括基准电压、采样负反馈电路、逻辑电路等进行了具体的系统设计和仿真,且均达到了设计指标。本文对控制电路的中的互补 MOSFET的隔离驱动电路的电路拓扑设计进行了详细介绍,并在OrCAD/Pspice环境下进行仿真验证,最后在以芯片信号为输入的情况下对电路的工作情况进行了分析,实际结果达到了预期目标,为今后实现该系统的片上集成打下了基础。

9.期刊论文陈锦云.郭唐仕.尹华杰一种新型电压前馈PWM控制的研究 -电气自动化2003,25(1)

在传统电压单环反馈PWM控制DC/DC变换器电路中,当输入电压大范围波动时,存在输出电压幅值波动大,谐波分量大,动态响应较慢等缺点.为此,提出了一种能够适应输入电压大范围波动的新型双电压PWM控制策略,并给出了其在BOOST电路中的实际应用.仿真与实验结果表明该新控制策略精度高,动态性能好,控制效果明显.

10.学位论文郑峰高功率因数电子镇流器设计 2009

随着现代社会的发展,电力电子技术的广泛运用,电子镇流器有了飞速的发展。电子镇流器具有无噪声、无频闪、流明系数高、损耗低、节省材料、功率因数高等优点,市场前景极为看好的一种产品。电子镇流器[11]在设计中涉及到电磁兼容技术、滤波技术、功率因数校正技术、高频变换技术、谐振电路原理、占空比调制或频率调制技术,几乎涵盖了电力电子的全部主要技术。电子镇流器功率因数的高低直接影响其自身发展,因此更多高效的功率因数校正方式与装置如:无源功率因数、有源功率校正技术、功率因数校正芯片、功率驱动芯片越来越多的使用到电子镇流器中,使镇流器简化设计,改善工作性能。单周期控制技术[5]是一种大信号、非线性脉冲宽度调制(Pulse Width Modification—PWM)控制技术,具有结构简单、控制精度高、响应速度快等优点,非常适合用于功率因数校正电路,可以较好的提高电子镇流器的功率因数。本文以电子镇流器结构为论述对象,对单周期控制的电子镇流器电路工作原理进行详细的理论分析及电路仿真。主要研究内容如下:首先,分析电子镇流器的工作原理,分析电子镇流器中电磁兼容、功率因数校正、灯丝预热,工作电流稳定性等关键问题,对各种关键问题采用不同的解决方案:利用单周期控制策略得到较高的功

率因数;利用EMI滤波器解决电路差、共模信号干扰,实现电磁兼容;利用PTC的负温度特性,解决电子镇流器工作灯的预热问题等。其次,以Boost电路为基础介绍了单周期控制技术的基本工作原理,推导出了电子镇流器结构有源功率因数校正的单周期控制方程,实现功率因数校正的原理。最后,对设计电路进行仿真,通过仿真结果证明了基于单周期控制的电子镇流器电路能实现很高的功率因数、较低的谐波分量,且电路简单。从而证明了基于单周期控制理论的PFC电路能够很好的治理电网中的谐波,为单周期控制理论在电子镇流器电路中的推广使用奠定基础。

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直流稳压电源电路的设计实验报告

直流稳压电源电路的设计实验报告 一、实验目的 1、了解直流稳压电源的工作原理。 2、设计直流稳压电路,要求输入电压:220V市电,50Hz,用单变压器设计并制作能够输出一组固定+15V输出直流电压和一组+1.2V~+12V连续可调的直流稳压电源电路,两组输出电流分别I O≥500mA。 3、了解掌握Proteus软件的基本操作与应用。 二、实验线路及原理 1、实验原理 (1)直流稳压电源 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成,基本框图如下: 图2-1 直流稳压电源的原理框图和波形变换 其中: 1)电源变压器:是降压变压器,它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压,并送给整流电路,变压器的变比由变压器的副边电压确定,变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n,式中n是变压器的效率。 2)整流电路:利用单向导电元件,把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。 3)滤波电路:可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而得到比较平滑的直流电压。滤波电路滤除较大的波纹成分,输出波纹较小的直流电压U1。 4)稳压电路:其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化,会引起其电流有较大变化这一特点,通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压和负载的变化而变化。 (2)整流电路 常采用二极管单相全波整流电路,电路如图2-2所示。在u2的正半周内,二极管D1、D2导通,D3、D4截止;u2的负半周内,D3、D4导通,D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL,且方向是一致的。电路的输出波形如图2-3所示。 t

开关稳压电源设计说明书

开关稳压电源设计说明书 学生姓名: 学号: 专业班级:物电学院电子2班报告提交日期: 2014年5月20日 湖南理工学院物电学院

目录 一、设计任务及要求 (2) 1、设计任务 (2) 2、设计要求 (2) 二、基本原理与分析 (2) 三、方案设计 (5) 1、开关器件的选择 (5) 2、参数的设定 (5) 四、电路设计 (5) 1、电路整体设计 (5) 2、电路工作原理 (5) 五、总结 (7) 六、参考文献 (7)

