【正文】 由于我本人對于所學(xué)的專業(yè)曾經(jīng)缺乏必要的了解和喜愛，因此在專業(yè)知識掌握和設(shè)計工具如 Protel的了解和掌握上我非常的欠缺，在進行畢業(yè)設(shè)計期間遇到了很多的麻煩和問題，但是只要我找到老師，他便一定會手把手的教我如何使用 Protel99 進行電路原理圖和 PCB板子的繪制，如何使用 Windows 畫圖板進行截圖的修改，如何使用 Word 進行表格的制作和畢業(yè)論文的制作。這對于我們以后的工作是極有幫助的。 另外一個使得 Protel99 容易使用的就是新的“這是什么”幫助。 當 PCB 設(shè)計變得更復(fù)雜 —— 具有更高的時鐘、更高的 器件開關(guān)速度以及高密度時，在設(shè)計加工前進行信號的完整性分析變得尤為重要。 PCB 板封裝庫 Protel99 提供了超過 60， 000 個庫元件符號，提供了跨元件庫搜索零件的功能和元件封裝瀏覽工具，從而使選擇、取用元件封裝變得更為方便。 技術(shù) SmartTeam 技術(shù)允許設(shè)計組一起聯(lián)合設(shè)計。 Protel99 SE 是 Protel Technology 公司 1999 年推出的 EDA 軟件 Protel99 的一個功能更為強大和完善的升級版本，它不僅僅是以往版本的簡單升級，更主要的是它融合了目前許多新的先進技術(shù)，使得軟件的使用效能和品質(zhì)有了質(zhì)的飛躍。 Protel PCB 提供的設(shè)計規(guī)則檢查有兩種模式。由于我們繪制的 PCB 板分立元件很少，電路十分簡單，因此完全可以一次性 100%布通。 第二章 單片式降壓穩(wěn)壓開關(guān)電源的設(shè)計 39 報表的建立 原理圖設(shè)計系統(tǒng)除了生成原理圖以外，還有一個重要的任務(wù)就是將原理圖轉(zhuǎn)化成各種報表文件。 在這一切完成之后，我們對于元件進行封裝。 20V額定電壓的二極管足以勝任實際應(yīng)用，同時對于直插式元件來說，以下兩個類型的零件也是適用的：1N5820 SR302 步驟 7：一個 F的電容器將被用于 C Boost。 16V水平線（最大輸入電壓）與 （最大負載電流）的交點表明一個 22μ H的 L33電感器是必需的。見下圖 ，即為所得出的基于 LM2673芯片的降壓穩(wěn)壓電源的設(shè)計方案?？烧{(diào)輸出電路選擇確定一個具有遠大于最大輸入電壓的足量額定工作電壓的電容器，同時其額定均方根電流遠大于最大負載電流的二分 之一。 輸出瞬態(tài)響應(yīng)時間：從輸出負載電流產(chǎn)生變化開始，經(jīng)過整個電路的調(diào)節(jié)作用，到輸出電壓恢復(fù)額定值所需要的時間。 線性調(diào)整率：輸出電壓隨輸入線性電壓在指定范圍內(nèi)變化的百分率。它表示電解電容呈現(xiàn)的電阻值的總合。 它有幾個適用于設(shè)計電源變換器的優(yōu)點，如其工作頻率可達 100kHZ 以上更重要的是它減小了體積和重量，功率 MOSFET 管向電源設(shè)計者提供了一種高速、大功率、高耐壓的器件，它還具有高增益， 幾乎不存在存儲時間，不會有熱擊穿等優(yōu)點。因此，誤差放大器的輸出就和軟啟動網(wǎng)絡(luò)隔離開來。 開關(guān)電源中的軟啟動電路 在大多數(shù)開關(guān)電源設(shè)計中，都要有一個延時啟動電路，目的是為了避免在電源開關(guān)接通的瞬間產(chǎn)生過流現(xiàn)象和使變壓器產(chǎn)生飽和現(xiàn)象。啟動電路和自舉式輔助電源技術(shù)可以直接應(yīng)用于直流高壓線和高頻變壓器之間，并為控制電路提供電源。 光電耦合器主要由兩個元件組成：一個是光源。 由于功率 MOSFET 管的引入，又首次出現(xiàn)了 SG1525A 和 SG1526 系列芯片，它們采取圖騰柱式輸出方式，具有直接驅(qū)動功率 MOSFET 和雙極性晶體管的功能。 比較器的輸出方波和觸發(fā)器的方波輸出，都用于驅(qū)動與門，使得兩個輸入信號均為“ 1”時輸出 ，這樣，在 A 路和 B 路最終得到的是可變脈沖占空比的脈沖串。 