低功耗無線工礦設備監(jiān)測儀設計論文-文庫吧
2025-01-03 13:25 本頁面
【正文】 太陽能電池板吸收的電能進行轉換從而為為整個系統(tǒng)的供電。太陽能電池板提供功率一定的大電壓小電流信號，為了保證后級電路的工作，要對其進行降壓處理。方案一：采用線性電源。所謂線性電源是指功率調整管工作在線性放大區(qū)的直流穩(wěn)壓電源。線性電源主要包括工頻變壓器、輸出整流濾波器、控制電路和保護電路等。其工作過程：電壓信號經工頻變壓器降壓之后，再經過整流、濾波和線性穩(wěn)壓，最后輸出一個紋波電壓和穩(wěn)壓性能均符合要求的直流電壓。其優(yōu)點是輸出紋波電壓小、瞬態(tài)響應速度快、調整率好、沒有高頻干擾、電路簡單便于調整維修等。但由于線性電源自身結構和工作在線性狀態(tài)的工作方式等方面的原因，導致體積很大，笨重，不能微型化，功耗大，發(fā)熱量大，工作效率低下，一般在35%~45%。 線性電源應用原理圖方案二：采用開關電源構成的buck電路(1)PWM驅動采用PWM驅動芯片TPS2812。TPS2812是TI公司生產的雙高速MOSFET驅動芯片，它提供給負載一個峰值為2A的電流，滿足了設計上要求最小擊穿電流并且具有比同類產品消耗少一個數(shù)量級的優(yōu)點，符合電路低功耗的要求。同時TPS2812還具有同步整流的功能，而不必擔心同步整流部分需要分立元件驅動的問題。1 82 73 64 5 REGIN1INGND2INREGOUT1OUTVCC2OUT2 TPS2812引腳功能圖(2)開關電源buck電路開關電源的主要工作原理就是上橋和下橋的Mos管輪流導通，首先電流通過上橋Mos管流入，利用線圈的存儲功能，將電能集聚在線圈中，最后關閉上橋 Mos管，打開下橋的Mos管，線圈和電容持續(xù)給外部供電。然后又關閉下橋Mos管，再打開上橋讓電流進入，就這樣重復進行，因為要輪流開關Mos管，因其電路中的電力電子器件工作在開關狀態(tài)，所以稱為開關電源。它的優(yōu)點主要有三方面：開關狀態(tài)轉換速度很快，頻率一般為50kHz左右，這就使得開關晶體管的功耗很小，電源的效率可以大幅度地提高，其效率可達到80%，因而它具有功耗低，效率高的優(yōu)點；開關電源的電路設計沒有采用笨重的工頻變壓器。由于調整管上的耗散功率大幅度降低后，又省去了較大的散熱片，正是這兩方面原因使得開關電源具有體積小，重量輕的優(yōu)點；從開關電源的輸出電壓是由激勵信號的占空比來調節(jié)的，輸入信號電壓的變化可以通過調頻或調寬來進行補償。這樣，在工頻電網電壓變化較大時，它仍能夠保證有較穩(wěn)定的輸出電壓，所以開關電源的穩(wěn)壓范圍很寬，穩(wěn)壓效果很好。它的缺點是存在較為嚴重的開關干擾，輸出電壓中含有較大的紋波。綜合以上分析及表21的分析，為了實現(xiàn)低功耗，高效率的要求，我們采用方案二。表21 兩種直流電源的比較種類器件工作狀態(tài)
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