一、设计任务及要求 1、设计任务 设计一手机开关型电池充电器,满足: (1)开关电源型充电; (2)输入电压220V,输出直流电压自定; (3)恒流恒压; (4)最大输出电流为:I max=1.0 A; 2、设计要求 (1)合理选择开关器件; (2)完成全电路理论设计、绘制电路图; (3)撰写设计报告。 二、基本原理与分析 随着电子技术和集成电路的飞速发展,开关稳压电源的类型越来越多,分类方法也各不相同,如果按照开关管与负载的连接方式分类,开关电源可以分为串联型、并联型和变压器耦合(并联)型3种类型。下面分别对这三种类型的开关电源做一些简单的介绍。 (1)串联型。 图1所示的开关电源是串联型开关电源,其特点是开关调整管VT与负载R L串联。因此,开关管和续流二极管的耐压要求较低。且滤波电容在开关管导通和截止时均有电流,故滤波性能好,输出电压U0的纹波系数小,要求储能电感铁心截面积也较小。其缺点是:输出直流电压与电网电压之间没有隔离变压器,即所谓“热地盘”,不够安全;若开关管部短路,则全部输入直流电压直接加到负载上,会引起负载过压或过流,损坏元件。因此,输出端一般需加稳压管加以保护。 根据稳压条件可得:(U i-U0)T1/L=U0T2/L 即 U0=U1T1/(T1+T2)=(T1/T)U i,σ=T1/T 由上式可见,可以通过控制开关管激励脉冲的占空比σ来调整开关电源的输出电压U0。

开关稳压电源-电力电子毕业设计论文资料

开关稳压电源 摘要:本设计应用隔离型回扫式DC-DC电源变换技术完成开关稳压电源的设计及制作。系统主要由整流滤波电路,DC-DC变换电路,单片机显示与控制电路三部分组成。开关电源的集成控制由脉宽调制控制芯片UC3843及相关电路完成,利用单片机进行D/A转换,完成对输出电压的键盘设定和步进调整,同时由单片机A/D采集数据利用数码管显示出输出电压和电流。系统具有输出电压可调范围宽、噪声纹波电压低和DC-DC变换效率高等特点。此外,该系统还具有过流保护功能,排除过流故障后,电源能自动恢复为正常状态。 关键字:DC- DC,整流滤波,脉宽调制,A/D采集,D/A转换Abstract:The stabilized voltage switching supply is designed and manufactured by DC-DC power transfer with isolation and feedback. The supply includes rectification and filtering circuit, DC-DC transfer unit, controller controlling circuit and liquid crystal display module. The swiching supply is controlled by pulse width modulation IC UC3843. The output voltage can be regulated step by step by a microcontroller, a key and a D/A converter. The output voltage and current of the switching supply are collected by a A/D converter and displayed in Nixie tubes. The switching supply have some advantage such as wide output voltage, low noise ripple, high transfer efficiency. In addition, the swiching supply can realize current foldback. Keyword:DC-DC transfer, rectification and filtering, , microcontroller, A/D collecting dat a,D/A converting 一、方案论证 图1为开关电源系统的结构图,从图中可以看出,系统分为三个部分:电路电源、控制回路和显示设定部分。

开关稳压电源设计报告

开关稳压电源设计报告 成员名字:方愿岭段洁斐梅二召 摘要:为提高电源的利用效率和缩小设计电源的尺寸,本文介绍一种含有MC3406集成芯片的开关稳压电源,并对成芯片内部结构和外部电路作简要介绍,最终给出一个完整的开关稳压电路设计电路并对电路作具体论证最终完成开关稳压电源的实物制作。 A switching power supply design report Abstract:In order to improve the efficiency in the use of the power supply and reduce the size of the power source design, this paper introduces a kind of contains MC34063 integrated chips of a switching power supply, and the integrated chip internal structure and external circuit is briefly introduced, finally give a complete a switching circuit design circuit to make concrete demonstration and circuit switching power supply finally complete the making of objects. 关键词:开关稳压电源;整流滤波电路;PWM控制电路;MC34063 引言 电源是各种电子设备的核心,因此电源的优劣直接关系到电子设计的好坏。另外电子设计者不得不考虑的一个问题就是效率问题,所

直流稳压电源设计实验报告(模电)

直流稳压电源的设计实验报告 一、实验目的 1.学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源 2.掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测量方法 二、实验任务 利用7812、7912设计一个输出±12V 、1A 的直流稳压电源; 三、实验要求 1)画出系统电路图,并画出变压器输出、滤波电路输出及稳压输出的电压波形; 2)输入工频220V 交流电的情况下,确定变压器变比; 3)在满载情况下选择滤波电容的大小(取5倍工频半周期); 4)求滤波电路的输出电压; 5)说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。 四、实验原理 1.直流电源的基本组成 变压器:将220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。 整流电路:利用二极管的单向导电性,将正负交替的交流电压变换成单一方向的直流脉动电压。 滤波电路:将脉动电压中的文波成分滤掉,使输出为比较平滑的直流电压。 稳压电路:使输出的电压保持稳定。 4.2 变压模块 变压器:将220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。 4.2 整流桥模块 整流电路的任务是将交流电变换为直流电。完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用,因此二极管是构成整流电路的关键元件。管D 1~D 4接成电桥的形式,故有桥式整流电路之称。 由上面的电路图,可以得出输出电压平均值:2)(9.0U U AV o ≈ ,由此可以得V U 152=即可 即变压器副边电压的有效值为15V 计算匝数比为 220/15=15 2.器件选择的一般原则 选择整流器 流过二极管的的平均电流: I D =1/2 I L 在此实验设计中I L 的大小大约为1A 反向电压的最大值:Urm=2U 2 选择二极管时为了安全起见,选择二极管的最大整流电路I DF 应大于流过二极

