模拟电子技术课程设计开关电源.docx

1、模拟电子技术课程设计开关电源开关电源 课程设计目录1.课程设计的任务及要求1.1课程设计任务1.2课程设计要求2.课程设计的方案及选择2.1方案一2.2方案二2.3方案选择3.框内电路设计3.1信号产生电路3.2功率开关3.3滤波电路3.4反馈电路3.5保护电路4.整体电路仿真及计算4.1总电路图4.2 EWB仿真5.电路草图6.电路实际调试中的问题及解决方案7.器件表8.心得体会9.参考文献1.课程设计的任务及要求1.1 课程设计任务降压DC-DC变换（开关电源）1.2 课程设计要求 1、12V输入- 5V/1A输出 2、1A输出电压跌落小于等于30mv 3、1A输出电压纹波Vopp小于等于

2、50mv 4、1A输出电压尖峰Vop小于等于200mv 5、效率大于等于70%2.课程设计的方案及选择2.1方案一驱动方式DC-DC转换电路 首先通过一个信号产生电路产生12V方波信号，再通过功率开关，以及滤波电路，将该方波信号转换为一个直流信号，最后通过反馈控制来使其输出稳定5V电压。同时，为了避免电流过大，我们设置一个保护电路。结构图 控制占空比（上拉电阻1K-几K，不宜过大）原理将平均输出电压予以降低，可以将输入接在输出端，通过调节其输出电压来达到调节负载之目的，以保护输出电压在其最大功率点的电压和电流处。2.2方案二自激DC-DC降压电路结构图：滤波电路功率开关信号产生电路 反馈电路2

3、.3方案选择本次试验我选择的是方案一，分析如下：器件方面：方案一较方案二需要更多的原件，方案二占有一定优势；实际操作方面：方案一较方案二更易理解、操作。综上所述，我们不难发现两种方案都各有各的特点，但方案一可以让我更进一步地掌握一些基础知识，以及锻炼自我调试方面的实际能力，因此选择方案一。3.框内电路设计3.1信号产生电路 此部分电路采用了555芯片，3端输出频率，占空比应为85%以上。其中555芯片是一种具有广泛用途的单片集成电路，只要在其外部接上能够适当的电阻、电容等元件，就可以方便的构成施密特触发器、多谐振荡器等脉冲信号的产生和变换电路及其他应用电路。目前，已广泛应用于工业控制、定时、放

4、生、电子乐器等诸多领域。 该电路的功能是信号产生电路，之后再使用运算放大器作为缓冲级，并在其输入及反馈支路上串联电阻提高精度，使信号传输到下一级。555定时器构成的多谐振荡器如下：T(PH)=0.7（R1+R2）C1T(PL)=0.7R2C1T= T(PH)+ T(PL)=0.7(R1+2R2)C1占空比：（R1+R2）/（R1+2R2）仿真结果：（12V的方波）3.2功率开关 主开关电路主要控制电路的导通。因为由振荡电路产生的是方波电压，所以有高电平也有低电平，而主开关电路则负责在高电平是导通，低电平时的不导通。所以，应该运用两个三极管来实现这个要求。仿真结果：3.3滤波电路经过滤波电路滤波

5、以后，方波变为一条直线，输出直流稳定电压。该部分电路采用了大功率管和中功率管，其中三极管可以说该电路中最重要的器件，它最主要的功能是电流放大和开关作用。仿真结果：3.4反馈电路该部分主要功能是使输出电压稳定为5V，通过将输出电压与5V进行比较，然后通过反馈电路来使输出端输出稳定的5V直流电压。仿真结果：3.5保护电路最后一个模块为保护电路，当负载电路电流超过1A时，电路将起到保护作用。开关电源在设备正常使用的情况下，还应当满足外界或自身电路或负载电路出现故障的时，也能安全可靠地工作。（上拉电阻应在1K-几K，不宜过大，试验中取3K）4.整体电路仿真及计算4.1总电路图T(PH)=0.7（R1+

