dc-dc开关电源设计—毕业设计

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1、目录第一部分设计要求-2-第二部分论文正文-2-2.1摘要：-3-2.2方案选择：采用反击变换器设计-3-2.3单元模块设计-4-2.3.1主回路设计-4-2.3.2控制回路设计-5-2.4电路主要参数的计算及元器件的选择-6-2.5测试方法与数据-7-2.5.1纹波噪声-8-2.5.2输入电压调整率-8-2.5.3负载调整率-9-2.5.4测试仪器-9-2.5.5测试数据：-9-第三部分结论分析和总结-10-3.1测试结果分析-10-3.2设计总结-10-第四部分附录-11-13附录一：原理图-11-附录二：参考文献-11-DC-DC开

2、关稳压电源1．1任务设计并制作如图1所示的开关稳压电源。图1电源框图1．2基本要求在电阻负载条件下，使电源满足下述要求：（1）输出电压VO：12V；（2）额定输出电流ION：5A；13（1）Vin从DC41V变到DC57V时，电压调整率SU≤2%（IO=5A）；（2）IO从0变到5A时，负载调整率SI≤5%（Vin=48V）；（3）输出噪声纹波电压峰-峰值VOPP≤1V（Vin=48V,VO=12V,IO=5A）；（4）DC-DC变换器的效率≥70%（Vin=48V,Vo=12V,IO=5A）；（5）具有过流保护功能，动作电流IO（th）

3、=6±0.2A；1．3发挥部分（1）进一步提高电压调整率，使SU≤0.5%（IO=5A）；（2）进一步提高负载调整率，使SI≤1%（Vin=48V）；（3）进一步提高效率，使≥85%（Vin=48V,UO=12V,IO=5A）；（4）排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态；（5）具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。第二部分论文正文2.1摘要：13开关电源因为其具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽等优点日益得到广泛的应用。目前，国内外开关稳压电源的发展的趋势是不断提高输出效率和输出功率。要提高输出的效率，必须提高电源的开关频

4、率。这就对电路中其它器件的频率特性提出了更高的要求。本设计采用单端正激变换器作为主回路，并且采用专用的PWM脉宽调制芯片UC3844作为主控制芯片、应用单片机AT89C52完成电流、电压采样、测量和液晶显示，实现具有输出电压稳定等各项指标优良的高效DC-DC开关稳压电源。关键字：单端正激变换器PWM控制芯片单片机2.2方案选择：采用反击变换器设计反激变换器设计，其主回路电路图如下：其工作原理为：MOSFET导通时为电能储存的阶段，这时变压器可看成一个电感，当MOSFET导通，变压器储存能量，原边绕组的电流Ip将会线性增加，当MOSFET断

5、开时，变压器释放能量，供给负载，此时原边电流降到零，副边整流二极管导通，感生电流将出现在副边。根据电感的伏秒积平衡可以得到：，所以输出电压和输入电压的关系为13,通过控制开关管的导通时间（即“占空比”）去控制输出电压，即可得到想要输出的电压。而控制占空比可以通过设计控制回路，用PWM控制芯片UC3843来控制MOSFET的导通和关断时间，进而调节占空比。2.3单元模块设计2.3.1主回路设计主回路电路图：如图所示，主回路由变压器进行了电气隔离，符合题目要求，变压器原边是输入部分，输入电压经过电容滤波后到达变压器原边两端，由MODFET控制

6、回路的导通和关断，当MOSFET导通时，变压器接受的能量除磁化电流外都传递到输出端，当其关断时，导向二极管D5反偏而不可能有钳位作用或能量泄放到回路，磁化能量将引起较大反压加13在MOSFET集-射极之间，为防止高反压的出现，设置磁复位线圈经过二极管D2，使存储的能量反送回电源Vin中，变压器副边在MOFET导通时产生感生电压，经过二极管和电容整流滤波后给负载供电，同时电感储存能量，当其断开时，电感释放能量。2.3.2控制回路设计控制回路由PWM脉宽调制芯片UC3844作为主控制芯片，用TL431的内部参考2.5V作为参考电压，经过具有电

7、气隔离特性的PC817光耦传送给UC3844的补偿端1脚，若输出电压增大或减小时，控制芯片会根据其变化来控制驱动波形的占空比，即控制MOSFET的开通或关断时间，进而使输出电压达到稳定。其电路图如下：2.4电路主要参数的计算及元器件的选择令Vin最小时，Dmax=0.42,Bm=0.2T,f=82KHZ,=85%(1)所需AP值13Pin=AP=（）1.143=0.271cm4（2）磁芯选择因为所选磁芯的AP值要使所需AP值的二倍以上，所以考虑选择EE40型磁芯，其参数为：AP=1.3824cm4,Ae=128mm2,Aw=108mm2（

8、3）原边所需匝数Np(4原边匝数比:(5)副边匝数:(6)重新核算:(7)辅助电源匝数:取13匝(8)计算：温升,（9）计算DP:13（10）MOSFET的选取：选IRF640，18A，200