直流稳压电源设计毕业论文

直流稳压电源设计毕业论文 目录 摘要....................................................II Abstract................................................ I II 前言....................................................IV 第1章绪论. (1) 1.1电源技术的发展趋势 (1) 1.2电源技术存在的问题 (1) 第2章稳压电源的组成 (2) 2.1电子设备对电源的要求 (2) 2.2直流稳压电源的组成 (3) 第3章稳压电源整体设计 (4) 3.1整流电路 (4) 3.2滤波电路 (6) 3.3稳压电路 (9) 第4章硬件部分外围电路设计 (16) 4.1程控部分 (16) 4.2数码管显示电路 (19) 4.3按键电路 (19) 4.4保护电路 (20) 第5章系统软件设计 (22) 5.1系统核心指令系统 (22)

5.2软件系统流程 (22) 第6章实验设计中的不足 (26) 结论 (27) 参考文献 (28) 附录1 (29) 附录2 (30) 致谢 (31)

第1章绪论 1.1电源技术的发展趋势 新型半导体器件的发展使开关电源技术进步的龙头。目前正在研究高性能的碳化硅半导体器件,一旦开发成功,对电源技术的影响将是革命性的。此外,平面变压器,压电变压器及新型电容器等元件的发展,也将对电源技术的发展起到重要作用。集成化是电源技术的一个重要的发展方向。通过控制电路的集成,驱动电路的集成以及保护电路的集成,最后达到整机的集成化生产。集成化和模块化减少了外部连线和焊接,提高了设备的可靠性,缩小了电源的体积,减轻了重量。 高频开关电源的发展趋势更是向着高频化、模块化、数字化、绿色化的方向发展。 开关电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着这些技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。这几年,随着通信行业的发展,以开关电源技术为核心的通信用开关电源,仅国有20多亿人民币的市场需求,吸引了国外一大批科技人员对其进行开发研究。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋,因此,同样具有几十亿产值需求的电力操作电源系统的国市场正在启动,并将很快发展起来。还有其它许多以开关电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发[5] 1.2 电源技术存在的问题 随着半导体技术和微电子技术的高速发展,集成度高、功能强大的大规模集成电路的不断出现,使得电子设备的体积在不断地缩小,重量在不断地减轻,所以从事这方面研究和生产的人们对开关稳压电源中的开关变压器还感到不是十分理想,他们正致力于研制出效率更高、体积更小、重量更轻的开关变压器或者通过别的途经取代开关变压器,使之能够满足电子仪器和设备微小型化的需要,这是从事开关稳压电源研制的科技人员目前正在克服的一个困难。 开关稳压电源的效率是与开关管的变换速度成正比的,并且开关稳压电源中由于采用了开关变压器以后,才能使之由一组输入得到极性、大小

开关可调稳压电源的设计与制作

开关可调稳压电源的设计与制作 设计思想: 交直流转换,稳压:变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,当初级线圈中通有交流电变压器原理图流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)变压器由铁芯(或磁芯)和线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。变压器利用电磁感应原理,从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器输送的电能的多少由用电器的功率决定. 将 220V 交流电压首先通过隔离变压器降压为 18V 的交流电压,隔离变压器的主要作用是:使一次侧与二次侧的电气完全绝缘,也使该回路隔离。另外,利用其铁芯的高频损耗大的特点,从而抑制高频杂波传入控制回路。用隔离变压器使二次对地悬浮,只能用在供电范围较小、线路较短的场合,此时,系统的对地电容电流小得不足以对人身造成伤害。还有一个很重要的作用就是保护人身安全。足以对人身造成伤害。隔离危险电压.18V 交流电压经过滤波二极管和电容 C2 进行滤波,经过lm7818 输出稳定的 18V 电压,电容 C1C3 是为了滤掉直流电压的毛刺,使其输出稳定 设计方案: 方案中使用隔离变压器提高抗电磁干扰能力,使用脉宽调制电路控制电压输出,采用 DC-DC 变换器,提高电源效率。 设计原理图如下: 电路原理图如下:

电路仿真结果如下: 各元器件与模块: N7818 稳压芯片介绍: 共有三种外形封装形式,,管脚 1 是电压输入脚,2 是接地脚,3 是稳定电压输出脚,用于稳压,原件如图所示: DC—DC 升压模块,DC-DC 升压变换器的工作原理:DC-DC 功率变换器的种类很多。按照输入/输出电路是否隔离来分,可分为非隔离型和隔离型两大类。非隔离型的 DC-DC 变换器又可分为降压式、升压式、极性反转式等几种;隔离型的 DC-DC 变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等

