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降压DCDC开关电源的设计与实现 降压DCDC开关电源的设计与实现

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1、断续的情况。因此降压开关电源有非连续电流模式和连续电流模式两种工作模式,波形图如上图与图所示。负载电流连续时的波形负载电流断续时的波形图负载电流连续时波形输出电压滤波电路原理大多数开关电源输出都是直流电压,因此,般开关电源的输出电路都带有滤波电路,图是带有滤波功能的原理图设流过电感的电流为,反电动势为,滤波输入电压为,滤波电容两端电压为,输入电压为,输出电压为。其中是储能滤波电感,它的作用是在接通期间限制大电流通过,防止输入电压直接加到负载上,对负载进行电压冲击,同时对流过电感的电流转化成磁能进行能量存储,然后在关断期间把磁能转化成电流继续向负载提供能量输出是储能滤波电容,它的作用是在接通期间把流过储能电感的部分电流转化成电荷进行存储,然后在关断期间把电荷。

2、言随着电力电子技术的飞速发展,电力电子设备与人们的工作生活的关系日益密切,而电子设备都离不开可靠的电源,进入年代计算机电源全面实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代,进入年代开关电源相继进入各种电子电器设备领域,程控交换机通讯电子检测设备电源控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源,更促进了开关电源技术的迅速发展。开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。线性电源成本在输出功率点上,反而高于开关电源,这成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术在不断地创新,这成本反转点日益向低输出电力端移动,这为开关电源提供了广泛的发展空间。开关电源技术属于电力电子技术,它运用功率变换器进行电能变换,经过变换电能,。

3、二极管,以便构成电路回路。输出的电压经和组成的分压器分压,把输出电压的信号反馈至控制电路,由控制电路来控制开关管的导通及截止时间,使输出电压保持不变。为了使负载电流连续且脉动小,通常串联值较大的电感。至个周期结束,再驱动导通,重复上周期过程。当电路工作于稳态时,负载电流在个周期的初值和终值相等。负载电压的平均值为式中为处于导通的时间,为处于关断的时间为开关管控制信号的周期,即为开关管导通时间与控制信号周期之比,通常称为控制信号的占空比。从该式可以看出,占空比最大为,若减小占空比,该电路输出电压总是低于输入电压,因此将其称为降压型转换器。负载电流的平均值为图负载电流断流时波形若负载中电感值较小,则在管断后,负载电流会在个周期内衰减为零,出现负载电。

4、件的识别检测场效应管变压器电感电流互感器电源控制芯片系列开关电源总体方案设计开关电源的工作流程电路的总体方案开关电源基本工作原理型降压型的开关电源工作原理输出电压滤波电路原理第三章电路设计及元器件参数的确定本论文设计要求主电路设计主电路原理图设计降压电路参数的确定储能滤波电感的计算及分析储能滤波电容的计算及分析主电路元器件的选取控制电路及驱动电路设计控制芯片的简化方框图及引脚介绍控制电路及驱动电路原理图设计保护电路设计第四章抗干扰设计与优化电路抗干扰设计与优化变压器的磁芯要求滤波电感的磁芯要求板抗干扰设计与优化全部元器件布局原则高频信号的干扰屏蔽第五章板的制作及调试原理图的绘制板的制作调试的判断鉴别白盒测试纹波参数的测试调试总结与分析结语附录参考文献致谢前。

5、作原理进行简单介绍。型降压型开关电源工作原理降压式变换器的输出电流较大,多为数百毫安至几安,因此适用于输出电流较大的场合。将种直流电压变换成另种固定的或可调的直流电压的过程称为交换,完成这变幻的电路称为转换器。根据输入电路与输出电路的关系,转换器可分为非隔离式转换器和隔离式转换器。降压型开关电源属于非隔离式的。降压式变换器基本工作原理电路如下图控制电路图降压式变换器基本工作原理电路其中,功率管为开关调整元件,它的导通与关断由控制电路决定和为滤波元件。当导通时,输入电压通过电感向负载供电,与此同时也向电容充电。在这个过程中,电容及电感中储存能量。当截止时,由储存在电感中的能量继续向供电,当输出电压要下降时,电容中的能量也向放电,维持输出电压不变。二极管为续流。

