模擬電子技術(shù)課程設(shè)計——開關(guān)電源

1、<p>　　開關(guān)電源 課程設(shè)計目錄</p><p>　　課程設(shè)計的任務(wù)及要求</p><p><b>　　1.1課程設(shè)計任務(wù)</b></p><p><b>　　1.2課程設(shè)計要求</b></p><p>　　課程設(shè)計的方案及選擇</p><p><b>

2、　　2.1方案一</b></p><p><b>　　2.2方案二</b></p><p><b>　　2.3方案選擇</b></p><p><b>　　框內(nèi)電路設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1信號產(chǎn)生電路</b></p

3、><p><b>　　3.2功率開關(guān)</b></p><p><b>　　3.3濾波電路</b></p><p><b>　　3.4反饋電路</b></p><p><b>　　3.5保護電路</b></p><p><b>

4、　　整體電路仿真及計算</b></p><p><b>　　4.1總電路圖</b></p><p><b>　　4.2 EWB仿真</b></p><p><b>　　5.電路草圖</b></p><p>　　6.電路實際調(diào)試中的問題及解決方案</p>

5、<p><b>　　7.器件表</b></p><p><b>　　8.心得體會</b></p><p><b>　　9.參考文獻</b></p><p>　　課程設(shè)計的任務(wù)及要求</p><p>　　1.1 課程設(shè)計任務(wù)</p><p>　

6、　降壓DC-DC變換（開關(guān)電源）</p><p>　　1.2 課程設(shè)計要求</p><p>　　1、12V輸入- 5V/1A輸出</p><p>　　2、1A輸出電壓跌落小于等于30mv</p><p>　　3、1A輸出電壓紋波Vopp小于等于50mv</p><p>　　4、1A輸出電壓尖峰Vop小于等于200mv&

7、lt;/p><p>　　5、效率大于等于70%</p><p>　　課程設(shè)計的方案及選擇</p><p><b>　　2.1方案一</b></p><p>　　驅(qū)動方式DC-DC轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　首先通過一個信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生12V方波信號，再通過功率開關(guān)，以及濾波電路，將該方波信號轉(zhuǎn)換為一

8、個直流信號，最后通過反饋控制來使其輸出穩(wěn)定5V電壓。同時，為了避免電流過大，我們設(shè)置一個保護電路。</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)圖</b></p><p><b>　　控制占空比</b></p><p>　?。ㄉ侠娮?K-幾K，不宜過大）</p><p><b>　　原理</b

9、></p><p>　　將平均輸出電壓予以降低，可以將輸入接在輸出端，通過調(diào)節(jié)其輸出電壓來達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)載之目的，以保護輸出電壓在其最大功率點的電壓和電流處。</p><p><b>　　2.2方案二</b></p><p>　　自激DC-DC降壓電路</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)圖：</b>

10、</p><p><b>　　2.3方案選擇</b></p><p>　　本次試驗我選擇的是方案一，分析如下：</p><p>　　器件方面：方案一較方案二需要更多的原件，方案二占有一定優(yōu)勢；</p><p>　　實際操作方面：方案一較方案二更易理解、操作。</p><p>　　綜上所述，我們不難

11、發(fā)現(xiàn)兩種方案都各有各的特點，但方案一可以讓我更進一步地掌握一些基礎(chǔ)知識，以及鍛煉自我調(diào)試方面的實際能力，因此選擇方案一。</p><p><b>　　框內(nèi)電路設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1信號產(chǎn)生電路</b></p><p>　　此部分電路采用了555芯片，3端輸出頻率，占空比應(yīng)為85%以上。其中555芯

12、片是一種具有廣泛用途的單片集成電路，只要在其外部接上能夠適當(dāng)?shù)碾娮?、電容等元件，就可以方便的?gòu)成施密特觸發(fā)器、多諧振蕩器等脈沖信號的產(chǎn)生和變換電路及其他應(yīng)用電路。目前，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、定時、放生、電子樂器等諸多領(lǐng)域。</p><p>　　該電路的功能是信號產(chǎn)生電路，之后再使用運算放大器作為緩沖級，并在其輸入及反饋支路上串聯(lián)電阻提高精度，使信號傳輸?shù)较乱患墶?lt;/p><p>　　555

