全国电子大赛论文

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1、2011年全国大学生电子设计竞赛开关电源模块并联供电系统（A题）【本科组】2011年9月4日电子设备一般都需要直流稳压电源供电。电源是最重要的一种电子器件。我们本次竞赛的题目是做一个开关电源模块并联供电系统。本次设计的电源装置体积较小，使用简单，工作稳定，调试简单，能够进行稳定供电等优点。并且无成品工件使用。模块一我们采用LM2596屯压调节器稳出8v电源，之后再经AD620进行放大，最后经LM311比较器得到电流和模块二进行连接从而调节。，一个自制DC/DC模块并联组成。而且制作简单，并且能充分的达到本

2、次竞赛的题目要求。模块二本系统还采用了数字电位器，优点是调节简单，比键盘调节方便，更适合在工业场合中使用。经过方案的论证、设计，系统的校准及测试，测试结果显示我们的设计满足竞赛题目要求关键字：硬件双重反馈调整数字电位器摘要I1系统方案1方案一：线性恒流源电路1方案二：片上系统PWM合成直流源1方案三：硬件双重反馈调整方案12系统理论分析与计算22.1主要部件的分析22.1.1LM2596介绍28V直流稳压源子系统框图打电路原理图54测试方案与测试结果64.1测试方案64.1.1输出电压Uo可调测试64.1

3、.2电压调整率测试64.1.3负载调整率测试64.1.4DC-DC变换器效率测试64.1.5过流保护动作电流测试74.2测试条件与仪器74.3测试结果及分析7参考文献9附录1：电路原理图10开关电源模块并联供电系统（A题）【本科组】1系统方案一般恒流源从电路结构上可分为线性型恒流源与开关型的恒流源，其中脉宽调制电路的恒流源又可以采用专用PWM控制器设计和单片机软件合成PWM两种方案，下面就这几种方案进行简要的分析与对比。方案一：线性恒流源电路采用原理简单，易于实现的线性恒流源电路设计，稳定性好、噪声低，适

4、用于测量场合，但不适合功率输出，例如在本次设计中要求输入电压为24V,输出电流最大为2A,所以当负载电阻为1欧姆时负载上的压降为2V,那么其余22V将消耗在线性调整管上，此时理想效率只有8.3%,效率很低，并II调整管将有44W的热功率，需要很人的散热片，系统体积大，不方便，且成本高，对于要求高效率的情况并不适用。故不采用此方案。方案二：片上系统PWM合成直流源采用片上系统的PWM产生方式，通过设计功率驱动电路和LC滤波器实现高效的能量控制变换，配以软件的PID控制算法完成恒流输出功能。该方案的外围电路最

5、简化，便于调试和维修，效率较高。但片上系统芯片的PWM频率低，256分辨时可以达到几百Khz但分辨率低率时，频率也就几KH乙滤波电感和电容体积略人一些，频率较低，会产生音频噪音，对测量精度也有影响。I大I此此方案也不采纳。方案三：硬件双重反馈调整方案这种方案的优点是调整速度快，频率可达20KHZ以上，町以降低滤波电容和电感的体积，不仅提高了控制效率，而II制作系统的体积小，电路简洁II成本较低。经系统分析与比较论证，我们采用效率高、性价比好的第三种方案，IP：硕件双重反馈调整方案。2系统理论分析与计算2.

6、1主要部件的分析2.1.1LM2596介绍LM2596开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够输出3A的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性。固定输出版本有3.3V、5V、12V,可调版本可以输出小于37V的各种电压。该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器，开关频率为150KH乙与低频开关调节器相比较，可以使用更小规格的滤波元件。由于该器件只需4个外接兀件，可以使用通用的标准电感，这更优化了LM2596的使用，极大地简化了开关电源电路的设计。IN5824斗反馈输岀LM2596O5.0:询固定

7、卑流牡ON/OFFGND220u图2-1LM2596电路图2.1.25AD620介绍图3・7仪表放大电路是由三个放大器所共同组成，其中电阻R与Rx來调整放大的增益值，其关系式如（2・1）所示，唯须注意避免每个放大器的饱和现象（放大器最大输出为其工作电压错误！未找到引用源。Vdc）o'°R、Vo=1+矿（叫-岭）（'1）图2・2仪表放大电路示意图一般而言，上述仪表放大器都有包装好的成品可以买到，我们只需外接一电阻（即式（1）屮之Rx），依照其特有的关系式调整至所需的放大倍率即可。2.1.1LM311介绍是一

8、种电压比较器集成电路。从标准的+-15V运算放大器到单5V电源用于逻辑集成电路。其输出兼容RTLQTL和TTL以MOS电路。此外，他们可以驱动继电器，开关电压高达50V,电流高达50mVo2.1.2ICL7660介绍ICL7660是Maxim公司生产的小功率极性反转电源转换器。该集成电路与TC7662ACPAMAX1044的内部电路。及引脚功能完全一致，可以直接替换丫ICL7660的静态电流典型值为仃0叭输入电压范围为1.5-