6、转化成电流继续向负载提供能量输出是整流二极管,主要功能是续流作用,其作用是在控制开关关断期间,给储能滤波电感释放能量提供电流通路。在关断期间,储能电感将产生反电动势,流过储能电感的电流由反电动势的正极流出,通过负载,再经过续流二极管的正极,然后从续流二极管负载电流连续时的波形负载电流断续时的波形的负极流出,最后回到反电动势的负极。图图图分别是控制开关的占空比等于时,图电路中几个关键点的电压和电流波形。图图图分别为控制开关输出电压的波形图图图分别为储能滤波电容两端电压的波形图图图分别为流过储能电感电流的波形。图时各点电压电流波形图﹤时各点电压电流波形图﹥时各点电压电流波形在期间,控制开关接通,储能滤波电感两端的电压为式中输入电压,为直流输出电压,即电容。

7、可以满足各种对参数的要求。这些变换包括交流到直流,即整流,直流到交流,即逆变,交流到交流,即变压,直流到直流。广义地说,利用半导体功率器件作为开关,将种电源形式转变为另种电源形式的主电路都叫做开关变换器电路转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节则称为开关电源。由于其高效节能可带来巨大经济效益,因而引起社会各方面的重视而得到迅速推广。当今软开关技术使得发生了质的飞跃,美国公司设计制造多种软开关变换器,其最大输出功率有等,相应的功率密度为瓦每立方厘米,效率为,功率密度已达到瓦每立方厘米,采用同整流器代替肖特基二极管,使整个电路功率提高。电源管理芯片实际上也是指具有自动控制环路和保护电路的变换芯片,是开关电源的核心控制芯片。电源管理芯片在年代中后期问世,由于替。

8、端短路保护及输入与地接反保护。满载时,工作电流最大为,纹波电压峰峰值尽量小。单面铜板手工制作。主电路设计主电路主要完成对直流电压降压和滤波两个工作。主电路原理图设计主电路原理图如下图所示控制图主电路原理图将直流电压送入主电路,通过脉宽调制控制调节输出电压平均值,再经过滤波电路使电压稳定。脉宽调制控制信号由管驱动电路发出二极管电阻和电容构成保护电路,用以缓冲管在高频工作环境下关断时因为正向电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。降压电路参数的确定本设计的主要要求输入,直流电压,输出固定电压,满载时输出工作电流,控制芯片应用系列,波的控制频率为。根据设计要求,考虑管和二极管的导通压降取,电感压降取,占空比通常取,满载时该电路取,则可以得到脉冲周期为。

9、换了大部分分立器件,使开关电源的整体性能得到大幅度提高,同时降低了成本,因而显示出强大的生命力。开关电源的发展方向是高频高可靠低耗低噪声抗干扰和模块化。由于开关电源轻小簿的关键技术是高频化,因此,国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型智能化的元器件,特别是该变二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体材料上加大科技创新,以提高在高频和较大磁通密度下获得高磁性能,而电容器的小型化也是项关键技术。我国开关电源起源于年代末期,到年代中期,开关电源产品开始推广应用。那时的开关电源产品采用的是频率为以下的技术,其效率只能达到。过多年的不断发展,新型功率器件的研的方式,它是以上二种方式的混合。本设计的降压开关电源是利用方式,转换器是开关电源的核心,下面对型降压型开关电源工。

