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1、电子技术课设 电子技术基础 课程设计任务书20102011学年 第一学期第19周20周 题目小型两倍压反向DC-DC转换器内容及要求 1、要求将6-15V的直流输入电压反向转换为12-30V的输出，2、最大负载电流可达30mA左右。进度安排1、方案论证 2天2、分析、设计、 3天3、焊接、调试、实现 3天4、检查、整理、写设计报告、小结 2天学生姓名：指导时间指导地点： 楼 室任务下达2011年1月4日任务完成2011年1月14日考核方式1.评阅 2.答辩 3.实际操作 4.其它指导教师系（部）主任注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。2、课程设计结束后与

2、“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。 目录目录.1总体方案的设计与选择.2总体电路图及印刷板图.4计算机仿真.5安装调试.6心得体会.8参考资料.91、总体方案的设计与选择1、方案设计：方案一：首先将直流电转换成交流电如图1-1全桥逆变电路。它共有4个桥臂，可以看成有两个半桥电路组合而成。把桥臂1和4作为一对，桥臂2和3作为另一对，成对的两个桥臂同时导通，两对交替各导通；R为电压输出端负载，假设电感L无穷大。开始时V1和V4导通。输出电压为，时刻时V3和V4栅极信号相反，V4载止，V3不能立即导通，VD3导通续流。因为V1和VD3同时导通，所以输出电压为零。到下一时刻是V1和V2

3、栅极信号反向，V1载止，二V2不能立即导通，VD2导通续流，和VD3构成电流通道，输出电压为。到负载电流过零并开始反向是VD2和VD3载止，V2和V3导通，输出任为，再下一时刻V3和V4栅极信号再次反向，V3载止，而V4不能立即导通，VD4导通续流，输出再次为零。如此重复以上过程。可知输出为交流电。 图1-1 全桥逆变电路 将输出的交流电通过变压器升压并整流可得所需的直流电，如图1-2单项全波整流电路所示。交流电通过变压器升压输出，在正半周，VT1工作，变压器二次绕组上部分流过电流，负半周，VT2工作，变压器二次绕组的下半部分流过反方向的电流。如此反复，再经过电容C2的整流可得所需的直流电。

4、图1-2 单项全波整流电路 综上所述把两电路综合起来可得直流升压电路，如图1-3直流升压电路图一所示 图1-3 直流升压电路方案二：电路图如图所示， 图1 小型两倍反相DC-DC转换器电路图 电路主要由555时基电路与二极管反向倍压电路组成。图中，555时基电路A在这里接成振荡频率为数千赫兹的另类自激多谐振荡器，电路起振原理：初次通电时，电容C2两端电压为零，所以时基电路置位，3脚输出高电平，此时高电平经电阻R向电容C2充电，故使时基电路的6脚电平上升，当升至电源电压2/3时，时基电路复位，3脚与7脚跳变为低电平，C2储存的电荷就通过R向3脚与7脚放电，从而使2脚电平下降，当降至电源电压1/3

5、时，时基电路又置位，3脚输出高电平并再次经R向C2充电.周而复始，电路产生振荡，3脚就交替输出高电平与低电平。 在忽略二极管的正向压降和555时基电路内部电压降的条件下，当555的3脚输出高电平时，C3经VD1充电至输入电源电压Vi；当555的3脚输出低电平时，C3电荷经555的3脚与VD2向C5充电，即C3电荷向C5反向转移，使C5上端获得负电压；当555的3脚再次输出高电平时，C5电荷通过VD3向C4充电，即C5电荷向C4转移；当555的3脚再次输出低电平时，C3、C4一起通过VD4向C6充电，在理想的条件下，C6输出的负电压值为-Vo可达到输入电压Vi的2倍。考虑到二极管的正向压降等因素

6、，实际输出的负电压值约为2倍输入电压的0.8到0.9左右，并随负载电流的增大而下降。2、方案比较比较两种不同的方案，不难发现，第一种方案利用直流升压电路同样的用到全控型晶闸管；处外部同样需要晶闸管的的驱动和保护电路；第二种方案利用555时基振荡原理的电路结构要简单的多，而且元器件少、成本低。综合其结构简单、能耗少、易于控制的优点，选择方案二，即555时基振荡电路进行本次课程设计。2、总体电路图及印刷板图利用Protel99se进行电路原理图的绘制并制作电路的PCB板，在PCB上对线路接口补泪滴，并在顶层和底层附铜。Protel99se绘制的电路原理图： 图2 小型两倍反相DC-DC转换器原理图