PWM 系統(tǒng) 盡管許多開關(guān)技術(shù)可用于開關(guān)電源的設(shè)計中，但直到目前為止，使用最多的開關(guān)技術(shù)還是固定頻率的 PWM 技術(shù)。 （ 4）供選擇的尺寸寬。 目前，市場上有多種材料制成的磁芯可供設(shè)計者在設(shè)計電感時選擇。對于那些小電流輸出的電路，把一個 RC 吸收回路加在變壓器次級的兩端即可。當然，這些問題也可以通過增加瞬時過壓保護電路及適當控制結(jié)溫來克服。 流二極管 圖 揭示了肖特基勢壘整流二極管即使在大的正向電流作用下，其正向壓降也很低，僅有 左右。雖然某些“軟”恢復(fù)型整流二極管的噪音較小，但是它們的反向恢復(fù)時間 trr較長，反向電流 IRM 也較大。其范圍是從 ~。普通的 PN 結(jié)二極管不適于作為開關(guān)使用。 正激式變換器的輸出電路與反激式的相比較，其明顯區(qū)別是在電路中增加了一個二極管 VD2，我們稱之為續(xù)流二極管。 開關(guān)電源的大多數(shù)輸出電路，都是對高頻變壓器次 級的高頻方波電壓進行整流濾波。浪涌電流是由開關(guān)導(dǎo)通時的峰值電流所產(chǎn)生的。 開關(guān)電源的輸入電路 輸入整流器 在選擇組合元件和分立元件時，設(shè)計者必須要查對下面一些重要的技術(shù)參數(shù)。 管腳 5：整流（ Current Adjust) LM2673的一個關(guān)鍵性特性是用來調(diào)節(jié)開關(guān)峰值電流上限使之達到符合特殊應(yīng)用要求的水平，它可以降低使用外置元件時必須完全符合額定電流水平的要求（例如在第一章 多路輸出式單片電源開關(guān)的原理與應(yīng)用 11 短路條件下），使得這個電流水平可以比正常電路的操作電流的要求出高很多。 管腳 2：輸入 (Input） 電源的輸入電壓與管腳 2相連。 LM2673 采用標準的 TO220 封裝，見圖 。 LM2673 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種微型降壓式 DC/DC 變換器模塊，通過各家生產(chǎn)制造廠商的預(yù)先設(shè)定，實現(xiàn)了使外部元件最小化的完整設(shè)計方案。變換器用開關(guān) S 來等效。在電子儀器、自控裝置中也要給各種模擬和數(shù)字電路提供多路電源。 Protel99 的新功能和特性 .........................................41 結(jié)論 ...................................................................45 致謝 ...................................................................47 參考文獻 ...............................................................49 引言 5 引言 隨著集成電路和超大規(guī)模集成電路的快速發(fā)展，特別是微處理器和半導(dǎo)體存儲器的開發(fā)利用，孕育了電子系統(tǒng)的新一代產(chǎn)品。 摘要 1 摘要 隨著集成電路和超大規(guī)模集成電路的快速發(fā)展，特別是微處理器和半導(dǎo)體存儲器的開發(fā)利用，孕育了電子系統(tǒng)的新一代產(chǎn)品。很顯然，那種體積大而笨重的使用工頻變壓器的線性調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源已經(jīng)過時，取而代之的是小型化、重量輕、效率高的新型開關(guān)電源。利用單片開關(guān)電源可以 實現(xiàn)多路電壓輸出，單片模塊外接上少數(shù)設(shè)備即可實現(xiàn)所需的設(shè)計功能。當 S 閉合時除向負載供電之外，還有一部分電能存儲于電感 L 和電容 C 中。其輸入電壓范圍為 8V~40V，最大電源電壓 45V。其擁有 1 輸出開關(guān)（ Switch Output）、2 輸入（ Input）、 3 增壓（ C Boost）、 4 接地（ Ground）、 5 整流（ Current Adjust）、 6反饋（ Feedback）、 7 軟啟動（ Softstart）共 7 個管腳。