稳压电源设计报告1

全国大学生电子设计大赛 稳 压 电 源 设 计 报 告

稳压电源 摘要: 本稳压电源,由变压器次级绕组接入,通过桥式整流和电容滤波,经过 LM7812、LM7912稳压,形成典型的双电源稳压电路,输出±12V 100mA电流。桥式整流后的电压,经过LM2576降压后,输出+5V电压,给后一级的LDO稳压电路供电,AS1117在满载(800mA)时,压差仅1.2V。用+5V供电,可以保证其工作在线性状态,3.3V输出稳定。 关键字: LM7812、LM7912、LM2576、AS1117 Abstract: The regulated power supply, the transformer secondary windings access, through the bridge rectifier and capacitor filter, through the LM7812, LM7912 voltage regulator, the formation of double power supply circuit, the output current of the 100mA + 12V. After the bridge rectifier voltage, through the LM2576 step-down, output +5V voltage, LDO voltage regulator circuit power level to, AS1117 at full load (800mA), pressure difference is only 1.2V. With +5V power supply, can ensure that the work in the linear state, the 3.3V output stability. Keywords: LM7812、LM7912、LM2576、AS1117

直流稳压电源设计实验报告

电气工程系电子信息工程技术专业 题目:直流稳压电源设计 学生姓名:刘现华班号:电信一班学号: 100222101013 指导教师:

一、设计题目 题目:直流稳压电源设计 二、设计任务: 设计并制作用晶体管、电阻器、电容组成的直流稳压电源。 指标:1、输入电压: 2、输出电压:3- 6V、6-9V、9-12V三档直流电压; 3、输出电流:最大电流为1A; 4、保护电路:过流保护、短路保护。 三、理电路和程序设计: 一电路原理方框图: 图1.1 四、原理说明: (1)选用集成稳压器构成的稳压电路, 选用可调三端稳压器LM317,其特性参数V o=(1.2V~37V),Iomax=1.5A,最大输入、输出电压差(Vi-V o)max=40V。符合本任务的基本要求。

(2)选电源变压器 集成稳压电源的输出电压V o即是此电路的输出电压。稳压器的最大允许电流ICM〈Iomax,输入电压根据公式 V omax+(Vi-V o)min≤Vi≤V omin+(Vi-V o)max可求出其范围为12V≤Vi ≤43V。故副边电压取V2=12V,副边电流取I2=1A变压器的副边输出功率为P2≥V2 I2 =12W,由下表可得变压器的效率为0.7。则原边输入功率P1>P2/η=17W。为留有余地,选取功率为20W的变压器。 图1.2 (3)选整流二极管及波电容 整流二极管D选IN4001,其极限参数为VRM≥50V,IF=1A,满足要求。滤波电容C可由纹波电压△V op-p和稳压系数来确定。由式Vi=△V op-pVi /V oSv得△Vi =2.2V,由式C=Ict/△Vi=Iomaxt/△Vi 得C=3636μF。电容C的耐压应大于17V,故取2只2200μF/25V的电容相并联。 (4)电阻RP1的取值 由式V o=(1+Rp1/R1)1.25,取R1=240Ω,则RP1=336Ω时输出电压为3V,RP1=1.49Ω时输出电压为9V ,故取4.7KΩ精密线绕可调电位器。当RP1阻值调至最小端时输出电压为1.25V,当阻值大于1.5KΩ后输出电压不会继续增大,使用Multisim9仿真时为13V,但实际测试时为10V

直流稳压电源课程设计报告(1)

模拟电路课程设计报告设计课题:直流稳压电源的设计班级:电子1101 学号: 姓名:刘广强 指导老师:董姣姣 完成日期:2012年6月19

目录 一、设计任务及要求 (3) 二、总体设计思路 (3) 1.直流稳压电源设计思路 (3) 2.直流稳压电源原理 (3) 3、滤波电路——电容滤波电路 (5) 4、稳压电路 (7) 5、设计的电路原理图 (8) 三、.设计方法简介 (8) 四、软件仿真结果及分析 (10) 五、课程设计报告总结 (12) 六、参考文献 (13)

一、设计任务及要求 1、设计一个连续可调的直流稳压电源,主要技术指标要求: ①输出直流电压:U0=9→12v; ②纹波电压:Up-p<5mV; ③稳压系数:S V≤5% (最大的波动不能超过5%) 2、设计电路结构,选择电路元件,计算确定元件参数,画出实用原理电路图。 3、自拟实验方法、步骤及数据表格,提出测试所需仪器及元器件的规格、数量。 4、在实验室MultiSIM8-8330软件上画出电路图,并仿真和调试,并测试其主要性能参数。 二、总体设计思路 1.直流稳压电源设计思路 (1)电网供电电压交流220V(有效值)50Hz,要获得低压直流输出,首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。 (2)降压后的交流电压,通过整流电路变成单向直流电,但其幅度变化大(即脉动大)。 (3)脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑,脉动小的直流电,即将交流成份滤掉,保留其直流成份。 (4)滤波后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出,供给电压表。 2.直流稳压电源原理 1、直流稳压电源 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。 直流稳压电源方框图

直流稳压电源设计课程设计

辽宁工业大学 模拟电子技术基础课程设计(论文)题目:直流稳压电源设计 摘要 直流稳压电源应用广泛,几乎所有电器、电力或电子设备都毫不例外地需要稳定的直流电压(电流)供电,它是电子电路工作的“能源”和“动力”。不同的电

