EIiTon=(U0-E>IiToff<1)
化简得:
U0=(Ton+Toff>/Toff=T/Toff×E<2)
<2)式中的T/Toff≥1,输出电压高于输入电压,即升压斩波电路。
<2)式中T/Toff表示升压比,通过调节升压比的大小就可以改变输出电压的大小,从而达到升压的目的。
若定义斩波电路的占空比:
K=T0n/T
则输出电压为:
U0=Ton×U/Toff=Ton×U/(T-Ton>=k×U/(1-K>(3>
式<3)中,若改变占空比k则输出电压即可于输入电压,也可能低于。
由此可知当0<k<1/2时,斩波器输出电压低于直流电源输入,此时为降压电路。
当1/2<k<1时,斩波器输出电压高于直流电源输入,此时为升压斩波电路。
2.升压斩波电路参数选择
⑴储能电感L:
根据输入电压和输出电压可决定最大占比即:
当输出最大负载时至少应满足电路工作在电流连续工作模式下,即必须满足:
同时考虑在10%额定负载以上电流连续的情况,实际设计时可以假设电路在额定输出时,电感纹波电流为平均电流的20%-30%,为不增加输出纹波电压就需增加输出电容C2,取30%为平衡点,即L电感量选取180~300uH且通过5A以上电流不回饱和的电感。
⑵输出二极管D和输出电容C的选择:
升压电路中输出二极管D必须承受和输出电压值相等的反向电压,并传导负载所需的最大电流。
二极管的峰峰值电流Id=1.5A,根据需要此电路的二极管可选用6A/50V以上的快速恢复二极管,如正向压降低的肖特基二极管,整个电路的效率将得到提高。
输出电容C2的选择主要取决于对输出纹波电压的要求,纹波电压与电容的等效串联电阻有关,电容器的允许纹波电流要大于电路中的纹波电流。
电容的等效电阻约为0.3Ω,由于低温时电容的等效电阻将增大,故应按低温下的等效电阻来选择电容器,因此应选择200uF/50V以上频率特性较好的电解电容。
六.电路整体分析
整体电路如图所示,电路由三部纷纷组成:
⑴启动电路,即降压整流滤波电路,这一部分电路主要是得到DC-DC的输入电压和为UC3824提供驱动电压。
⑵PWM脉冲控制驱动电路,它的主体是芯片UC3842,以及他的外围电路组成。
⑶输出部分,它是由一个升压斩波电路构成,结构原理简单。
仿真电路
输出波形
七.电路测试
测量电路如图所示<1、2、3、4、5、6、7为测量点):
理论仿真结果:
⑴输出电压范围28~36V;
⑵输出最大电流I0=2A。
⑶电压调整率Su=0.069%<2%;
⑷负载调整率Si=3.164%≤5%。
⑸输出噪声纹波电压峰-峰值Vopp=290mv≤1V。
⑹DC-DC变换器的效率η=88.46%≥70%。
⑺过流保护:
过流保护电流为2.51A
八.涉及调试及解决方案
标号
设计调试中的问题
解决方案
1
降压整流滤波电路响应时间长,有等待时间
不断调整<加大)整流滤波电容
2
PWM控制器的输出脉冲波形有失真
减小储能电感和输出电容,找到适当的值,并且调节UC3842①②脚的补偿网络,改变放大器的增益和频响。
3
uc3842输出驱动波形不稳定
在他的输入端增加一个滤波电容,对输入进行再一次的滤波,通过调节找到合适的电容。
4
在测试输出时有较大的纹波
改变驱动mos管
5
使用软件进行仿真时,响应太慢
属于软件弊端
在设计过程中遇到很多问题,但是通过我们的商量,很多问题都得以克服,凭我们的能力也并不是所有的问题都能解决,电路的整体设计还有几处没有达到题目要求,整体效果不是太理想(只局限于理论分析>。
题目中的发挥部分只有一小部分可以实现,像进一步体改负载调整率使Si≤0.5%、具有输出电压、电流的测量和数字显示功能等暂时还没有更好的办法解决。
但是我相信这些问题都是暂时的,只要我们积极认真去努力不管什莫问题都还是可以解决的。
当然了如果电路所需原件都能有或者有相似的比如说电感<精密电感)可能没有想要的合适的原件就可能导致整个电路的设计受阻<只局限于理论通过)。
当然了这要看条件、配置等