開關穩(wěn)壓電源11925

1、模擬電路與系統(tǒng)課程設計設計題目：開關穩(wěn)壓電源目 錄第一章 設計任務1.1項目名稱1.2項目設計說明設計任務和要求進度安排1.3項目總體功能圖第二章 需求分析2.1問題基本描述2.2系統(tǒng)問題分解及功能基本要求2.3設計原理2.4分解設計第三章調試并分析結果4.1輸入說明4.2仿真預計輸出4.3測試結果記錄4.4測試結果分析第四章 結論心得體會參考文獻第一章設計任務1.1項目名稱：串聯(lián)開關型穩(wěn)壓電源 本項目的主要內容是設計并實現穩(wěn)定電壓作用，該電路將所學的三角波發(fā)生器、誤差放大器、電壓比較器、負反饋電路及占空比相結合。1.2項目設計說明 本項目主要設計并實現串聯(lián)開關型穩(wěn)壓電源。設計任務和要求 用三

2、級管設計一個串聯(lián)型開關穩(wěn)壓電源,要求輸入電壓1015V,輸出電壓7V,負載470歐，SV最佳指標優(yōu)于12%。進度安排本項目分為五課來完成，第一次課查找資料、設計方案并畫出原理圖。第二次課連接三角波發(fā)生器電路，使其出現三角波。第三次課連接電路，加電壓比較器，其他部分電路適當代替，使其出現矩形波。第四次課將被代替的部分用實際電路連接起來，使其出現矩形波。第五次課測出數據，對其進行分析及計算，根據任務和要求再調整數據達到預期目標。1.3項目總體功能圖第二章 需求分析2.1問題基本描述 圖2.1題目要求的是要用串聯(lián)開關型穩(wěn)壓電源，如圖2.1所示，電路主要是由開關管、開關驅動電路和濾波電路組成，晶體管在

3、電路中與負載電路呈串聯(lián)結構，受基極電壓的控制。濾波電路由電感L和電容C組成。驅動電路主要由取樣電路，基準電壓電路，誤差放大器,三角波發(fā)生器和電壓比較器組成，取樣電路通過對輸出電壓分壓得到反饋電壓V，基準電壓電路輸出穩(wěn)定的電壓，兩個信號之差經誤差放大器放大后，通過電壓比較器閥值電壓，將三角波輸出電壓與閥值電壓比較。其調節(jié)控制過程簡述如下：VOVFVP(VP=A1(VREF-VF)D VOVO=TONT(VI-VCES)+TOFFT(-vd) DVIT=TON+TOFFTON是導通時間,TOFF是截止時間D=TON/TD是脈沖占空比2.2系統(tǒng)問題分解及功能基本要求系統(tǒng)問題分解：圖2.2.1圖換能電

4、路：如圖所示。將未經穩(wěn)壓的輸入電壓轉換成脈沖電壓，再經LC濾波轉換成直流電壓。當開關調整管處于開關工作狀態(tài)，由于L、C和續(xù)流二極管的作用，負載電流始終為單方向流通的直流電流。圖顯示了其對應的波形。換能電路即為開關管和濾波電路所構成的電路?？刂齐娐罚焊鶕蓸与娐匪杉降妮敵鲭妷鹤兓盘枺刂茡Q能電路的工作情況，是輸出電壓穩(wěn)定?？刂齐娐放c取樣電路構成驅動電路。取樣電路：取樣電路主要由兩個電阻所構成，通過分壓得到反饋電壓。基本要求：要求1:輸入電壓為1015伏，輸出為7伏，根據輸出電壓=輸入電壓×矩形波的占空比，關鍵在于得出矩形波圖像，根據圖形得出占空比，調整輸入電壓及占空比，即可得出理

5、想的輸出電壓。要求2：輸入電壓調整率優(yōu)于12%，輸出電壓調整率是指在負載固定和溫度不變時，穩(wěn)壓電路輸出電壓的變化量與其輸入電壓的變化量之比。改變一個輸入電壓值，記錄一下輸出電壓值，通過數據計算調整率，如果結果不理想，調整基準電壓或者輸入電壓即可以得到理想的調整率。2.3設計原理圖如圖為串聯(lián)開關型穩(wěn)壓電源原理圖,圖中VI未經穩(wěn)壓的支流輸入電壓,晶體管Q1為開關管,Vb為矩形波，控制開關管的工作狀態(tài)，電感L1，電容C組成濾波電路,VD為續(xù)流二極管。整個設計的核心就是驅動電路，驅動電路主要由取樣電路（R1，R2），基準電壓電路，誤差放大器A1,三角波發(fā)生器和電壓比較器A2組成，取樣電路通過對輸出電壓

6、分壓得到反饋電壓，基準電壓電路輸出穩(wěn)定的電壓，兩個信號之差經誤差放大器放大后，通過電壓比較器閥值電壓，將三角波輸出電壓與閥值電壓比較。當輸出電壓升高時，反饋電壓隨之增大，與基準電壓之間的差值減少，因而誤差放大器的輸出電壓減少，經電壓比較器的高電平減少，占空比也變小，因而輸出電壓隨之減少，調節(jié)的結果令輸出電壓基本不變達到穩(wěn)壓目的。當輸出電壓減少時，同樣依此類推，分析方法如上。通過調節(jié)控制信號的占空比來改變開關管的導通時間，從而實現穩(wěn)壓的目的。2.4分解設計實驗分為兩個部分:穩(wěn)定輸出電壓、調節(jié)電壓調整管、1、先達到穩(wěn)定輸出電壓目的：驅動電路主要是由取樣電壓，基準電壓，誤差放大器,三角波發(fā)生器和電壓

7、比較器組成。首先，選用代替法，如圖所示，用直流穩(wěn)壓電源代替基準電壓。用信號發(fā)生器XFG1中的三角波形代替三角波發(fā)生器。其他部件不變按原理圖所示連接。連接完電路之后，使其在示波器上出現穩(wěn)定的矩形波。圖圖2.4.2其次，連接三角波發(fā)生器電路如圖所示，使其在示波器上出現清晰的三角波，再用實際的三角波發(fā)生器替換回去，其輸出端連在原來輸入位置。再用兩個對接的穩(wěn)壓二極管替換基準電壓，替換之后，使其在示波器上出現矩形波，調整基準電壓或調節(jié)提供集成運放電壓，使其出現理想的占空比，達到我們想要的目的。該三角波發(fā)生電路信號周期的計算公式如下：T=4R2R5CR32、調整電壓調整管：在穩(wěn)壓的基礎上，調整輸入電壓，記

8、錄輸出電壓，多做幾次調整5調整電路，使其達到預期的目的。SV=VOVI第三章 調試并分析結果4.1輸入說明圖中，集成運放A1，A2兩端電壓為10V,基準電壓取5V，R1=10K,R2=10K,RL=470歐，輸入電壓為10V.圖中，集成運放兩端電壓為10V,R1=10K,R3=20K,R5=47K,R2=10K,R4=47K.4.2仿真預計輸出將XFG1用信號發(fā)生器的三角波形代替，并對其進行仿真，使其出現矩形波形，如圖所示，圖所示。圖圖再將XFG1信號發(fā)生器換成如圖所示電路圖，并將電路連接到示波器上，使其出現穩(wěn)定的三角波（如圖4.2.4）。圖圖最后將圖的電路圖替代圖中的XFG1，即可得到如下波形，得到矩形波（如圖），求出所得占空比D。圖4.3