路对电源的要求是不同的。在很多电子设备和电路中需要一种当电网电压波动或负载发生变化时,输出电压仍能基本保持不变的电源。电子设备中的电源一般由交流电网提供,如何将交流电压(电流)变为直流电压(电流)供电?又如何使直流电压(电流)稳定?这是电子技术的一个基本问题。解决这个问题的方案很多,归纳起来大致可分为线性电子稳压电源和开关稳压电源两类,它们又各自可以用集成电路或分立元件构成。 半导体二极管和晶体管是电子电路中常用的半导体器件,也是构成集成电路的基本单元。主要利用这两种元器件设计制作一个分立式元器件串联反馈型稳压电源。直流稳压电源由交流电网经变压、整流、滤波、和稳压四个主要部分构成。本次设计的主要内容是围绕着如何使分立式元器件串联可调直流稳压电源输出直流 电压稳定、脉动成分减小而展开的。首先介绍了全波整流电路的工作原理,接着介绍了电容滤波电路的性能特点,然后引入了具有放大环节和辅助电源的串联可调式稳压电源,并在电路中采用了提高稳定度,提高温度稳定性及限流型过流 保护电路的具体措施,以确保电路安全稳定的工作。 关键字:串联稳压,直流,可调电源,Multisim软件,LM317. 目录 第1章串联式直流稳压电源设计方案论 证 (1) 1.1串联型直流稳压电源的设计意义 (2) 1.2串联型直流稳压电源设计的要求及技术指标 ....................... 3 1.3 总体设计方案论证 ............................................. 3 1.3.1 总体设计方案论证 ........................................ 3 1.3.2 总体设计方案框图 ........................................

600W半桥型开关稳压电源设计

600W半桥型开关稳压电源设计 600W半桥型开关稳压电源设计 摘要 本次设计主要是设计一个600W半桥型开关稳压电源,从而为负载供 电。 电源是各种电子设备不可或缺的组成部分,其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于开关电源本身消耗的能量低,电源效率比普通线性稳压电源提高一倍,被广泛用于电子计算机、通讯、家电等各个行业。它的效率可达85%以上,稳压范围宽,除此之外,还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点,是一种较理想的稳压电源。本文介绍了一种采用半桥电路的开关电源,其输入电压为单相170 ~ 260V,输出电压为直流12V恒定,最大电流50A。从主电路的原理与主电路图的设计、控制电路器件的选取、保护电路方案的确定以及计算机仿真图形的绘制与波形分析等方面的研究。 关键词:半桥变换器;功率MOS管;脉宽调制;稳压电源; 第1章绪论1.1 电力电子技术概况 电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电子技术属于信息电子技术。电力电子技术是应用于电

力领域的电子技术,它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。目前所用的电力电子器件采用半导体制成,故称电力半导体器件。信息电子技术主要用于信息处理,而电力电子技术则主要用于电力变换。电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心,伴随变换技术和 控制技术的发展而发展的。 电力电子技术可以理解为功率强大,可供诸如电力系统那样大电流、高电压场合应用的电子技术,它与传统的电子技术相比,其特殊之处不仅仅因为它能够通过大电流和承受高电压,而且要考虑在大功率情况下,器件发热、运行效率的问题。为了解决发热和效率问题,对于大功率的电子电路,器件的运行都采用开关方式。这种开关运行方式就是电力电 子器件运行的特点。 电力电子学这一名词是20世纪60年代出现的,“电力电子学”和“电力电子技术”在内容上并没有很大的不同,只是分别从学术和工程技术这2个不同角度来称呼。电力电子学可以用图1的倒三角形来描述,可以认为电力电子学由电力学、电子学和控制理论这3个学科交叉而形成 的。这一观点被全世界普遍接受。 电力电子技术与电子学的关系是显而易见的。电子学可分为电子器件和电子电路两大部分,它们分别与电力电子器件和电力电子电路相对应。从电子和电力电子的器件制造技术上进两者同根同源,从两种电路的分析方法上讲也是一致的,只是两者应用的目的不同,前者用于电力变换, 后者用于信息处理。

开关稳压电源设计

开关电源的设计 同组参与者:李方舟、周恒、张涛开关式直流稳压电源的控制方式可分为调宽式和 调频试两种,实际应用中,而调宽式应用的较多,在 目前开发和使用的开关电源集成电路中,绝大多数也 为脉宽调制(PWM)型。 开关稳压电源具有效率高,输出功率大,输入电 压变化范围宽,节约能耗等优点。 开关电源的工作原理就是通过改变开关器件的开 通时间和工作周期的比值即占空比来改变输出电压; 通常有三种方式:脉冲宽度调制(PWM),脉冲频率 调制(PFM)和混合调制。PWM调制是指开关周期 恒定,通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式,因为 周期恒定,滤波电路的设计比较简单,也是应用能够 最广泛的调制方式。开关稳压电源的主要结构框架如 图1-1所示,有隔离变压器产生一个15-18V的交流电 压,在经过整流滤波电路,将交流电变成直流电,然 后再经过DC—DC变换,由PWM的驱动电路去控 制开关管的导通和截止,从而产生一个稳定的电压源, 如图1-1所示;