除了給負載提供能量之外，輸入電壓也為 LM2673的內(nèi)部電路提供偏置電壓。 一個電阻器將管腳 5與接地連接起來，它可以得到一個確定的電流（ I(pin 5) = / RADJ），該電流可產(chǎn)生一個通過電源開關(guān)的峰值電流，最大開關(guān)電流固定在 37,125 / RADJ的水平上。 （ 1）最大正向整流電流。 第一章 多路輸出式單片電源開關(guān)的原理與應(yīng)用 15 輸入濾波電容 正確地選擇和計算整流濾波電容是十分重要的，因為它將影響到下列的一些性能指標：電源輸出端的低頻交流波紋電壓和輸出電壓保持時間。為了獲得高質(zhì)量的直流輸出電壓，所以需要一些特殊的元器件，如肖特基勢壘整流二極管、超快恢復(fù)整流二極管，低 ESR 值的電解電容以及存儲能量的電感，以便產(chǎn)生低噪音的輸出電壓，從而滿足電路的需求 整流輸出和濾波電路 開關(guān)電源的輸出整流和濾波電路取決于設(shè)計者所選擇的電路類型。在平滑濾波電容 C1 前面，還增加了電感 L1。這主要是因為它們恢復(fù)速度慢，并且效率也低。這兩種整流管還具有較高的截止電壓參數(shù)。因此使得開關(guān)損耗增大。由于它具有這一優(yōu)點，使得肖特基勢壘整流二極管特別適用于 5V 左右的低電壓輸出電路中。 第一章 多路輸出式單片電源開關(guān)的原理與應(yīng)用 19 圖 是一個半橋式脈寬調(diào)制 (PWM）變換器開關(guān)電源的輸出電路，它利用肖特基勢壘整流二極管 VD1 和 VD2 作為全波整流器件。第三種吸收回路用齊納二極管將過高的振蕩脈沖電壓降至允許的范圍內(nèi)。常用的磁芯有鐵氧體磁芯，鐵粉磁芯和坡莫合金（ MPP）磁芯。 對于鐵氧體磁芯來說，由于其飽和磁通密度 Bsat 低，所以必須要開氣隙口，它們對溫度比較敏感，其體積也較大。在一個 PWM 系統(tǒng)中，通常是產(chǎn)生一組方波脈沖來對開關(guān)晶體管的開關(guān)進行控制，用改變脈沖寬度的方法，來改變晶體管相應(yīng)的導(dǎo)通和截止時間，因而能夠使輸出電壓穩(wěn)定在預(yù)定的值上。圖 用虛線說明了，當誤差信號幅度變化時，輸出脈沖的寬度是如何被調(diào)制的。這些電路還具有低壓時鎖定輸出，可編程式軟啟動，數(shù)字式電流限制，并可在高達400kHZ 的頻率下工作。實際上它是一個發(fā)光二極管（ LED），另一個是光敏器件，它可以是光電池、光敏三極管、光敏單向可控硅等器件。 自舉式輔助電源電路的功能如下：當輸入交流電 壓加上后， PWM 控制和驅(qū)動電路得到了啟動電壓 VC,此電壓是由直接與直流高壓相連的 R VDW1 和 VT1 線性穩(wěn)壓電路形成的啟動電壓。完成這一功能的電路稱為“軟啟動電路”。電容器 C 緩慢地充電導(dǎo)致比較放大器輸入端的 PWM 波形逐漸地上升。 圖 是 N 溝道 MOSFET 管與 NPN 型雙極性晶體管相比較的原理圖符號。一般情況下， ESR值越低的電容，其性能就越好。條件是負載和周圍溫度保持恒定。 過載或過流保護：防止因負載過重，使電流超過原設(shè)計的額定值而造成電源損壞的電路。（如果使用兩個或兩個以上的并聯(lián)電容器也符合要求）。 該固定輸出電壓設(shè)計方案的具體步驟如下： 一個 ，該壁式接合器提供一個大小為 13V~16V的未調(diào)直流電壓。 在直插式元件中可以使用 Renco公司生產(chǎn)的零件型號為 RL12832243或是 Pulse Engineering公司生產(chǎn)的零件型號為 PE53933L33的 L33元件。鑒于 50mS的軟啟動延遲，將會用到一下一些參量： ISST： A tSS： 50mS VSST： VOUT： VSCHOTTKY： VIN： 16V 使用最大輸入電流可以保證軟啟動延 遲時間將至少為 50mS的理想值 第二章 單片式降壓穩(wěn)壓開關(guān)電源的設(shè)計 37 電路原理圖的繪制 電路原理圖的繪制 通過 中的設(shè)計方案，我們已經(jīng)得出了該單片式降壓穩(wěn)壓器的原理圖。元件的封裝我們要參考其尺寸、類型進行確認，如 LM2673 即使用 TO220 七腳封裝。報表相當于原理圖檔案