开关稳压电源的设计Word格式.docx
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1.2系统基本方案
根据题目要求,系统可以划分为变压器部分、整流滤波部分和DC-DC变换部分，以及负载部分，其中整流滤波和DC-DC变换器构成开关稳压电源。
1.2.1各模块方案选择和论证
（1）整流部分
整流电路是直流稳压电路电源的组成部分。
有以下二种方案。
方案一：
全波整流电路。
全波整流电路是利用副边有中心抽头的变压器和两个二极管构成的全波整流电路。
在全波整流电路，每只整流二极管承受的最大反向电压，是变压器次级电压最大值的两倍，因此需用能承受较高电压的二极管。
方案二：
桥式整流电路。
桥式整流属于全波整流，它不是利用副边带有中心抽头的变压器,而是用四个二极管接成电桥形式，这种电路，具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。
根据以上的分析拟定方案二。
（2）滤波部分
整流电路输出波形中含有较多的纹波成分，所以通常在整流电路后接滤波电路以滤去整流输出电压的纹波。
滤波电路有以下二种方案。
电感滤波电路。
电磁滤波输出电压较低，相输出电压波动小，随负载变化也很小，适用于负载电流较大的场合。
并且电感滤波时，应考虑到在电源断开时，电感线圈两端会产生较大的感应电势。
电容滤波电路.电容器与负载电阻并联，接在整流器后面。
利用电容器的充放电作用来进行滤波。
容量越大，滤波效果越好，输出波形越趋于平滑，输出电压也越高。
根据以上分析我们拟定方案二。
（3）DC/DC模块实现方案。
DC/DC:
是指直流/直流转换电路,是整个开关稳压电源的核心部分。
主要
的目的是进行电压的变换。
因为直流不能直接通过变压器升、降压，所以先将直流通过开关电路变成交流，频率一般是几百K，这时的交流波形没有交流电正玄波那样好。
变成交流后通过变压器进行变压，输出的交流通过整流、滤波、稳压等电路变回直流。
设计该部分电路有以下二种方案。
方案一：
基于UC3842的DC/DC变换器。
UC3842采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式，共有8个引脚。
当电源过载或输出短路时，UC3842保护电流动作，使输出脉冲占空比减小，输出电压降低，输出的供电电压也跟着降低。
同时UC3842芯片的最大输出电流无法达到要求。
方案二：
基于MC34063的DC/DC变换器。
该变换器是由MC34063、电阻、电容等器件构成，其电路图如图1.3.5所示。
控制的核心部分是芯片MC34063。
MC34063是一种低功耗、高效DC/DC开关电源稳压器。
输入电压范围为3V～40V,输出电压范围为1.25V～40V，工作频率为100～100kHz,输出脉冲电流为1.5A,。
MC34063的内部结构框图和引脚排列如图1.3.6所示。
当内部的开关管导通与关断的频率相对负载的时间常数足够高,负载上便可获得连续的直流电压。
图1.3.6图1.3.5
该电路的最大输出电流只达到1.5A，由于此芯片具有限流保护功能，我们通过外接场效应管来扩展输出电流。
根据以上分析,本设计采用方案三。
2系统的硬件设计与实现
2.1系统硬件的基本组成部分
本系统是由隔离变压器、电源控制部分和输出数字显示功能部分组成，电源控制部分是由整流滤和DC/DC变换电路构成。
系统总体框图如下：
2.2主要单元电路的设计
（1）整流滤波电路的设计
输入信号200VAC通过隔离变压器后输出18VAC，因其电路中功率较大，所以选择耐流为3A的整流桥。
对于RC滤波电路来说，C越大其滤波效果越好，且电路中的电压较大。
这时选择3300uh，50V的电容。
对整流后信号中的脉动进行消除。
后紧接着一个104的电容滤除高频杂波。
（2）DC/DC转换部分的单元电路的设计
根据题目的基本要求，输出电压在30V-36V可调，最大输出电流要达到2A等要求，我们对DC/DC的控制电路的设计以及器件的选择如图2.2.1所示。
图2.2.1
电路中的R1采用0.2欧的电阻。
因为6脚是电源端，7脚为电流取样端，6，7脚之间的电压超过300MV时，芯片将启动内部过流保护功能。
其芯片的内部的最大电流时1.5安，由公式＝0.2可知当R1=0.2时，芯片的工作效率最高。
其R2与R3理论上决定了输出电压的大小。
其输出电压由此可进行粗调的电阻范围。
其C1为定时电容，决定内部的工作频率。
C3决定输出电压的波纹系数。
（4）效率分析
DC-DC变换器效率
其中
，
。
2.2.5保护电路的设计
由于MC34063本身有内部过流保护功能.因此在设计时电路时,我们没有再次设计外部的保护电路,在测试过程,发现功能正常.
