dc-dc开关电源设计论文

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1、黑龙江科技学院第八届大学生电子设计大赛黑龙江科技学院第八届大学生电子设计大赛题目:高效DC-DC开关稳压电源组长：陈祥杰小组成员：刘振涛、齐书恒指导老师：张秀时间：2012年5月-29-黑龙江科技学院第八届大学生电子设计大赛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方案论证及选择-3-2.2.1方案一：采用反击变换器设计-3-2.2.2方案二：采用单端正激变换器设计-4-2.2.3方案比较及选择-4-2.3单元模块设计-5-2.3.1主回路设计-5-2.3.2控制回路设计-6-2.3.4输出显示部分设计-7-2.4电路

2、主要参数的计算及元器件的选择-17-2.5测试方法与数据-19-2.5.1纹波噪声-19-2.5.2输入电压调整率-19-2.5.3负载调整率-20-2.5.4测试仪器-20-2.5.5测试数据：-20-第三部分结论分析和总结-21-3.1测试结果分析-21-3.2设计总结-22-第四部分附录-23-附录一：原理图-23-附录二：参考文献-24--29-黑龙江科技学院第八届大学生电子设计大赛第一部分设计要求1.1任务：设计并制作如图所示开关稳压电源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：3.3V；（2）额定输出电流IO

3、N：10A；（3）Vin从DC41V变到DC57V时，电压调整率SU≤2%（IO=10A）；（4）IO从0变到10A时，负载调整率SI≤5%（Vin=48V）；（5）输出噪声纹波电压峰-峰值VOPP≤100mV（Vin=48V,VO=3.3V,IO=10A）；（6）DC-DC变换器的效率≥60%（Vin=48V,Vo=3.3V,IO=10A）；（7）具有过流保护功能，动作电流IO（th）=11±0.2A；-29-黑龙江科技学院第八届大学生电子设计大赛第二部分论文正文2.1摘要：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

4、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方案论证及选择2.2.1方案一：采用反击变换器设计激变换器设计，其主回路电路图如下：-29-黑龙江科技学院第八届大学生电子设

5、计大赛其工作原理为：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,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。2.2.2方案二：采用单端正激变换器设计

6、用单端正激变换器设计，其主回路电路图如下:由于电压等级的变换、安全、系统串并联等原因，开关电源带的输入与输出往往需要如图所示的变压器来进行电气隔离。当MOSFET导通时，原边绕组两端电压为上正下负的Vin，副边感生电压为上正下负的，二极管D1导通，D2截止，此时电感储存能量，当MOSFET断开后，电流转移到磁复位绕组中，磁复位绕组有下正上负的Vin，则副边绕组两端有下正上负的Ns/Nm*Vin，二极管D1截止，D2续流导通，电感释放能量，供给负载。同样根据电感的伏秒积平衡可以得到输入电压与输出电压的关系：（Ns/Np*Vin-Vo）DT=Vo(1-D)

7、T,所以Vo=Ns/Np*D*Vin。也可以通过调节占空比来控制输出电压。-29-黑龙江科技学院第八届大学生电子设计大赛2.2.3方案比较及选择方案一，采用反激变换器设计时，虽然简单低耗，但是经过计算，得知其峰值电流超过30A，并且纹波电压比较大，而采用单端正激变换器设计时，最大峰值电流为10.99A，相对较小，这样的话，铜损较小，并且输出纹波电压较小，正激变换器的能量储存于输出电感是有利的，储能电容可以取得很小，因为它只用来协助降低输出纹波电压，而且相对于反激变换器而言，电容上通过纹波电流额定值要求小一些。经过综合考虑之后，我们选择用单端正激变换器作

8、为主回路来设计符合题目要求的开关电源。2.3单元模块设计2.3.1主回路设计主回路电路图：如图