7、Protel99se绘制的电路的PCB: 图3 小型两倍反相DC-DC转换器原理图PCB板图3、计算机仿真：利用Mutisim对电路进行仿真 ：在Mutisim仿真软件上找到相应的元器件，按照设计的电路图连接好线路，在输入端加上6V12V的直流电压，在输出端机上模拟万用表，进行仿真，观察电压表示数，是否反向两倍升压。下图为仿真结果： 图4 输入6V小型两倍反相DC-DC转换器仿真图 图5 输入15V小型两倍反相DC-DC转换器仿真图4、安装调试：1、元器件清单：VD1-VD2选用1N4148型硅开关二极管R选用1/8W碳膜电阻器C1选用CD11-25V型铝电解电容器C2选用普通瓷介电容器C3-

8、C6选用CD11L-50V型低漏电铝电解电容器。2、元件引脚：555引脚图如下所示。555的内部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.555引脚图介绍如下1地 GND 2触发 3输出 4复位 5控制电压 6门限(阈值） 7放电 8电源电压Vcc 1N4148二极管引脚图中(-)端对应电路图中的1N4148二极管箭头左边的黑线。图中(+)端对应电路图中的1N4148二极管箭头右边的黑三角。 电解电容器引脚长引脚为正，短引脚为负3、元件的检测及用到的仪器仪表 所用

9、仪器：万用表、直流电源4、调试步骤及调试常见故障与处理方法用电烙铁将元件按电路图焊接后，在输入端口接上615V的直流电源，在输出端口用万用表测量输出电压。当输入电压为6V时，输出为-11.3V；当输入为15V时，输出为28.4V。下图为焊接电路实物照片：正面照片：反面照片：五、心得体会：通过此次课程设计作业，我学会了很多东西。设计过程中遇到的问题及其解决方法. 在此次的小型两倍压反向转换器设计过程中,更进一步地熟悉了555芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法. 在设计电路中,往往是先仿真后连接实物图,但有时候仿真和电路连接并不是完全一致的, 此次的小型两倍压反向转换器设计重在于

10、仿真和接线,虽然能把电路图接出来,并能正常正常反向升压,但对于电路本身的原理并不是十分熟悉.总的来说,通过这次的设计实验更进一步地增强了实验的动手能力.。经过了一段时间的努力我终于完成了小型两倍压反向转换器的设计，从芯片的选择，再到设计与实现。在这个过程中我学习到了很多在课本上不能学习到的知识，对一个产品也有了一个新的认识，以前我都很简单的认为一个产品很容易就做出来了，现在我知道了每一个产品都需要很复杂的工序。通过这次的课程设计我学到了很多，学会了在提前做好准备工作在开始动手之前，我们要把各芯片件的功能弄清楚，以及如何拓展，只有把这些真正的搞懂之后才能顺利完成设计；学会了耐心分析，解决问题。设

11、计与实现的过程中我们会遇到一些困难这是很正常的事，但是不能一遇到问题就慌了，要耐心的分析问题并解决，这次课程设计的时候我就遇到了这样的情况；学会了.团队合作，不懂请教。这次课程设计培养了团队合作，有些时候我们也需要别人的帮助，比如说当我们把元器件连接错的时候，自己一个人很难找到错误，就需要别人帮忙，无形中培养了团队合作的精神。有的时候可能遇到一些问题自己不能解决，这时我们应该虚心像同学请教，只能这才能更好的解决问题。 课程设计虽然结束了，但是我们还有很多的事情要做，对仍然不熟悉或不了解的知识点我们要尽快的去学习了解，对课程设计中出现的问题我们还要去认真的分析研究。还有我们还需要去增强自己的动手能力，去不断的锻炼，只有这样该课程设计才能发挥最大的作用。参考书籍：1、电子技术课程设计指导 彭介华 主编 高等教育出版社；2、国产集成电路应用500例 周 仲 主编 电子工业出版社；3、555时基电路原理、设计与应用 陈有卿 主编 电子工业出版社；4、常用电子元件简明手册 于洪珍 主编；5、Protel99SE&DXP 电路设计教程 王 庆 主编 电子工业出版社；6、电子技术基础 模拟部分 康少华 主编 高等教育出版社；7、电子技术基础 数字部分 康少华 主编 高等教育出版社；8、Multisim9 入门及运用 张俊华 主编 机械工业出版社；