3系统测试
为了确定系统与题目要求的符合程序，我们对系统中的关键部分进行了实际的测试。
3.1测试仪器
测试使用的仪器设备如表3.1.1所示
表3.1.1测试使用的仪器设备
序号
名称、型号
数量
备注
1
数控式稳压电源：
LPS-305
茂迪（宁波）电子有限公司
2
DT9205数字万用表
深圳弘大电子有限公司
3
滑线式变阻器
福建师范大学实验室
4
TDS1012示波器
3.2整流滤波部分的测试
经变压器降低的交流电通过整流滤波后，要得到稳定的直流电。
把示波器的输入端接到该部分的输出端，观察示波器，看是否是一条直线，若有波形，则要调整滤波的电路。
本设计用3300了uF的电容滤波，又加上整流部分设计的很好，使得滤波后的电压相当稳定，在示波器上看到的是一条直线，符合要求。
3.3DC/DC的测试（负载）
本设计的要求是,有负载后电压的变化范围是15V-30V,电流最高值要达到2A，电流会随负载值的变化而变化。
负载阻值
输入电压（V）
输出电流（A）
输出电压（V）
8
18
2.06
15
25
1.8
21.6
44
1.2
29.2
60
0.8
30
3.4结论
经过对系统的测试,本设计基本达到设计制作的要求。
测试结果与设计指标的误差,是所选芯片以及各元件参数影响的,特别是电感参数的影响.
4故障分析
电路中由于电感受的Q值较小，储存能量较低，无法提供较大的电流。
可以通过增大电感的值，以增加电感的Q值，从而可以达到题目所要求的电流。
因本系统所需要的电感所在的赛区无法满足设计要求。
故暂时无法达到题目电流的要求。
只要增加电感的值，本系统完全可以达到本设计的基本要求。
5总结
本系统以单片机PIC16F877A和MC34063芯片为核心部件，利用整流滤波技术，A/D转换技术，PMW技术，并配合软件算法实现了开关稳压电源的设计，他主要包括输出30V－36V的电压，2A的电流，电压显示功能，在本次设计中，遇到了许多的问题，通过仔细分析我们体会到了团队精神和共同协作的重要性。
参考文献
1《全国大学生电子设计竞赛训练教程》电子工业出版社。
2《PIC单片机应用系统开发实例》中国电力出版社。
3《电子技术基础模拟部分》高等教育出版社。
附录:
总的电路图
PIC部分
程序代码:
//AD采集，光敏电阻控制LED的亮蔑
#include<
pic.h>
unsignedcharshuzi[]={0x3f,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7d,0x07,0x7F,0x6F,0x80};
unsignedchardongtai[]={0x01,0x02,0x04,0x08};
unsignedchark[4];
voiddelay1（）
{
unsignedchari,j;
for（i=0;
i<
20;
i++）
for（j=0;
j<
10;
j++）;
}
unsignedchardelay2（unsignedchart）
{
for（i=0;
40;
for（j=500;
j>
=0;
j--）
while（t--）;
}
voiddelay（void）
{
unsignedinti;
for（i=30;
i>
0;
i--）
{}
voiddelay4us（void）
for（i=4;
voiddisplay（void）
unsignedlongVALUE;
VALUE=ADRESH*5000/255;
k[0]=VALUE/1000;
k[1]=VALUE/100%10;
k[2]=VALUE/10%10;
k[3]=VALUE%10;
4;
delay1（）;
PORTB=dongtai[3-i];
PORTC=shuzi[k[i]];
if（i==3）PORTC+=0X80;
delay4us;
//ADGO=1;
main（）
TRISD=0X00;
TRISB=0X00;
TRISC=0X00;
TRISA1=1;
TRISA2=1;
TRISB4=1;
TRISB5=1;
ADCON1=0X04;
TRISD=0X00;
delay（）;
ADGO=1;
while
（1）
if（RB4==0）
ADCON0=0X49;
wait1:
if（ADGO==0）
display（）;
elsegotowait1;
delay4us（）;
if（RB5==0）
ADCON0=0X51;
wait2:
if（ADGO==0）
elsegotowait2;
}
}
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