2019基于开关电源设计的报告总结

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1、基于开关电源设计的报告总结　　设计并制作所示的开关稳压电源。　　开关稳压电源IINIOUIN隔离U1=220VAC变压器U2=18VAC整流滤波DC-DC变换器UORL　　题目要求变压器把市电转变为15V—21V，正常情况下为18V，经合适的变换器，输出30—36V步进可调的电压，其输出最大电流可达2A，电压调整率及负载调整率小于2%，电源效率大于70%。　　一、变换器的选择：　　拿到这个题目，首先是要选择合适的变换器，已知输入电压15V－21V，输出电压30－36，那么很明显要先择升压电路，以下是常用的具有升压功能的变换器：　　1.单管反激式：　　UonDUi

2、n　　其中D为开关PWM的占空比1D　　2.半桥逆变—整流电路　　UonDUin　　3.全桥逆变－整流　　Uo2nDUin　　4.双Boost电路　　UoUin1D　　电路　　UoUin1D　　变换电路　　Uo　　Uin1D　　以上这6种电路，只要选择合适的n和调整合适的占空比D就能得到输出电压大于输入电压的升压变换电路，以下是这几种电路的特点：　　电路名称单管反激式优点缺点电路特点隔离型半桥逆变全桥逆变Boost电路电路简单，输出纹波抗过压能力弱，隔离型电路较非隔小，效率高，开关管离电路的可承载功电路功率小损耗低率大，在高电压下效率较高，抗过压能开关管损耗较更

3、安全，但其损耗力较强，适用中小功高，电路较复杂较多，效率较低，率开关管损耗高，输出纹波较大，因抗过压能力强，适用电路复杂，输出此适合大电压，大大功率电路电流，大功率场合纹波大效率高，纹波小，电开关管易损坏路简单，容易控制效率高，纹波小，输出电流较大输出电压可调范围宽，效率高，纹波小电路复杂非隔离型双Boost电路Buck-Boost电路电路复杂电路简单，输出稳定，纹波小，效率高，适合对效率较高的小功率场合根据以上比较可以看出，该电路要求输出的电压较小，输出电流也较小，但对纹波指标要求较高，因此可选择比较容易控制，电路较简单的Boost升压变换电路。　　二、控制方

4、案选择　　1.采用单片机产生PWM信号控制，控制比较灵活，可以通过键盘设定对输出电压步进调整，但电路设计比较复杂，需要对反馈回路和驱动电路单独进行设计，同时对软件的要求也比较高。下面对该控制方案进行具体分析：　　首先，在单片机的选择上，于比赛要求，单片机选择肯定是TI公司的MSP430，但是就我们目前的学习来看，有两款可供选择，MSP430F149和MSP430G2553，MSP430G2553有20个引脚，IO口有16个，如果仅仅用来做显示液晶使用，IO端口还够用，但如果用来控制开关管，同时还要进行过流检测和电压电流保护功能，则IO端口需要用专用芯片扩展，如果

5、选择MSP430F149，则该单片机有64个引脚，48个IO端口，对该电路来说，具有充足的IO口余量，但同时也增加了电路的复杂性，不过在理论上这两款单片机都是可行的。　　其次，于单片机不可能直接去控制开关管，所以需要单独的驱动电路，常用的驱动芯片有IR2302、IR2110、IR2104、IR2153　　以下是这些芯片的电气特性：　　名称驱动通最高工道作电压输入逻辑电压栅极驱通/断延迟最大工动电压时间作频率IR2110双通道IR2302双通道IR2104双通道IR2153双通道　　500V600V600V600V5－15V10－20V120n\、5V5V10－

6、20V750n\200n500KHZ10－20V680n\\40n100KHZ从上表中对比可以看出，IR2110的在性能上优于IR2104和IR2302，但就电路而言，IR2110是14脚的，比8脚的IR2104和IR2302要复杂，若要设计比较好的电路，还是优先选择IR2110和IR2153　　反馈网络设计：　　对于反馈网络，有多种方案，最简单的的就是直接让单片机通过AD对输出电压进行采样，再根据比例调控PWM占空比稳定输出电压，这种方法电路比较简单，但是PWM调控是不是特别灵敏。　　用硬件辅助调控，方法是让单片机产生方波，通过运放组成的积分电路产生固定

7、频率的三角波，通过比较器与反馈电压比较产生PWM去调节MOSFET管。　　2.使用集成的开关电源控制芯片，常用的TI芯片有MC34063，UC3842，UC3843，UC3844，UC3845，SG3524，TL494，这些集成芯片一般都有过压，过流保护，采样电压输入等，只需少许的元件就能达到所要的设计要求，电路自然也就简单一些，但在电路的灵活性，可控性上局限性比较大，适用于小功率电路。　　电流采样电路：电流采样一般是在电路上串联一小于1欧的电阻，通过测电阻两端的压差来确定电流的大小，常用的电流采样芯片有INA282，MNX471，INA270.　　三、开关管的

8、选择：　　开关电源中的开