6、R2）C1T(PL)=0.7R2C1T= T(PH)+ T(PL)=0.7(R1+2R2)C1本实验中，占空比：（R1+R2）/（R1+2R2）=91.7%4.2 EWB仿真发现最后输出的电压为4.9754V，符合设计要求的，说明在EWB的仿真上，该电路草图是正确的。5.电路草图（见附录）6.电路实际调试中的问题及解决方案本次模电实验，我在连线和调试的过程中遇到了诸多问题，在自己的分析和老师的指点迷下顺利完成实验，就实验中遇到的问题及解决方案总结如下几点： 555计时器占空比不高； 通过改变555计时器的2脚及7脚引出的电阻阻值，R1换为10K，R2换为1K，占空比上升为91.7%。 连完滤波

7、电路后，输出的波形不是一条12V的直线，而是输出电压值为零检查线路后发现，电容、二极管接地没有接好，导致输出的电压值为零，改正后，输出波形正常。 在做实验时，电容突然烧掉。通过检查发现，我的电容正负极极性接反了，导致电容烧掉的结果，重新换过电容后接对极性就可以了。 总电路输出为零仔细检查后发现夹器件的那个夹子只有a,b,c,d,e是联通的，更换后输出就正常了。 在调解滑动变阻器的时候，电压变化不明显，从10V-12V之间变化。 将变阻器从10 k改为4.7k，这样调节起来就明显了。 大功率管很烫，效率过低将中功率管和大功率管之间的电阻换为360后，效率得到较好提升，大功率不像以前那么热。 反馈

8、电路接好之后，带负载能力不是很强，接上5的电阻后，电压降幅大仔细检测电路各个环节之后发现，我所用的稳压管两端电压高达12V，稳压管和实验要求的规格不一致。更换之后，电压降幅控制在30mv之内。7.器件表定 值 电 阻100X2360X11KX43KX1470X310X10.1X1电容0.01fX21000fX1电感470HX1集成运算放大器LM339X1晶体管二极管X1三极管X2555X1稳压管3V稳压管X1示波器双综示波器X1滑动变阻器10KX2外用表X1大功率管X1中功率管X1直流电源12VX1导线若干8.心得体会两周的模拟电子技术课程设计，五天30小时的实验室的充实生活，让我颇有感悟。想

9、要真正做成一件事情，其实比我想象的要更加的艰巨和来之不易。要顺利做好本次试验，首先的有一个不畏难的心态，并且在试验课上认真听好老师所强调的方方面面，避免试验时走更多的弯路。其次，在明白试验目的及注意事项之后，应该提前准备好试验所需的仿真图及电路手绘草图，做到心中有数。其实，真正让我记忆犹新的是连续五天的自己亲自动手制作的过程。从周六下午开始，自己便带上准备好的器件和草图，来到实验室，开始研究怎么做好一个开关电源。通过不断地练习，接线板上的接线技巧较开始的手拙有了较大改善，接线更加的得心应手。一步步的按要求接线、检测，但总是会出现意想不到的错误。这些错误有的是明显的接线问题，如接地没接好；而有些

10、错误却十分的隐性，如做到反馈电路时总不能将输出电压调到5V。随后，我虚心的请教同学、老师，共同探讨解决的方案。我想，这样充实的过程虽然让我有点焦虑不安，但现在看来只有那些切身的经历才能使我真正的得到成长，学到更多实用的技巧。也就是这样，自己动手制作的过程中不断地出现问题，然后又集中精力将其彻底解决。这样的心路历程，教会我成功其实更多的平时积累和过程中艰辛的付出。唾手可得的东西并不能带给人以成长，自己亲身一点一滴做出来的东西才更加的实实在在、耐人寻味。最后，我得感谢实验过程中给予我帮助的老师同学们，谢谢大家无私的指导和帮助，我也希望我们能一起走的更远!9.参考文献参考文献： 电路（第五版） 邱关源 主编 高等教育出版社 模拟电子技术基础（第四版） 华成英 童诗白 高等教育出版社 数字电子技术基础 张申科 崔葛瑾 主编 电子工业出版社 电子技术基础 康华光 主编 高等教育出版社 开关电源的原理与设计（修订版） 张占松 蔡宣三编著 电子工业出版社