图1-1 一开关转换电路 1:滤波电路 输入滤波电路具有双向隔离作用,它可以抑制交流电网输入的干扰信号,同时也防止开关电源工作时产生的谐波和电磁干扰信号影响交流电网。如图1-2所示滤波电路中C1用以滤除直流份量中的交流成分,隔离电容应选用高频特性较好的碳膜电容,电阻R给电容提供放电回路,避免因电容上的电荷积累而影响滤波器的工作特性,C2、C3跨接在输出端,能有效地抑制共模干扰,为了减小漏电流C2、C3宜选用陶瓷电容器. 图1-2 2.电压保护电路 如图1-3所示为输出过压保护电路。稳压管VS的

击穿电压稍大于输出电压额定值,输出电压正常时,VS不导通,晶闸管VS的门极电压为零,不导通,当输出过压时,VS击穿,VS受触发导通,使光电耦合器输出三极管电流增大,通过UC3842控制开关管关断。 图1-3 输出过压保护电路 3.电压反馈电路 电压反馈电路如图1-4所示。输出电压通过集成稳压器TL431和光电耦合器反馈到的1脚,调节R1 R2的分压比可设定和调节输出电压,达到较高的稳压精度。如果输出电压U0升高,集成稳压器TL431的阴极到阳极的电流在增大,UC3842的输出脉宽相应变窄,输出电压U0变小,同样,如果输出电压U0减小,可通过反馈调节使之升高。

直流稳压电源课程设计报告.

直流稳压电源课程设计报告 设计任务及要求 1.设计任务 设计一直流稳压电源,满足: (1)当输入电压在220V交流时,输出直流电压为6-9V; (2)输出纹波电压不于5mv (3),稳压系数<=0.01; (4)具有短路保护功能; (5)最大输出电流为:Imax=0.8A 2.要求通过设计学会; (1)如何选择变压器、整流二极管、滤波电容及调整三极管或集成稳压块;(2)合理选择电路结构,并完成全电路元器件参数设计、绘制电路图;(3)短路保护实现方法 (4)掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法 (5)撰写设计报告。 3.设计注意: (1)电源变压器、整流二极管、滤波电容、调整三极管或集成稳压块等元件只做选择性设计; (2)完成全电路元器件参数设计、绘制出整体电路图; (3)撰写设计报告要符合下列格式并按时上交,逾期将延与下届。 一、书写要求 二、上交时间要求 上交书面及电子稿发至邮箱:

撰写设计报告格式:(仅供参考,不要全部抄龚) 见附录一 集成直流稳压电源的设计与制作 姓名 1 绪言 随着半导体工艺的发展,稳压电路也制成了集成器件。由于集成稳压器具有体积小,外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点,因此在各种电子设备中应用十分普遍,基本上取代了由分立元件构成的稳压电路。集成稳压器的种类很多,应根据设备对直流电源的要求来进行选择。对于大多数电子仪器、设备和电子电路来说,通常是选用串联线性集成稳压器。而在这种类型的器件中,又以三端式稳压器应用最为广泛。 2 设计要求

1.初始条件: (1)集成稳压器选用LM317与LM337或其他芯片,性能参数和引脚排列请查阅集成稳压器手册。 (2)电源变压器为双15V/25W。 (3)其参考电路之一如图1所示 图1 ±1.25V-±15V连续可调直流稳压器参考电路原理图 2.主要性能指标:(1)输出电压Vo:±1.25 - ±12V连续可调。 (2)最大输出电流Iomax=800mA (3)纹波电压ΔVop-p≤5mV (4)稳压系数Sv≥3X10-3 3.设计要求:(1)依据已知设计条件确定电路形式。 (2)计算电源变压器的效率和功率。 (3)选择整流二极管及计算滤波电容 (4)安装调试与测量电路性能,画出实际电路原理图。 (5)按规定的格式,写出课程设计报告。 3 总体设计思路 在本次课程设计中我准备采用串联型稳压电路,集成稳压器选用LM317与LM337,电源变压器选用双15V/25W。 由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时,滤波电路输出的直流电压U I会随着变化。因此,为了维持输出电压U I稳定不变,还需加一级稳压电路。

开关电源课程设计

太原理工大学课程设计任务书 指导教师签名:日期:

前言 随着电力电子技术的发展,开关电源的应用越来越广泛。反激式开关电源以其设计简单,体积小巧等优势,广泛应用于小功率场合。开关电源以其小型、轻量和高效率的特点,被广泛地应用于各种电气设备和系统中,其性能的优劣直接关系到整个系统功能的实现。开关稳压电源有多种类型,其中单端反激式开关电源由于具有线路简单,所需要的元器件少,能够提供多路隔离输出等优点而广泛应用于小功率电源领域。 本论文根据输入电压经EMI滤波设计整流桥,再与直流变压器开关管构成反激电路。通过输出反馈经UC3842控制占空比,从而使输出电压稳定。反激电路中开关管开通原边线圈储存能量,副边不导通。原边关断时,线圈储存的能量通过互感向负载提供能量。输出电压反馈由TL431和光耦构成,当输出稳定时,有一个稳定的电流;当输出电压增大时,TL431分流增加,发光二极管亮度改变,使三级管电流改变,致使开关管控制导通占空比改变,从而使输出电压减小。另外,芯片UC3842引脚接一电流反馈,通过控制分压值实现截流保护,防止输出过电流。 设计中,直流变压器的设计是重点,需要计算其原边电感,原副边匝数,铁芯的选择,根据这些参数构造电路图,计算各电容电阻值及二极管承受的反压,选择合适的型号。 论文先介绍了开关电源及反激式开关电源,然后介绍器件选型,再分部分介绍主电路、控制电路和保护电路,最后附表为选择时参数参考表和总电路图。

