DC-DC开关电源设计.pdf

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1、.DC-DC开关电源设计摘要开关稳压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率。这就对电路中其它器件的频率特性提出了更高的要求。并且现在的开关调节模块大多都已经集成化,使用方便,有很高的线性和负载调节特性,转换效率高负载调整率低而且输出纹波小,这里我用lm2596开关调节器实现降压,用STC89S52为核心电路控制ADC0809模数转换对输出电压电流的监测,将监

2、测到的数据显示在液晶LCD1602上,有过流保护功能,监测电路使用的电源由降压后转换提供。关键字开关稳压电源开关调节器ADC0809STC89S52LCD1602一、设计要求和指标要求1.基本部分:1.输出可调电压5—15V,输出电流不小于1.5A,接入负载能长时间稳定工作;(15)2.DC/DC转换效率不低于70%;(5)3.能够显示输出电压,电流,误差小于2%;(10)4.U=12V、Io在0.1~1A范围内变化,负载调整率SI≤2%;(10)5.输入电压24V,输出电压稳定12V,输出电流为1.5A

3、时输出纹波..小于200mv;(10)2.发挥部分:1.输出可调电压为3—18V,输出电流达到2.5A以上,接入负载能长时间稳定工作,进一步扩展电源输出功率;(5)2.能够显示输出电压,电流,误差小于0.5%;(10)3.Uo=12V、Io在0.1~2.5A范围内变化,负载调整SI≤0.5%;(5)4.输出电压稳定为12V,输出电流为2.5A时,输出纹波小于50(10)5.输出电流为2.5A进一步提升DC/DC转换效率,使不低于85(10)6.具有输出过流保护功能,Io≥3.5A时动作;且故障排除后够恢;

4、(5)7.其他;(5)3、说明(1)输入电压由直流稳压电源提供,逆变电源全部电路均由UI供电,不得再使用其他电源;(2)负载调整率计算方法:Io=0.1A时输出电压为Uo1,Io=1A时输出电压Uo2,则负载调整率:(3)注意作品制作工艺,留出电流、电压测试端口。二、系统框图设计..三、电路设计方案选择1.DC-DC模块DC-DC模块式将输入的直流电压转换为另一直流电压,而设计要求是将24v转换为可调的稳压直流电压输出,就用到了DC降压型电路。方案一:使用隔离式的PWM(脉宽调制)控制高频开关变压器。该电

5、路电路结构简单,外围元件少。但是要用到变压器,体积大,负载调整率的,电源效率低。方案二:使用集成的开关电压调节芯片lm2596-adj,LM2596开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路,能够输出3A的驱动电流,同时具有很好的线性和负载调节特性,该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器,开关频率为150KHz。负载调整率高,能够输出小于..37V的可调电压,使用方便,且体积小。对比两个方案,电路使用方案二。2.监测显示模块方案一:使用数码管显示,数码管是由多个发光二极管封在在一起组成“8”字型的器件,引

6、线已在内部连接完成,只需引出它们的各个笔划,公共电极。有共阴,共阳两种。方案二:使用液晶显示屏lcd1602,1602液晶也叫1602字符型液晶,它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符,每位之间有一个点距的间隔,每行之间也有间隔,起到了字符间距和行间距的作用。比较两种方案将选用方案二,lcd1602操作简单,可以直接对1602的引脚直接操作。3.电流电压采样模块方案一:使用8位的adc0809多通道模拟量采集,

7、逐次逼近型转换芯片。转换速度快,转换精度高。方案二:使用8位的adc0804一路模拟量输入,操作简单,体积小,且方便电路的设计,但是该芯片只能一路模拟量输入。综合两者的比较,本实验选用adc0809。四、各个模块分析1.电压转换模块..因为由单个lm2596组成的dc-dc转换电路最高能输出3A的驱动电流,所以这里设计使用两个一样的电路进行并联增大电路带动负载能力。1.1主要元件介绍LM2596开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路,能够输出3A的驱动电流,同时具有很好的线性和负载调节特性。固定输出版

8、本有3.3V、5V、12V,可调版本可以输出小于37V的各种电压。该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器,开关频率为150KHz,与低频开关调节器相比较,可以使用更小规格的滤波元件。由于该器件只需4个外接元件,可以使用通用的标准电感,这更优化..了LM2596的使用,极大地简化了开关电源电路的设计。该器件还有其他一些特点:在特定的输入电压和输出负载的条件下,输出电压的误差可以保证在±4%的范围内,振荡频率误差在±15%的范围内

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