13、定時器構(gòu)成的多諧振蕩器如下：</p><p>　　T(PH)=0.7（R1+R2）C1</p><p>　　T(PL)=0.7R2C1</p><p>　　T= T(PH)+ T(PL)=0.7(R1+2R2)C1</p><p>　　占空比：（R1+R2）/（R1+2R2）</p><p>　　仿真結(jié)果：（12V的方

14、波）</p><p><b>　　3.2功率開關(guān)</b></p><p>　　主開關(guān)電路主要控制電路的導(dǎo)通。因為由振蕩電路產(chǎn)生的是方波電壓，所以有高電平也有低電平，而主開關(guān)電路則負(fù)責(zé)在高電平是導(dǎo)通，低電平時的不導(dǎo)通。所以，應(yīng)該運用兩個三極管來實現(xiàn)這個要求。</p><p><b>　　仿真結(jié)果：</b></p>

15、<p><b>　　3.3濾波電路</b></p><p>　　經(jīng)過濾波電路濾波以后，方波變?yōu)橐粭l直線，輸出直流穩(wěn)定電壓。該部分電路采用了大功率管和中功率管，其中三極管可以說該電路中最重要的器件，它最主要的功能是電流放大和開關(guān)作用。</p><p><b>　　仿真結(jié)果：</b></p><p><b&

16、gt;　　3.4反饋電路</b></p><p>　　該部分主要功能是使輸出電壓穩(wěn)定為5V，通過將輸出電壓與5V進行比較，然后通過反饋電路來使輸出端輸出穩(wěn)定的5V直流電壓。</p><p><b>　　仿真結(jié)果：</b></p><p><b>　　3.5保護電路</b></p><p>

17、;　　最后一個模塊為保護電路，當(dāng)負(fù)載電路電流超過1A時，電路將起到保護作用。開關(guān)電源在設(shè)備正常使用的情況下，還應(yīng)當(dāng)滿足外界或自身電路或負(fù)載電路出現(xiàn)故障的時，也能安全可靠地工作。（上拉電阻應(yīng)在1K-幾K，不宜過大，試驗中取3K）</p><p><b>　　整體電路仿真及計算</b></p><p><b>　　4.1總電路圖</b></p&

18、gt;<p>　　T(PH)=0.7（R1+R2）C1</p><p>　　T(PL)=0.7R2C1</p><p>　　T= T(PH)+ T(PL)=0.7(R1+2R2)C1</p><p>　　本實驗中，占空比：（R1+R2）/（R1+2R2）=91.7%</p><p><b>　　4.2 EWB仿真<

19、;/b></p><p>　　發(fā)現(xiàn)最后輸出的電壓為4.9754V，符合設(shè)計要求的，說明在EWB的仿真上，該電路草圖是正確的。</p><p><b>　　電路草圖（見附錄）</b></p><p>　　電路實際調(diào)試中的問題及解決方案</p><p>　　本次模電實驗，我在連線和調(diào)試的過程中遇到了諸多問題，在自己的分

20、析和老師的指點迷下順利完成實驗，就實驗中遇到的問題及解決方案總結(jié)如下幾點：</p><p>　　555計時器占空比不高；</p><p>　　通過改變555計時器的2腳及7腳引出的電阻阻值，R1換為10K，R2換為1K，占空比上升為91.7%。</p><p>　　連完濾波電路后，輸出的波形不是一條12V的直線，而是輸出電壓值為零</p><p&

