恒压电路报告.docx
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恒压电路报告
专业课综合课程设计说明书
题目：
基于单片机实现的逆变电源设计
专业：
电气工程及其自动化
班级：
2010级电气一班
学生姓名:
指导教师:
2013年6月27日
1、开关稳压源简介·······································1
二、开关稳压源电路原理分析·······························1
三、实际电路分析·········································2
（一）斩波电路方案比较·············································2
（二）PWN触发脉冲产生··············································2
（三）TL494简介····················································3
（四）实际电路图···················································5
四、实物图···············································6
五、电路仿真·············································7
六、系统测试·············································9
七、收获·················································10
参考文献·················································10
一、开关稳压源简介
稳压电源就是其输出电压相对稳定，它与人们的日常生活密切相关，也称为稳压电源、稳压器等。
随着电子技术的发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，对稳压电源的要求更加灵活多样。
电子设备的小型化和低成本化，使稳压电源朝轻、薄、小和高效率的方向发展。
设计上也从传统的晶体管串联调整稳压电源向高效率、体积小、重量轻的稳压电源迅速发展。
本设计中的开关稳压电源采用功率MOSFET（电力电子器件）作为开关管，通过TL494产生PWM信号控制其开通和关断。
电压范围：
2.6~12V可调。
二、开关稳压源电路原理分析
如图1所示，电路由开关K（实际电路中为三极管或者场效应管），续流二极管D，储能电感L，滤波电容C等构成。
当开关闭合时，电源通过开关K、电感L给负载供电，并将部分电能储存在电感L以及电容C中。
由于电感L的自感，在开关接通后，电流增大得比较缓慢，即输出不能立刻达到电源电压值。
一定时间后，开关断开，由于电感L的自感作用（可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用），将保持电路中的电流不变，即从左往右继续流。
这电流流过负载，从地线返回，流到续流二极管D的正极，经过二极管D，返回电感L的左端，从而形成了一个回路。
通过控制开关闭合跟断开的时间（即PWM——脉冲宽度调制），就可以控制输出电压。
如果通过检测输出电压来控制开、关的时间，以保持输出电压不变，这就实现了稳压的目的。
图1开关稳压电源电路
三、实际电路分析
1、斩波电路方案比较
方案一：
串联开关电路形式。
开关管V1受占空比为D的PWM波的控制，交替导通或截止，再经L和C滤波器在负载R上得到稳定直流输出电压Uo。
该电路属于降压型电路，达不到题目要求的30--36V的输出电压。
（见图2）
图2串联开关电路形式
方案二：
并联开关电路形式。
并联开关电路原理与串联开关电路类似，但此电路为升压型电路，开关导通时电感储能，截止时电感能量输出。
只要电感绕制合理，能达到题目要求的30--36V，且输出电压Uo呈现连续平滑的特性。
（见图3）
图3并联开关电路形式
方案三：
串并联开关电路形式。
实际上此电路是在串联开关电路后接入一个并联开关电路。
用电感的储能特性来实现升降压，电路控制复杂。
（见图4）
图4串并联开关电路形式
由于本题只需降压，故选择方案一。
2、PWN触发脉冲产生
采用恒频脉宽调制控制器TL494，这个芯片可推挽或单端输出，工作频率为1--300KHz，输出电压可达40V,内有5V的电压基准，死区时间可以调整，输出级的拉灌电流可达200mA，驱动能力较强。
芯片内部有两个误差比较器，一个电压比较器和一个电流比较器。
电流比较器可用于过流保护，电压比较器可设置为闭环控制，调整速度快。
3、TL494简介
TL494是一种频率固定的脉冲宽度控制器，主要为开关电源控制器而设计。
◇功能特性◇
●完整的脉冲宽度调制控制电路
●片上的振荡器可以工作在主动模式和被动模式
●片上集成误差放大器
●片上集成5.0V基准电压
●可调整的死区时间控制
●输出晶体管输出和灌入电流可达500mA
●输出控制可用于推挽式和单端式
●低压锁定
图5是TL494的内部原理图，主要包括两个放大器，一个振荡器，一个T触发器，及基准源等。
它是PWM信号的专用集成控制芯片。
图5TL494内部原理图
4、实际电路图
5、图6总体电路图
四、实物图
图7实物图俯视图
图8实物图主视图
五、电路仿真
图911.383VPWM仿真波图
图1012.213VPWM仿真波图
图117.923VPWM仿真波图
图129.512VPWM仿真波图
六、系统测试
负载效应实验
可调稳压电源在各个电压等级下的效应如下表：
1K
0.26V
1V
2V
2.98V
3.96V
5.01V
5.99V
6.98V
7.98V
9.08V
10.00V
11.01V
12.02V
3K
0.23V
0.99V
1.99V
2.97V
3.94V
5.00V
5.98V
6.96V
7.96V
9.05V
9.98V
10.99V
12.01V
差值
0.03V
0.01V
0.01V
0.01V
0.02V
0.01V
0.01V
0.02V
0.02V
0.03V
0.02V
0.02V
0.01V
结论：
恒压电源的负载效应很小，各电压等级下，在不同负载下的电压源电压的变化很小，趋于恒定值。
图13各电压等级下负载为1kΩ和3kΩ时的电位差
七、收获
用了大概一个星期的时间，终于完成了这次电力电子的课程设计。
这次课程设计中，由于自身知识的不全面，很多东西都不太懂，需要花大量时间找资料，在这个过程中对学过的知识进行了温故而知新，令我们获益匪浅。
无论是在开始设计之前的资料收集工作，还是在仿真和焊接电路时，我都付出了大量的时间和精力，这项工作也必须心细谨慎才能做得好。
虽然过程很累，但我们在本次课程设计中对学过的知识进行了温故而知新，同时也学到了很多自己没有了解的知识。
或许老师会在这次的课程设计发现还有许多不足乃至错误的地方，但我们已经很努力地尽力追求把课程设计做得更好，每一个步骤、每一个细节我们都有认真的去考虑，这让我们对电力电子的实际应用不再那么空泛，不至于只知道原理而不会去实际应用。
最后，通过此次课程设计我们学到很多东西，非常感谢许俊云老师平时的指导，希望以后能开展更多此类跟强电相关的实践课程，这对我们专业知识的实际应用能力的帮助非常之大，通过这种实践历程必定能提高我们的动手能力、应用能力。
参考文献[1]王兆安.电力电子技术.北京：
机械工业出版社，2008.
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