【正文】 本系統(tǒng)采用峰值電流控制型脈寬調(diào)制芯片 UC3842 的 Boost 升壓型 DCDC 變換電路，外接元器件少，控制靈活方便，輸出電壓穩(wěn)定可調(diào)。 （ 3）正確掌握實(shí)驗(yàn)儀器的使用，對系統(tǒng)的調(diào)試是非常有幫助的。Mathuna, Present practice of power packaging for DC/DC converters[M], Waltham, MA: Integrated Power Packaging,2020:37. [14] , , , , PSPICE analysis of PWM controlled inductorless fault tolerant multilevel dc/dc converters[J], Power Electronics, Machines and Drives,2020:23(5),490494. [15] 曲學(xué)基，曲敬鎧，于明揚(yáng) .電力電子濾波技術(shù)及其應(yīng)用 [M].北京：電子工業(yè)杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 出版社， 2020： 132150. 附 錄 用到的元器件清單 序號 標(biāo)號 名稱 型號 /規(guī)格 數(shù)量 1 C1 電解電容 2200uf/50v 1 2 C2 電解電容 2200uf/50v 1 3 Cf1 陶瓷電容 104pf 1 4 Cx 陶瓷電容 104pf 1 5 Cr 陶瓷電容 104pf 1 6 Ct 陶瓷電容 1 7 R1 碳膜電阻 30k 1 8 R2 碳膜電阻 1 9 Ro 碳膜電阻 22k 1 10 Ro1 碳膜電阻 20k 1 11 Rt 碳膜電阻 10k 1 12 Rf 碳膜電阻 20k 1 13 Rr 碳膜電阻 1 14 Rs 水泥電阻 1 15 P1,P2,P3,P4 排針 普通 4 16 電流型控制芯片 UC3842AN 1 17 開關(guān)管 IRF540 1 18 二極管 1N5819 1 19 覆銅板 普通單層 2 20 萬用表 VC9805A+ 1 21 電感值測量儀 TH2819 1 22 示波器 TDS1002B 1 23 學(xué)生電源 MPS3005L3 1 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 24 漆包線 直徑為 1mm 三十厘米長 25 磁環(huán) 鐵氧體 1 26 功率電阻 20歐姆 /50瓦 1 27 接口 普通 2 總系統(tǒng)的 PCB圖 Boost斬波結(jié)構(gòu)原理圖 GDSI1IRF540D1N581910mHL6Inductor IronRsC1 C2PWM(out)GND30kR12kR2IrefUinUref12P1Header 212P3Header 212P4Header 212P2Header 212PfHeader 212UinHeader 212UoutHeader 2 脈沖調(diào)制驅(qū)動電路原理圖 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 COMP1VFB2SEN3RT/CT4GND5OUT6VCC7Vref8U5UC384210kRtCtGND20kRfIrefRr104CrUinUref22Ro20kRo1PWM(out)104Cf1 實(shí)物圖 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 。 （ 2）要學(xué)會分析問題和解決問題，因?yàn)槔碚摵蛯?shí)踐有時會存在很大的差 距，所以當(dāng)出現(xiàn)問題時，一定要正確的分析問題所在地。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 6 結(jié)論 開關(guān)電源在電子設(shè)備、電力設(shè)備和通信系統(tǒng)的直流供電中得到廣泛應(yīng) 用，高頻開關(guān)電源中， DCDC變換是其核心。 接下來首先對 R1,R2進(jìn)行取值。 圖 54 加入濾波電路后 sR 端波形圖 最后當(dāng)輸出為 32V 時，接 100 歐姆負(fù)載，對 UC3842 的腳 6 輸出的 PWM 波占空比進(jìn)行測試，如下圖 55 所示。 （ 1）外補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) UC3842 誤差放大器的輸出端腳 1與反向輸入端腳 2之間接補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) fR 、 fC 。 電容的 ??????? 。實(shí)際上，對于一個確定的電感器，芯體損耗與芯體大小無關(guān)，而與其自感系數(shù)有很大關(guān)系。 （ 2）儲能電感 L 根據(jù)輸入電壓和輸出電壓確定最大占空比。 