最新开关稳压电源11925.docx

1、最新开关稳压电源11925开关稳压电源11925 模拟电路与系统课程设计 设计题目：开关稳压电源第一章 设计任务1.1项目名称1.2项目设计说明1.2.1设计任务和要求1.2.2进度安排1.3项目总体功能图第二章 需求分析2.1问题基本描述2.2系统问题分解及功能基本要求2.3设计原理2.4分解设计第三章 调试并分析结果4.1输入说明4.2仿真预计输出4.3测试结果记录4.4测试结果分析第四章 结论心得体会参考文献第一章 设计任务1.1 项目名称：串联开关型稳压电源 本项目的主要内容是设计并实现稳定电压作用，该电路将所学的三角波发生器、误差放大器、电压比较器、负反馈电路及占空比相结合。1.2项

2、目设计说明 本项目主要设计并实现串联开关型稳压电源。1.2.1设计任务和要求 用三级管设计一个串联型开关稳压电源,要求输入电压1015V,输出电压7V,负载470欧，SV最佳指标优于12%。 1.2.2进度安排 本项目分为五课来完成，第一次课查找资料、设计方案并画出原理图。第二次课连接三角波发生器电路，使其出现三角波。第三次课连接电路，加电压比较器，其他部分电路适当代替，使其出现矩形波。第四次课将被代替的部分用实际电路连接起来，使其出现矩形波。第五次课测出数据，对其进行分析及计算，根据任务和要求再调整数据达到预期目标。1.3项目总体功能图 第二章 需求分析2.1 问题基本描述 图2.1题目要求

3、的是要用串联开关型稳压电源，如图2.1所示，电路主要是由开关管、开关驱动电路和滤波电路组成，晶体管在电路中与负载电路呈串联结构，受基极电压的控制。滤波电路由电感L和电容C组成。驱动电路主要由取样电路，基准电压电路，误差放大器,三角波发生器和电压比较器组成，取样电路通过对输出电压分压得到反馈电压V，基准电压电路输出稳定的电压，两个信号之差经误差放大器放大后，通过电压比较器阀值电压，将三角波输出电压与阀值电压比较。其调节控制过程简述如下：VO VFVP(VP=A1(VREF-VF)D VOVO=TONT(VI-VCES)+TOFFT(-vd) DVIT=TON+TOFFTON是导通时间, TOFF

4、是截止时间D=TON/TD是脉冲占空比2.2系统问题分解及功能基本要求系统问题分解： 图2.2.1图2.2.2换能电路：如图2.2.1所示。将未经稳压的输入电压转换成脉冲电压，再经LC滤波转换成直流电压。当开关调整管处于开关工作状态，由于L、C和续流二极管的作用，负载电流始终为单方向流通的直流电流。图2.2.2显示了其对应的波形。换能电路即为开关管和滤波电路所构成的电路。控制电路：根据采样电路所采集到的输出电压变化信号，控制换能电路的工作情况，是输出电压稳定。控制电路与取样电路构成驱动电路。取样电路：取样电路主要由两个电阻所构成，通过分压得到反馈电压。基本要求：要求1:输入电压为1015伏，输

5、出为7伏，根据输出电压=输入电压矩形波的占空比，关键在于得出矩形波图像，根据图形得出占空比，调整输入电压及占空比，即可得出理想的输出电压。要求2：输入电压调整率优于12%，输出电压调整率是指在负载固定和温度不变时，稳压电路输出电压的变化量与其输入电压的变化量之比。改变一个输入电压值，记录一下输出电压值，通过数据计算调整率，如果结果不理想，调整基准电压或者输入电压即可以得到理想的调整率。2.3设计原理图2.3.1 如图2.3.1为串联开关型稳压电源原理图,图中VI未经稳压的支流输入电压,晶体管Q1为开关管,Vb为矩形波，控制开关管的工作状态，电感L1，电容C组成滤波电路,VD为续流二极管。整个设

6、计的核心就是驱动电路，驱动电路主要由取样电路（R1，R2），基准电压电路，误差放大器A1,三角波发生器和电压比较器A2组成，取样电路通过对输出电压分压得到反馈电压，基准电压电路输出稳定的电压，两个信号之差经误差放大器放大后，通过电压比较器阀值电压，将三角波输出电压与阀值电压比较。当输出电压升高时，反馈电压随之增大，与基准电压之间的差值减少，因而误差放大器的输出电压减少，经电压比较器的高电平减少，占空比也变小，因而输出电压随之减少，调节的结果令输出电压基本不变达到稳压目的。当输出电压减少时，同样依此类推，分析方法如上。通过调节控制信号的占空比来改变开关管的导通时间，从而实现稳压的目的。2.4分解

7、设计实验分为两个部分:稳定输出电压、调节电压调整管、1、先达到稳定输出电压目的：驱动电路主要是由取样电压，基准电压，误差放大器,三角波发生器和电压比较器组成。首先，选用代替法，如图2.4.1所示，用直流稳压电源代替基准电压。用信号发生器XFG1中的三角波形代替三角波发生器。其他部件不变按原理图所示连接。连接完电路之后，使其在示波器上出现稳定的矩形波。图2.4.1 图2.4.2其次，连接三角波发生器电路如图2.4.2所示，使其在示波器上出现清晰的三角波，再用实际的三角波发生器替换回去，其输出端连在原来输入位置。再用两个对接的稳压二极管替换基准电压，替换之后，使其在示波器上出现矩形波，调整基准电压

8、或调节提供集成运放电压，使其出现理想的占空比，达到我们想要的目的。该三角波发生电路信号周期的计算公式如下： T=4R2R5CR32、调整电压调整管：在稳压的基础上，调整输入电压，记录输出电压，多做几次调整5调整电路，使其达到预期的目的。SV=VOVI 第三章 调试并分析结果4.1输入说明图4.2.1中，集成运放A1，A2两端电压为10V,基准电压取5V，R1=10K,R2=10K,RL=470欧，输入电压为10V.图4.2.3中，集成运放两端电压为10V,R1=10K,R3=20K,R5=47K,R2=10K,R4=47K.4.2仿真预计输出将XFG1用信号发生器的三角波形代替，并对其进行仿真

9、，使其出现矩形波形，如图4.2.1所示，图4.2.2所示。图4.2.1 图4.2.2再将XFG1信号发生器换成如图4.2.3所示电路图，并将电路连接到示波器上，使其出现稳定的三角波（如图4.2.4）。图4.2.3 图4.2.4最后将图4.2.3的电路图替代图4.2.1中的XFG1，即可得到如下波形，得到矩形波（如图4.2.5），求出所得占空比D。 图4.2.54.3测试结果记录输入电压VI(V)10111213输出电压VO(V)77.157.227.36电压调整率SV（%）157144.4测试结果分析所测得方波的占空比D为0.7，输出电压为7伏，测量并计算得出的电压调整率有所偏差, 达到预期效果.第四章 结论 心得体会