10、。在这种情况下,流过储能电感的电流不是连续电流,开关电源工作于电流不连续状态,因此,输出电压的纹波比较大,且滤波输出电压小于滤波输入电压的平均值。参看图。当时,流过储能电感的电流上升率绝对值,虽然在接通期间小于在关断期间,但由于大于,电感存储能量每次均释放不完。在这种情况下,流过储能电感的电流是连续电流,开关电源工作于连续电流状态,输出电压的纹波比较小,且滤波输出电压大于滤波输入电压的平均值。参看图。第三章电路设计及元器件参数的确定本论文设计标准降压开关电源,扩充性极好,主要应用于电动车降压供电控制,笔记本电脑供电控制以及作为实验电源使用。本论文设计要求本论文设计具体要求标准降压开关电源输入电压直流,管耐压值,具有尖峰保护电路。输出电压直流过流过压保护输出。

11、导通时间为截止时间为满载时最小输入电压输出功率基于稳定性与安全性考虑,输入电压范围为,在实际应用中,般输入负载功率要求大于否则会发热。对于电路中的电力二极管,承受的最大反向重复峰值电压约为,最大正向平均电流约为,所以我们可以选择正向平均电流大于,反向重复峰值电压大于的电力二极管作为续流二极管。对于电路中的管,集射极承受的最大电压约为,流过的最大电流值约为,则最大耗散功率约为。所以我们可以选择最大集射极间电压大于,最大集电极电流大于,最大集电极功耗大于的管。储能滤波电感的计算及分析开关电源输出电压与控制开关的占空比有关,还与储能电感的大小有关,因为储能电感决定电流的上升率,即输出电流的大小。因此,正确选择储能电毕业设计。

12、两端的电压的平均值。当控制开关由接通期间突然转换到关断期间的瞬间,流过电感的电流达到最大值。当开关电源工作于临界连续电流或连续电流状态时,在接通和关断的整个周期内,储能电感都有电流流出,但在接通期间与关断期间,流过储能电感的电流的上升率绝对值般是不样的。在接通期间,流过储能电感的电流上升率为在关断期间,流过储能电感的电流上升率为,因此当时,流过储能电感的电流上升率,在接通期间与关断期间绝对值完全相等,即电感存储能量的速度与释放能量的速度完全相等。在这种情况下,流过储能电感的电流为临界连续电流,且滤波输出电压等于滤波输入电压的平均值。参看图。当时,流过储能电感的电流上升率绝对值,虽然在接通期间大于在关断期间,但小于,这表示流过储能电感的电流提前过零,即有断流。

参考资料:

[1]江西某大学污水厂毕业设计(第94页,发表于2022-06-24)

[2]建筑给水排水工程设计(第41页,发表于2022-06-24)

[3]建筑钢结构焊接变形控制研究(第34页,发表于2022-06-24)

[4]简易自动电阻测试仪(第25页,发表于2022-06-24)

[5]简易自动打铃系统(带程序版)(第20页,发表于2022-06-24)

[6]简易无线遥控系统设计2(第15页,发表于2022-06-24)

[7]简易网络导纳分析仪(第18页,发表于2022-06-24)

[8]简单的个人网络嗅探器(Sniffer)的设计与实现(第33页,发表于2022-06-24)

[9]剪叉式液压升降机设计(第49页,发表于2022-06-24)

[10]减速装置设计2(第47页,发表于2022-06-24)

[11]钾长石KAlSi3O8-CaO-Fe2O3-CaF2体系烧结复合铁酸钙生成的固相反应特性研究(第38页,发表于2022-06-24)

[12]家用煤气报警器硬件设计(论文)(第47页,发表于2022-06-24)

[13]家电电话远程控制系统设计(第18页,发表于2022-06-24)

[14]夹具毕业论文(第30页,发表于2022-06-24)

[15]继电保护课程设计(第44页,发表于2022-06-24)

[16]计算机专业优秀论文(第18页,发表于2022-06-24)

[17]计算机专业毕业设计论文基于struts+Hibernate的财务报销系统(第38页,发表于2022-06-24)

[18]计算机系信息管理毕业论文(第42页,发表于2022-06-24)

[19]计算机系统结构课程设计(第30页,发表于2022-06-24)

[20]计算机图书管理系统毕业论文(第41页,发表于2022-06-24)

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