目录 前言 第一章开关电源概述 (1) 1.1开关电源综述 (1) 1.2反激式开关电源介绍 (2) 第二章总体方案的确定 (2) 2.1总体设计思路及框图 (2) 2.2仿真原理图 (3) 第三章具体电路设计 (5) 3.1EMI滤波电路 (5) 3.2整流滤波电路设计 (6) 3.3高频变压器的设计 (7) 3.4控制反馈电路的设计 (15) 3.5保护电路的设计 (17) 3.6输出侧滤波电路设计 (18) 第四章电路仿真与结果 (19) 4.1 EMI滤波电路 (19) 4.2整流电路 (21) 4.3反激型电路 (22) 4.4反馈电路 (23) 4.5总电路 (24) 心得体会 (25) 参考文献 (26)

开关稳压电源电路设计及应用

摘要:在对线性稳压集成电路与开关稳压集成电路的应用特性进行比较的基础上,简单介绍了LM2576的特性,给出了基本开关稳压电源、工作模式可控的开关稳压电源和开关与线性结合式稳压电路的设计方案及元器件参数的计算方法。 关键词:LM2576 电源设计 MCU 嵌入式控制系统的MCU一般都需要一个稳定的工作电压才能可靠工作。而设计者多习惯采用线性稳压器件(如78xx系列三端稳压器件)作为电压调节和稳压器件来将较高的直流电压转变M CU所需的工作电压。这种线性稳压电源的线性调整工作方式在工作中会大的“热损失”(其值为V压降×I负荷),其工作效率仅为30%~50%[1]。加之工作在高粉尘等恶劣环境下往往将嵌入式工业控制系统置于密闭容器内的聚集也加剧了MCU的恶劣工况,从而使嵌入式控制系统的稳定性能变得更差。 而开关电源调节器件则以完全导通或关断的方式工作。因此,工作时要么是大电流流过低导通电压的开关管、要么是完全截止无电流流过。因此,开关稳压电源的功耗极低,其平均工作效率可达70%~90%[1]。在相同电压降的条件下,开关电源调节器件与线性稳压器件相比具有少得多的“热损失”。因此,开关稳压电源可大大减少散热片体积和PCB板的面积,甚至在大多数情况

下不需要加装散热片,从而减少了对MCU工作环境的有害影响。 采用开关稳压电源来替代线性稳压电源作为MCU电源的另一个优势是:开关管的高频通断特性以及串联滤波电感的使用对来自于电源的高频干扰具有较强的抑制作用。此外,由于开关稳压电源“热损失”的减少,设计时还可提高稳压电源的输入电压,这有助于提高交流电压抗跌落干扰的能力。 LM2576系列开关稳压集成电路是线性三端稳压器件(如78xx 系列端稳压集成电路)的替代品,它具有可靠的工作性能、较高的工作效率和较强的输出电流驱动能力,从而为MCU的稳定、可靠工作提供了强有力的保证。 一、LM2576简介 LM2576系列是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压电路,它内含固定频率振荡器(52kHz)和基准稳压器(1.23V),并具有完善的保护电路,包括电流限制及热关断电路等,利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。LM2576系列包括LM2576(最高输入电压40V)及LM257 6HV(最高输入电压60V)二个系列。各系列产品均提供有3.3

直流稳压电源设计实验报告

实训报告 题目名称:直流稳压电源电路 系部:电气与信息工程系专业班级:机制14-3 学生姓名:郭欣欣 学号:2013211171 指导教师:刘岩 完成日期:2018年1月17日

摘要 随着电子技术的快速发展,高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高,如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量,其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。 本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件稳压电路将交流电压转化为直流电压输出,并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 随着电子技术的快速发展,高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高,如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量,其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件LM317稳压电路将220V交流电压转化为5V直流电压输出,并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。 关键词: 半波整流电容滤波稳压电路稳压系数纹波电压

目录 一、设计要求 (1) 二、原理分析与设计步骤 1.直流稳压电路结构的选择 (1) 2.交流变压器 (2) 3.整流电路 (2) 4.滤波电路 (2) 5.集成稳压电路 5.1集成稳压器件LM317 (3) 5.2 LM317典型接法 (4) 6.参数计算与器件选择 (4) 6.1电路参数计算 (4) 6.2元器件清单 (5) 三、实验步骤与测试结果 1.电路搭接与仪器调试 (6) 2.性能参数测试 2.1稳压系数的测量 (6) 2.2输出电阻的测量 (6) 2.3纹波电压的测量 (7) 2.4测量结果分析 (7) 四、实验小结 (7)

开关稳压电源设计word文档

编号:E甲0904 2007全国大学生电子设计竞赛题目E: 《开关稳压电源》 参赛学生:李泉泉、满中甜、董学峰 指导教师:刘晓军、郑亚民、周强 学校:山东大学威海分校 院系:信息工程学院 2007年9月6日

