最新开关电源学习资料PPT课件.ppt

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1、开关电源学习资料题目一、任务设计并制作如图1所示的开关稳压电源。题目二、要求在电阻负载条件下，使电源满足下述要求：1．基本要求输出电压UO可调范围：30V～36V；最大输出电流IOmax：2A；U2从15V变到21V时，电压调整率SU≤2%(IO=2A)IO从0变到2A时，负载调整率SI≤5%(U2=18V)输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤1V（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；DC-DC变换器的效率≥70%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；具有过流保护功能，动作电流IO=2.5±0.2A评分标准评分标准评分标准题目分析何为电源？答：1.电源是功率系统，是其它系

2、统最基本的输入，有电力系统的地方就有电源。2.按照其它系统的要求，电源可以分为一下几大类：线性电源，开关（DC-DC)电源，逆变（DC-AC）电源，“顺”变（AC-DC）电源。这些当中开关电源和逆变电源是难点，也是常考点。电源一般有哪些指标？答：直流电源：输出功率，效率，精度，交流纹波，负载调整率，电压调整率。交流电源：输出功率，效率，精度，总谐波失真，频率稳定性，幅值稳定性。电源难不难？答：相比于仪器和控制，电源重在实践，但是不轻于理论。要敢于尝试，创新。要有自己的想法和积累的经验。题目分析要求:输出电压UO可调范围：30V～36V；最大输出电流IOmax：2A；保护功能U2=1

3、5~21VUIN=(1.2)U2=18-26V升压1.15~2倍升压电路题目分析系统方案设计时最简单的方案才是最稳定的，我们不计成本，用最好的芯片力求换取最简单的方案。比如我们在测量本题的30至36V输出电压时，简单的分压跟随测量进入AD的电压是3至3.5V左右，与AD的满量程相差甚远，因此有人考虑采用线性运算电路，将30至36V转换到0至5V测量，这样甚好，但是电路相对就复杂了，我们可以用更准确的AD（如ADS1118）来测量，问题迎刃而解。所以本题我们不考虑什么反激电路，半桥电路等，我们就用最简单的BOOST电路：题目分析单管反激式：半桥电路：BOOST拓扑分析开关导通电感电流

4、和电感两端电压满足这样的关系：开关关断电感电流和电感两端电压满足这样的关系：BOOST拓扑分析整个周期电感电流波形是这样的：BOOST拓扑分析以上是BOOST电路工作的两种状态，那么BOOST电路输出与输入有什么关系呢，有很多方法可以推倒出来，我们不妨以电感为对象，由能量守恒可知电感在开关导通时充的能量与开关关断时释放的能量相等。设开关导通时间为Ton，关断时间为Toff，IL为整个工作周期电感的平均电流。开关导通时电感积累的能量为Pin=Uin*IL*Ton。开关关断时电感释放的能量为Pout=（Uo-Uin）*IL*Toff。由于Pin=Pout可得:上式左边便是开关PWM占空

5、比D。需要注意的是这个结果是电感电流始终不为零推倒的，实际上在不加负载时电感上的电流不是连续的，但是仍然可以借助于能量守恒来分析，请同学们自己看书。BOOST拓扑分析在上述分析中我们得到BOOST拓扑在电感电流连续的情况下输入输出电压与开关占空比的关系：那么是不是我们给定了一个占空比，就能得到一个稳定的输出了吗，答案是不可能的，其一输入电压Vin在不断变化，其二负载的变化也会让电感电流进入不连续工作状态，因此我们需要反馈，当输出电压小于期望值时我们将开关占空比增加，同理，大于时减小占空比。反馈的方式有两种，一种是最常用的硬件反馈，一种是软件反馈。我们先来讨论硬件反馈。BOOST电路

6、分析经典开关电源控制芯片UC3842是硬件反馈很常用的器件，以下是UC3842在BOOST电路中的应用：BOOST电路分析软件反馈则是指单片机或者FPGA用AD采集BOOST电路输出电压然后与设定电压相比较来改变开关PWM占空比，继而调节输出。软件反馈相比于硬件反馈更显灵活，是后期常用的方式，硬件反馈是基础，软件反馈是升华。AD采样BOOST参数设计——电感前面介绍了BOOST电路基本组成和控制策略，下面将要介绍BOOST电路内部具体参数的设计，首先是电感的设计。设计电感的前提是要知道流过电感的最大电流平均值，就是在满载的情况下，这里不加证明的给出电感电流公式（精通开关电源设计P3

7、8页）：其中Io是输出电流，D是开关管最大占空比。之前说过电感电流波形是这样的：BOOST参数设计——电感我们建立这样一个原则：设开关导通时间为Ton，则：,f为开关频率。导通时电感电流上升斜率为：那么：从而可以得出电感：对于本题Uin（min)=18V，Uo（max）=36V，Io=2.5A，我们以3A计算，f取50KHz，从而可以算出电感值为100uH。BOOST参数设计——电感仅仅算出电感值不够，我们还要确定用什么样的磁芯和多少线径的铜线绕制，在这之前，我们要简