菜鳥升級:穩壓電源設計寶典
發布時間:2014-11-21 責任編輯:echolady
【導讀】本文主要通過幾個部分來解析穩壓電源的設計,分別是整流濾波電路、AC-DC變換電路、DC-DC穩壓變換電路。本次設計通過調節取樣電阻形成閉環反饋回路。設計的係統具有高效率、高精度、電壓調整率低、調整速度快、輸出波紋小的特性。
1 穩壓電源的設計方案
可知DC-DC變換的種類分為:gelihefeigeli。shurushuchugelisuirananquanxishubijiaogao,keshigelibianyaqihuiyouloucihesunhaodengbulidequedian,congerhuizaochengxiaolvjiangdi,genjubenyanjiudeyaoqiu,bingmeiyouyaoqiushurushuchugeli,suoyizuizhongjuedingxuanzedeshifeigelifangshi,jizhongfanganruxia:
1.1 串聯開關電路
占空比為D的PWM波控製開關管Q1,從而達到這樣的一個效果,交替導通或截止,再經L和C濾波器在負載R上得到穩定直流輸出電壓Uo。本電路屬於降壓型電路,題目要求的30--36V 的輸出電壓是實現不了的。
1.2 並聯開關電路
串(chuan)聯(lian)開(kai)關(guan)電(dian)路(lu)與(yu)並(bing)聯(lian)開(kai)關(guan)電(dian)路(lu)原(yuan)理(li)很(hen)相(xiang)似(si),但(dan)是(shi)此(ci)電(dian)路(lu)為(wei)升(sheng)壓(ya)型(xing)電(dian)路(lu),在(zai)開(kai)關(guan)導(dao)通(tong)的(de)時(shi)候(hou),電(dian)感(gan)開(kai)始(shi)儲(chu)能(neng),在(zai)截(jie)止(zhi)的(de)時(shi)候(hou),電(dian)感(gan)能(neng)量(liang)開(kai)始(shi)輸(shu)出(chu)。所(suo)以(yi)電(dian)感(gan)繞(rao)製(zhi)隻(zhi)要(yao)是(shi)合(he)理(li),就(jiu)能(neng)達(da)到(dao)題(ti)目(mu)要(yao)求(qiu)的(de)30-36V,並且輸出電壓Uo呈現連續平滑的特性。(圖1)

圖1
下麵是串並聯開關電路形式,也稱為升降壓式開關電路,反轉式開關電路。無論在開關管VT1之(zhi)前(qian)的(de)脈(mai)動(dong)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya),高(gao)於(yu)或(huo)低(di)於(yu)輸(shu)出(chu)端(duan)的(de)穩(wen)定(ding)電(dian)壓(ya),此(ci)電(dian)路(lu)均(jun)能(neng)實(shi)現(xian)功(gong)能(neng)。實(shi)際(ji)上(shang),本(ben)電(dian)路(lu)是(shi)在(zai)串(chuan)聯(lian)開(kai)關(guan)電(dian)路(lu)是(shi)通(tong)過(guo)在(zai)後(hou)加(jia)入(ru)一(yi)個(ge)並(bing)聯(lian)開(kai)關(guan)電(dian)路(lu)。用(yong)電(dian)感(gan)的(de)儲(chu)能(neng)特(te)性(xing)來(lai)實(shi)現(xian)升(sheng)降(jiang)壓(ya),電(dian)路(lu)控(kong)製(zhi)式(shi)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za)的(de)。
考慮到本設計是隻需要升壓的,所以選擇方案二。(圖2)

圖2
2 單元電路設計與分析
2.1 AC-DC 變換電路(圖3)

圖3

3.1 總原理圖(如圖5)

圖5
本設計是將220V市電經過降壓整流濾波,從而得到比較穩定的直流電壓,改直流電壓經Boost升壓斬波電路升壓後在濾波得到平滑的直流輸出,同時,UC3843輸出PWM信號驅動開關管從而控製閉環反饋。研究中,調整分壓電路,使輸出電壓穩定在30~36V之zhi間jian,在zai輸shu出chu電dian壓ya增zeng高gao時shi,反fan饋kui信xin號hao和he參can考kao電dian壓ya比bi較jiao後hou,誤wu差cha放fang大da器qi輸shu出chu增zeng加jia,從cong而er使shi輸shu出chu脈mai衝chong寬kuan度du變bian窄zhai,變bian短duan了le開kai關guan管guan導dao通tong時shi間jian,從cong而er降jiang低di輸shu出chu電dian壓ya。按an照zhao同tong樣yang的de道dao理li,當dang輸shu出chu電dian壓ya降jiang低di時shi,參can考kao電dian壓ya和he反fan饋kui信xin號hao比bi較jiao後hou,誤wu差cha放fang大da器qi輸shu出chu減jian小xiao,從cong而er使shi輸shu出chu脈mai衝chong寬kuan度du變bian寬kuan,開kai關guan管guan導dao通tong時shi間jian變bian長chang,輸shu出chu電dian壓ya會hui升sheng高gao。因yin此ci閉bi環huan反fan饋kui調tiao節jie的de最zui終zhong結jie果guo是shi使shi輸shu出chu電dian壓ya穩wen定ding在zai30~36V之間。並且本,電路是具有過流保護功能,當輸出電流大於2A 時,誤差放大器輸出也會增加,輸出電壓減小,會起到限流作用,從而保護場效應管。
3.3 元器件的清單(圖6)

圖6
本次係統設計通過UC3843脈寬控製器,實現對BOOST升壓斬波電路穩壓輸出,通過整流濾波電路,過流保護電路,DC-DC變換電路穩壓反饋電路部分的調節,實現對Boost升壓斬波電路平滑調壓輸入220V市電輸出在30~36V之間可調。本文是菜鳥升級的首選,希望讀者閱讀此文後,能夠充分掌握穩壓電路的相關知識。
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