【正文】 （論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 1 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計） 題目： 基于 LM2596 可調(diào)開關(guān)電源的設(shè)計與制作 （ Title ） ： Based on the LM2596 adjustable switching power supply design and manufacture 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 3 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 ：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。電子設(shè)備的低功耗需求越來越來強(qiáng)烈。 本論文 設(shè)計了一款降壓型 DC/DC 開關(guān)電源電路 ， 分析和闡述了降壓型轉(zhuǎn)換器的電路拓?fù)浜凸ぷ髟恚鶕?jù)系統(tǒng)性能設(shè)計了電路 ， 該電源具有 的 電源電 壓輸入范圍， 輸出電壓在 之間連續(xù)可調(diào)，經(jīng)功率計測量、計算得電源轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 85%以上，各項指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計要求。 Filtering。 轉(zhuǎn)換 電能的主要是靠 電子線路組成開關(guān)式 (方波 )電路 。正是基于以上發(fā)展形勢設(shè)計了一款應(yīng)用廣泛、實用性較強(qiáng)的 基于 LM2596 的連續(xù)可調(diào)的開關(guān)電源 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 2 設(shè)計方案比較論證 本文的設(shè)計要求是輸出 3—30V 連續(xù)可調(diào)電壓，可以選擇線性穩(wěn)壓器構(gòu)成線性電源，也可選擇開關(guān)電源元器件構(gòu)成開關(guān)電源，現(xiàn)就這兩種方案進(jìn)行論證。 開關(guān)電源 開關(guān)電源主要包括輸入電網(wǎng)濾波器、輸入整流濾波器、變換器、輸出整流濾波器、控制電路、保護(hù)電路。 輸出整流濾波器：將通過變換器得到的高頻交流電壓變成需要的直流電壓，基于 LM2596可調(diào)開關(guān)電源的設(shè)計與制作 3 并減小高頻噪聲的干擾。 開關(guān)電源的主要優(yōu)點： 實物輕巧、工作轉(zhuǎn)換效率高（一般為 60～ 70%，而線性電源只有 30～ 40%）、對外界干擾抵抗強(qiáng)、寬范圍的輸出電壓。同時，開關(guān)電源是由小型化的電子元器件組成，決定了它擁有效率高、發(fā)熱小的優(yōu)勢。但我們所接入的市電并不理想，所以經(jīng)過整流濾波之后的直流電還會有小的波動（一般也就 177。 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 圖 本系統(tǒng)所采用的變壓器 橋式整流電路 流電路常采用二極管單相全波整流電路，電路如圖 1— 3 所示。 基于 LM2596可調(diào)開關(guān)電源的設(shè)計與制作 7 圖 橋式整流電路 圖 橋式整流電路前后波形 濾波電路 濾波電路目的 經(jīng)過整流后的直流電幅值變化很大 ， 會影響電路的工作性能。電容濾波電路利用電容的充、放電作用 ， 使輸出電壓趨于平滑。 總之 ， 在電容充電時 ， 回路電阻為整流電路的內(nèi)阻 ， 即變壓器電阻和二極管的導(dǎo)通電阻 ， 其數(shù)值很小 ， 因而時間常數(shù)很小。換言之 ， 當(dāng)濾波電容容量一定時 ， 若負(fù)載電阻減小 (即負(fù)載電流增大 )， 則時間常數(shù) RLC 減小 ， 放電速度加快 ， 輸出電壓平均值即下降 ， 且脈動變大。濾波電路輸出電 壓波形 難于用解析式來描述 ， 近似估算時 ， 其波形近似為鋸齒波 ， 此時脈動系數(shù) S 可按下式近似估算 ,其中T 為電網(wǎng)電壓的周期。為減小輸出電壓的脈動成分 ， 采用的濾波電容器的容值越大越好 。 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 考慮到身邊現(xiàn)有的元件資源，本系統(tǒng)采用 用一個 3000uF，耐壓值為 50V 的電解電容和一個 的電容并聯(lián)進(jìn)行濾波。由于該器件標(biāo)配只需要外接 4 個元器件，并且可以使用通用的功率電感，這更優(yōu)化了 LM2596 的使用，極大地降低了開關(guān)電源 電路的設(shè)計難度。 LM2596 內(nèi)部包含 150KHZ 振蕩器、 基準(zhǔn)穩(wěn)壓電路、熱關(guān)斷電路、電流限制電路、 放大器 、 比較器 和內(nèi)部穩(wěn)壓電路等 。