开关稳压电源(E题) 摘要 该电源以单端反激式DC-DC变换器为核心。市电通过自耦式调压器,隔离变压器,整流滤波后产生直流电压,经DC-DC变换得到题目所需输出电压,实现了开关稳压电源的设计。DC-DC变换器采用脉宽调制器(PWM)UC3842,通过调节 在30V~36V范围内可调;微控制器与键盘显示构成了占空因数使得输出电压U O 控制显示模块,能对输出电压进行键盘设定和步进调整,并显示输出电压、电流的测量和数字显示功能,形成了良好的人机界面。 关键词:DC-DC变换器,脉宽调制器(PWM) 1方案论证 1.1DC-DC主回路拓扑 适合本系统的DC-DC拓扑结构为单端反激式DC-DC变换器,利用UC3824芯片作为控制核心,该芯片抗电压波动能力强,并可使负载调整率得到明显改善,而且其频响特性好,稳定裕度大,过流限制特性好,具有过流保护和欠压锁定功能。 1.2控制方法及实现方案 手动输出电压调节采用电位器改变取样回路的上下比电阻比值来改变输出电压,使其满足题目要求,该方案电路结构简单,实现方便。 键盘设定通过单片机改变模拟开关接通通道,选取取样回路的电阻节点位置,改变取样回路的上下比电阻比值来改变输出电压,实现发挥部分的键盘设定功能。 1.3提高效率的方法及实现方案 在DC-DC变换器中,主要消耗功率的元件有主回路的开关管、续流二极管、储能电感等部件。本设计中提高效率的措施主要有: 通过增加电感线径减小电感阻值; 采用低内阻的高效率MOSFET作为主回路的开关元件; 采用高速低正相压降的肖特基二极管降低其功耗。 2电路设计与参数计算 2.1电路整体设计 本设计以DC-DC变换器为核心,辅以隔离变压、整流滤波、控制显示等功能模块,完成开关稳压电源各项功能(见图1 系统框图)。

简易开关电源设计报告

四川教育学院应用电子设计报告 课程名称:Protel99 电路设计系部:物理与电子技术系专业班级:应用电子技术0901 学生姓名:x x x 学号: 指导教师: 完成时间:

开关电源电路设计报告 一. 设计要求: 直流稳定电源主要包括线性稳定电源和开关型稳定电源,由于开关稳压电源的优点是体积小,重量轻,稳定可靠,适用性强,故选择设计可调开关稳压电源,其具体设计要求如下: (1).所选元器件和电路必须达到在一定范围内输出电压连续可调,输出电压U0=+6V —— +9V连续可调,输出额定电流为500mA; (2).输出电压应能够适应所带负载的启动性能,且输出电压短路时,对各元器件不会产生影响; (3).电路还必须简单可靠,有过流保护电路,能够输出足够大的电流。 二.方案选择及电路的工作原理 方案一: 首先用一个桥式整流电路将输入的交流电压变成直流电压,然后经过电容滤波,然后在经过一个NPN型三级管Q1调整管,最后整过电路形成一个通路,达到最终的效果。 方案二: 开关电源同其它电子装置一样,短路是最严重的故障,短路保护是否可靠,是影响开关电源可靠性的重要因素。IGBT(绝缘栅双极型晶体管)兼有场效

应晶体管输入阻抗高、驱动功率小和双极型晶体管电压、电流容量大及管压降低的特点,是目前中、大功率开关电源最普遍使用的电力电子开关器件[6]。IGBT能够承受的短路时间取决于它的饱和压降和短路电流的大小,一般仅为几μs至几十μs。短路电流过大不仅使短路承受时间缩短,而且使关断时电流下降率过大,由于漏感及引线电感的存在,导致IGBT集电极过电压,该过电压可使IGBT锁定失效,同时高的过电压会使IGBT击穿。因此,当出现短路过流时,必须采取有效的保护措施。 为了实现IGBT的短路保护,则必须进行过流检测。适用IGBT过流检测的方法,通常是采用霍尔电流传感器直接检测IGBT的电流Ic,然后与设定的阈值比较,用比较器的输出去控制驱动信号的关断;或者采用间接电压法,检测过流时IGBT的电压降Vce,因为管压降含有短路电流信息,过流时Vce增大,且基本上为线性关系,检测过流时的Vce并与设定的阈值进行比较,比较器的输出控制驱动电路的关断。 在短路电流出现时,为了避免关断电流的过大形成过电压,导致IGBT 锁定无效和损坏,以及为了降低电磁干扰,通常采用软降栅压和软关断综合保护技术。 在设计降栅压保护电路时,要正确选择降栅压幅度和速度,如果降栅压幅度大(比如7.5V),降栅压速度不要太快,一般可采用2μs下降时间的软降栅压,由于降栅压幅度大,集电极电流已经较小,在故障状态封锁栅极可快些,不必采用软关断;如果降栅压幅度较小(比如5V以下),降栅速度可快些,而封锁栅压的速度必须慢,即采用软关断,以避免过电压发生。 为了使电源在短路故障状态不中断工作,又能避免在原工作频率下连续进行短路保护产生热积累而造成IGBT损坏,采用降栅压保护即可不必在一次短路保护立即封锁电路,而使工作频率降低(比如1Hz左右),形成间歇“打嗝”的保护方法,故障消除后即恢复正常工作。下面是几种IGBT短路保护的实用电路及工作原理。 利用IGBT的Vce设计过流保护电路

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