21、gt;　　檢查線路后發(fā)現(xiàn)，電容、二極管接地沒有接好，導(dǎo)致輸出的電壓值為零，改正后，輸出波形正常。</p><p>　　在做實驗時，電容突然燒掉。</p><p>　　通過檢查發(fā)現(xiàn)，我的電容正負(fù)極極性接反了，導(dǎo)致電容燒掉的結(jié)果，重新?lián)Q過電容后接對極性就可以了。</p><p><b>　　總電路輸出為零</b></p><p&

22、gt;　　仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)夾器件的那個夾子只有a,b,c,d,e是聯(lián)通的，更換后輸出就正常了。</p><p>　　在調(diào)解滑動變阻器的時候，電壓變化不明顯，從10V-12V之間變化。</p><p>　　將變阻器從10 kΩ改為4.7kΩ，這樣調(diào)節(jié)起來就明顯了。</p><p>　　大功率管很燙，效率過低</p><p>　　將中功率管和大功率

23、管之間的電阻換為360Ω后，效率得到較好提升，大功率不像以前那么熱。</p><p>　　反饋電路接好之后，帶負(fù)載能力不是很強，接上5Ω的電阻后，電壓降幅大</p><p>　　仔細(xì)檢測電路各個環(huán)節(jié)之后發(fā)現(xiàn)，我所用的穩(wěn)壓管兩端電壓高達(dá)12V，穩(wěn)壓管和實驗要求的規(guī)格不一致。更換之后，電壓降幅控制在30mv之內(nèi)。</p><p><b>　　器件表</b

24、></p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　兩周的模擬電子技術(shù)課程設(shè)計，五天30小時的實驗室的充實生活，讓我頗有感悟。想要真正做成一件事情，其實比我想象的要更加的艱巨和來之不易。</p><p>　　要順利做好本次試驗，首先的有一個不畏難的心態(tài)，并且在試驗課上認(rèn)真聽好老師所強調(diào)的方方面面，避免試驗時走更多的彎路。

25、其次，在明白試驗?zāi)康募白⒁馐马椫?，?yīng)該提前準(zhǔn)備好試驗所需的仿真圖及電路手繪草圖，做到心中有數(shù)。</p><p>　　其實，真正讓我記憶猶新的是連續(xù)五天的自己親自動手制作的過程。從周六下午開始，自己便帶上準(zhǔn)備好的器件和草圖，來到實驗室，開始研究怎么做好一個開關(guān)電源。通過不斷地練習(xí)，接線板上的接線技巧較開始的手拙有了較大改善，接線更加的得心應(yīng)手。一步步的按要求接線、檢測，但總是會出現(xiàn)意想不到的錯誤。這些錯誤有的是明

26、顯的接線問題，如接地沒接好；而有些錯誤卻十分的隱性，如做到反饋電路時總不能將輸出電壓調(diào)到5V。隨后，我虛心的請教同學(xué)、老師，共同探討解決的方案。我想，這樣充實的過程雖然讓我有點焦慮不安，但現(xiàn)在看來只有那些切身的經(jīng)歷才能使我真正的得到成長，學(xué)到更多實用的技巧。</p><p>　　也就是這樣，自己動手制作的過程中不斷地出現(xiàn)問題，然后又集中精力將其徹底解決。這樣的心路歷程，教會我成功其實更多的平時積累和過程中艱辛的付

27、出。唾手可得的東西并不能帶給人以成長，自己親身一點一滴做出來的東西才更加的實實在在、耐人尋味。</p><p>　　最后，我得感謝實驗過程中給予我?guī)椭睦蠋熗瑢W(xué)們，謝謝大家無私的指導(dǎo)和幫助，我也希望我們能一起走的更遠(yuǎn)!</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b>　　參考文獻：</b></p

28、><p>　　《電路（第五版）》 邱關(guān)源 主編 高等教育出版社</p><p>　　《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）》 華成英 童詩白 高等教育出版社</p><p>　　《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》  張申科 崔葛瑾 主編  電子工業(yè)出版社</p><p>　　《電子技術(shù)基礎(chǔ)》 康華光 主編 高等教育出版社</p>