為了降低 耦合 干擾 ， 在進(jìn)行 PCB 設(shè)計時，上連接到該腳的銅線長度盡量短 。 LM2596 工作原理 為了實現(xiàn)輸出電壓可調(diào)，通常的設(shè)計方法是將基準(zhǔn)電壓（ ）連接比較器的負(fù)端，分壓電阻網(wǎng)絡(luò)連接其正端。其電路原理圖如圖 所示。 LM2596 既可以用于連續(xù)型也可以用于非連續(xù)型。 A、 可以通過以下的公式計算電感電壓與微秒的乘積 E? T B、將 VIN=35V、 VOUT=30V 代入 A 中，經(jīng)計算： E? T= C、 ILOAD（ max） =3A D、由圖 ， (V? us)的水平線和 3A 的垂直線的交叉處確定的 電感值為 33廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） μ H，代號為 L40。 對輸出電容器來說，等效電阻 ESR 值是最重要的參數(shù)。 基于 LM2596可調(diào)開關(guān)電源的設(shè)計與制作 15 B、從表 所示的快速設(shè)計器件選擇中，先選擇一個輸出電壓列，在輸出電壓列中，選擇一條與本系統(tǒng) 應(yīng)用中所需電壓 最接近的一條電壓線，在本系統(tǒng) 中，選擇 28V的電壓線。 其 超快恢復(fù) 的特性 很好。且必須通過短的引腳和覆銅線，使其靠近 LM2596，這個電容可以防止在輸入端出現(xiàn)過大的瞬態(tài)電壓，同時為 LM2596 在每次開關(guān)時提供瞬態(tài)電流。如果輸入電壓是 30V，那么，鋁電解電容的耐壓要大于 45V（ VIN），下一個更高的電容耐壓值為 50V，因此使用一個 50V 的電解電容。由上基于 LM2596可調(diào)開關(guān)電源的設(shè)計與制作 17 述公式及系統(tǒng)性能指標(biāo)要求， R3 選用標(biāo)稱阻值為 50000Ω 的精密可調(diào)電阻。最好使用磁屏蔽結(jié)構(gòu)的電感器，如果所用電感是磁芯開放式的，那么，對它的位置必須格外小心。 廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 4 系統(tǒng)原理圖及 PCB 設(shè)計 系統(tǒng)電路原理圖 LM2596 輸入電壓原理圖 原理圖如圖 所示。從圖中可知，當(dāng)輸出值最小時，不能導(dǎo)通 LED 指示燈。 論文針對降壓型 DC 電源進(jìn)行了設(shè)計、仿真和實驗等工作。 基于 LM2596可調(diào)開關(guān)電源的設(shè)計與制作 25 參考文獻(xiàn) ［ 1］ .長谷川彰 ,何希才 .開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計與應(yīng)用 [M].科學(xué)出版社 ,. ［ 2］ .沙占友 ,王彥朋 .開關(guān)電源設(shè)計入門與實例解析 ［ J］ .中國電力出版社 ,. ［ 3］楊恒．開關(guān)電源典型設(shè)計實例精選［ M］．中國電力出版社， ． ［ 4］陳亞愛．開關(guān)變換器的實用仿真與測試技術(shù)［ M］．機(jī)械工業(yè)出版社， 2020,1． ［ 5］ REYNOLDSSK． ADC－ DC converter for short－ channel CMOS technologies［ J］． IEEE J Sol Sta Circ,1997,32(1):111－ 113． ［ 6］ Sergio B M． Jean C C． Scott R， etal． Design of a Boost Power Factor Correction Converter Using Optimization Techniques［ J］． IEEE Trans on Power Electronics, 2020, 19(6):1388－ 1396． ［ 7］ 馬洪濤 ,沙占友 ,周芬萍 .開關(guān)電源制作與調(diào)試 ［ M］ .中國電力出版社 ,2020,7. ［ 8］ J Calvente,L Martinez Salamero,P Garces,etal． Zero Dynamics－ based Design of Damping Networks for Switching Converters［ J］． IEEE Trans． on Aerospace and Power Electronics Systems， 2020,39(4):1292． ［ 9］ Chin Chang， Mike A． Knights． Interleaving technique in distributed power conversion systems［ J］． IEEE Trans． On Circuit and Systems,1995,42(5):245－ 251． ［ 10］ 趙同賀主編 .開關(guān)電源設(shè)計技術(shù)與應(yīng)用實例 ［ M］ .北京 :人民郵電出版社 ,20