【正文】 紙打印出來，注意滑的一面面向自己，一般打印兩張電路板，即一張紙上打印兩張 電路板。定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其它方孔外側距板邊的尺寸大于 3mm； 發(fā)熱元件不能緊鄰導線和熱敏元件；高熱器件要均衡分布。還可以通過增加外補償網絡和斜坡補償大大加強系統(tǒng)穩(wěn)定性。 圖 42 UC3842管腳圖 表 41 UC3842管腳功能介紹 管腳 功能 說 明 1 補償 該管腳為誤差放大器輸出，并可用于環(huán)路補償 2 電壓反饋 該管腳是誤差放大器的反向輸入，通常一個電阻分壓器連至開關電源輸出 3 電流取樣 一個正比于電感器電流的電壓接至此輸入，脈寬調制器使用此信息中止輸出開關的導通 4 tC/Rt 通過將 電阻 tR 連接至 refV 以及電容 tC 連接至地，使振蕩器頻率和最大輸出占空比可調，工作頻率可達 500KHZ 5 地 該管腳是控制電路和電源的公共地 6 輸出 該輸出直接驅動功率 MOSFET的柵極，高達 1A的峰值電流經此管腳拉和灌 7 ccV 該管腳是集成電路的正電源 8 refV 該管腳為參考輸出，它通過電 阻 tR 向電容 tC 提供充電電流 1 2 3 4 5 6 7 8 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 14 UC3842 是專為低壓應用設計的，低壓鎖定門限為 （通）和 (斷 )，其主要特性有： 1）微調的振蕩器放電電流，可精確控制占空比 2）電流模式工作到 500千赫 3）自動前饋補償 4）鎖存脈寬調制，可逐周限流 5）內部微調的參考電壓，帶欠壓鎖定 6）大電流圖騰柱輸出 7）欠壓鎖定，帶滯后 8）低啟動和工作電流 如圖 43所示為 UC3842 內部結構及工作原理圖。電流取樣比較器和大電流圖騰式輸出，可以直接驅動外部功率開關管，所以是驅動功率 MOSFET 的理想器件。另外，給定電壓的穩(wěn)定主要由硬件電路完成，實時性好，可靠性高，不需要用到高速單片機，也隨即降低了軟件編寫的難度。 )2/( IlIlIlp ave ??? （ 10） 開關管耐壓 foff VVds ?? oV （ 11） 二極管反向耐壓 rV = oV aV （ 12） 控制芯片及外圍電路 采用 UC3842 作為主回路的控制芯片。 ofT 時，開關管 S 截止，二極管 D 處于導通狀態(tài)，儲存在電感 L 中的能量提供給輸出，流經電感 L和二極管 D的電流處于減少狀態(tài)，設二極管 D的正向電壓為 fV ，ofT 時，電感 L 兩端的電壓為 oV + fV iV ，電流的減少部分 offIL? 滿足 (2)。 Boost 拓撲結構升壓電路基本波形如圖 41所示。 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 11 4 硬件設計 本系統(tǒng)主要以 Boost 為主拓撲電路、驅動以 UC3842 為脈寬調制芯片為主，它們共同構建起了整個 DC/DC 變換系統(tǒng)。如圖 35 為 UC3842 控制芯片及周圍電路。 本系統(tǒng)即采 用電流控制型的 UC3842 作為主回路的控制 芯片。二階系統(tǒng)是一個有條件的穩(wěn)定系統(tǒng)，只有對控制電路進行精心設計和計算，滿足一定條件，方能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定工作。 （ 1） 電壓控制模式 傳統(tǒng) PWM開關電源采用電壓型控制模式，只對輸出電壓采樣并作為反饋信號實現閉環(huán)控制，以穩(wěn)定輸出電壓。 UC3842 振蕩電路和補償電路 功率開關管 S 電流取樣Rs 反饋 Vcc 輸出 Vo 整流濾波 儲能電感 L 輸入 Vi 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 8 GDSI1IRF540D1N581910mHL6Inductor IronRsC1 C2PWM(out)GND30kR12kR2IrefUinUref12P1Header 212P3Header 212P4Header 212P2Header 212PfHeader 212UinHeader 212UoutHeader 2 圖 32 系統(tǒng) Boost拓撲電路圖 脈沖調制驅動部分 脈寬調制指固定時鐘頻率，通過調節(jié)開關管控制信號的占空比 D 實現對輸出電壓的調整。變換器拓撲結構是根據系統(tǒng)造價、性能指標和輸入 /輸出負載特性等因素選定的。在系統(tǒng)的硬件部分設計中，主要涉及到 Boost 拓撲結構電路、脈寬調制控制驅動電路、反饋閉環(huán)電路。在極端情況下， DC/DC電源轉換器會進入非正常狀態(tài)，嚴重時系統(tǒng)將完全停止工作，即使能正常工作也會嚴重損失系統(tǒng)效率。目前，設計優(yōu)秀的 DC/DC 電源轉換器有高達 95%以上的轉換效率 。散熱器的體積也隨之減小，可直接對電網電壓進行 整流、濾波、調整 。所謂線性穩(wěn)管工作在開關狀態(tài)。只有正確查找出問題才能對癥下藥，DC/DC變換電路 輸 入 輸 出 反饋 開關管驅動電路 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 6 可大大縮短調試時間。 2）對整個系統(tǒng)分模塊進行理論分析，其中包括 Boost 變換主電路模塊、脈寬調制驅動模塊、反饋閉環(huán)模塊。主拓撲電路部分：主要包括功率開關管、儲能電感、續(xù)流二極管以及濾波電容；開關管驅動部分：主要包括脈寬調制專用芯片以及必要的增強驅動功率開關管能力的電路；反饋閉環(huán)部分：主要包括采樣輸出電壓以及誤差放大電路 [5]。 第四章詳細描述了 DCDC升壓電源模塊的構成，工作原理；并重點分析了 Boost主拓撲電路設計與控制電路中的各參數設置，并詳細介紹了其中用到的主要元器件，如 UC3842，主要有引腳功能、適用范圍，基本工作原理等。 5. 進行焊接調試。 1. 對 DCDC 升壓電源模塊的工作原理和系統(tǒng)性能進行了較為深入的研究。采用部分諧振轉換回路技術，在原理上既可以高頻化，又可以降低噪聲。 ：開關電源比線性電源使用的元器件多數十倍，因此降低了可靠性。 并且， DCDC開關電源也將朝著高可靠、高穩(wěn)定、低噪聲、抗干擾和實現模塊化方向發(fā)展： ：對通信電源等大功率系統(tǒng)，采用集成的開關控制器和新型的高速功率開關器件，改善二次整流管的損耗、變壓器電容器小型化，達到最佳的效率。 隨著技術的進步，開關電源將沿著以下幾個方面發(fā)展： （ 1）小型化、輕量化和高頻化。日本 Nemic Iambda 公司最新推出的采用軟開關技術的高頻 RM 系列開關電源模塊，采 用同步整流器，使整個 DCDC 開關電源電路的效率提高到 90%[3]。許多新的領域和新的要求又對開關電源提出了更新更高的挑戰(zhàn)。它的特點是采用 20KHZ 脈寬調制（ PWM）技術，效率可達65%70%。隨著新型功率器件和 脈寬調制（ PWM）電 路的出現和各種零電壓、零電流變換拓撲電 路的廣泛應用，出現了小體積、高效率、高可靠的混合集成 DCDC 開關電源 [2]。出現了晶體管自激式開關穩(wěn)壓電源，工作頻率在 20KHZ 以下，工作效率 60%左右。此時期主要為電子管直流電源和磁飽和交流電源，這種電源體積大、耗能多、效率低。 本次的畢業(yè)設計 ,目的在于鞏固電路、模擬電子技術和學習有關開關電源的基礎知識 ,并能夠學以致用 ,同時擁有分析、解決問題和動手的能力 ,以及一定的基于模擬電子技術的研究設計能力。其具體的電路由以下幾類 [1]： （ 1） Buck 電路――降壓斬波器，其輸出平均電壓 U0 小于輸入電壓 UI，極性相同。它代表著穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向，現已成為穩(wěn)壓電源的主流產品。從上世紀 90 年代以來開關電源相繼進入各種電子和電器設備領域，計算機 、通訊、電子檢測設備電源、控制設備電源等都已廣泛地使用了開關電源。散熱器的體積也隨之減小，可直接對 電網電壓進行整流、濾波、調整。所謂線性穩(wěn)壓電源，就是其調整管工作在線性放大區(qū)，開關穩(wěn)壓電源的調整管工作在開關狀態(tài)。而電源有如人體的心臟，是所有電設備的動力，因此電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性對于整個系統(tǒng)具有決定性的意義，其質量的好壞直接影響著電子設備的可靠性，而且電子設備的故障 60%來自電源。 current control。在設計、制作、調試完整機之后，本系統(tǒng)基本能夠達到預期的要求： 15V20V 范圍內輸出電壓在 3255V； 輸出電流達到 1A； 70%。這種技 術 被 廣泛 應用 于計算機、辦公自動化設備、工業(yè)儀器儀表、軍事、航天等領域，涉及到國民經濟的各行各業(yè) 中，變換器還需要符合上述領域的安全標準。 承諾人（簽名）： 年 月 日 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 摘 要 DC/DC 變換器 是 將一種直流電壓變換為另一種所需的直流電壓 (固定或可調 )。在系統(tǒng)的硬件部分設計中，有三個部分組成，主要涉及到 Boost 拓撲結構 電路、 脈寬調制 控制驅動電路、反饋閉環(huán)電路。 Converter efficiency 70%. Keywords: Stepup DC/DC converter。 設計目的及意義 .............................................. 1 開 關電源的發(fā)展綜述 .......................................... 2 本文主要工作與結構安排 ...................................... 4 2 概述 .............................................................. 5 DC/DC 開關電源概述 ........................................... 5 DC/DC 開關電源設計思路 ....................................... 5 研發(fā)方向和技術關鍵 .......................................... 6 主要技術指標 ................................................ 6 3 總體設計 .......................................................... 7 系統(tǒng)整體方案 ................................................ 7 Boost 斬波結構部分 .................................... 7 脈沖調制驅動部分 ...................................... 8 系統(tǒng)性能指標 ............................................... 10 4 硬件設計 ......................................................... 11 Boost 主拓撲電路設計 ........................................ 11 控制芯片及外圍電路 ......................................... 12 5 系統(tǒng)的制作與調試 ................................................. 16 系統(tǒng)電路的布局和布線 ....................................... 16 電路板的制作 ............................................... 16 系統(tǒng)組裝 ................................................... 17 硬件電路的調試 ............................................. 17 Boost 電路調試 ....................................... 17 脈寬調制電路調試 ..................................... 20 系統(tǒng)測試誤差分析 ........................................... 22 系統(tǒng)性能測試 ............................................... 22 6 結論 ............................