GDSI1IRF540D1N581910mHL6Inductor IronRsC1 C2PWM(out)GND30kR12kR2IrefUinUref12P1Header 212P3Header 212P4Header 212P2Header 212PfHeader 212UinHeader 212UoutHeader 21KRbzRes Tap 圖 52 Boost主電路 （ 1） MOS管 [13] 輸出電壓 outU 輸入電壓 inU 的關(guān)系為 )1/( ??? inout UU ，α為 MOS管導(dǎo)通比。 焊接電子元件。熱轉(zhuǎn)印機(jī)事先就已經(jīng)預(yù)熱，溫度設(shè)定在 160200 攝氏度，由于溫度很高，操作時注意安全！ 腐蝕線路板 ,回流焊機(jī)。圖 51 是打印好的電路板圖。雖然軟件具有自動布局、布線的功能，但是要想有好布局和布線還是手動較好。有 16V（通）和 10V（斷）低壓鎖定門限，十分適合于離線變換器，這里采 用 DC輸入直接給芯片供電 [11]。根據(jù) UC3842 的功能特點(diǎn)，結(jié)合 Boost 電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 完全可設(shè)計(jì)成電流控制型的升壓 DCDC 電路。 onT 時通過 L的電流增加部分 onIL? 滿足式 (1)。如果這一功能不能實(shí)現(xiàn)別的技術(shù)指標(biāo)就不可能達(dá)到，這是實(shí)現(xiàn)全部 技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)。因此，僅用電壓采樣的方法反應(yīng)速度慢，穩(wěn)定性差，甚至在大信號變動時產(chǎn)生振蕩，從而損壞功率器件，以致在推挽和全橋等電路中引起變壓器偏磁化飽和而產(chǎn)生電流尖峰，最終導(dǎo)致線路工作失常。因此 PWM 技術(shù)普遍應(yīng)用于通信技術(shù)中。 圖 31系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 Boost 斬波結(jié)構(gòu)部分 開關(guān)變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指能用于轉(zhuǎn)換、控制和調(diào)節(jié)輸入電壓的功率開關(guān)器件和儲能器件的不同配置。經(jīng)分析不難發(fā)現(xiàn)， DC/DC電源的系統(tǒng)效率一方面受限于電源系統(tǒng)本身的耗能元件，如電源內(nèi)阻、濾波器阻抗、連接導(dǎo)線及接觸電阻等；另一方面與 DC/DC 電源轉(zhuǎn)換器 的工作狀態(tài)和電源參數(shù)也有很大關(guān)系，合理地配置這些設(shè)計(jì)參數(shù)可以改善系統(tǒng)效率。相對的， DCDC開關(guān)電源就可以適應(yīng)現(xiàn)當(dāng)代的電子設(shè)備對電源的要求，達(dá)成電子設(shè)備對電源的發(fā)展需要。 4）在進(jìn)行電路布線時一定要注意元器件的布局、信號干擾、模擬電路與數(shù)字電路之間的相互影響等問題，在很大程度上決定著你的調(diào)試時間長短，最終結(jié)果正確與否。 最后總結(jié)了本文的設(shè)計(jì)工作。 3. 對整體電路系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。追求壽命的延長要從設(shè)計(jì)方面著手，而不是依賴使用方。 （ 3）低噪聲和良好的動態(tài)響應(yīng)。也正是這樣的外界條件推動了開關(guān)電源的有源功率因數(shù)校正技術(shù)和低壓大電流高功率 DCDC 變換技術(shù)成為了當(dāng)今電力電子領(lǐng)域的研究課題。當(dāng)時在高等院校和一些科研院所停留在試驗(yàn)和教學(xué)階段。隨著晶體管技術(shù)的發(fā)展，晶體管穩(wěn)壓電源得到迅速發(fā)展，電子管穩(wěn)壓電源逐 漸被淘汰。 （ 3） BuckBoost 電路――降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓 U0 大于或小于輸入電壓 UI，極性相反，電感傳輸。 分布式電源的發(fā)展及與 IT 技術(shù)的結(jié)合，對傳統(tǒng)的電路系統(tǒng)造成巨大的影響，帶來了對電路系統(tǒng)概念的革新，在同一電路系統(tǒng)中越來越廣泛地使用分布式開關(guān)電源，使電路技術(shù)產(chǎn)生顯著進(jìn)步，形成了新型的專項(xiàng)技術(shù)。相對的， DCDC 開關(guān)電源就可以適應(yīng)現(xiàn)當(dāng)代的電子設(shè)備對電源的要求，達(dá)成電子設(shè)備對電源的發(fā)展需求。 Pulse width modulation 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 1 緒論 .............................................. 錯誤 !未定義書簽。 本文設(shè)計(jì)了一款采用峰值電流控制型脈寬調(diào)制芯片 UC3842 設(shè)計(jì)的 Boost 升壓型 DCDC 變換電路，外接元器件少，控制靈活方便，輸出電壓穩(wěn)定可調(diào)。 本文重點(diǎn)講述了 DCDC 升壓型變換器的工作原理，描述了 DCDC 變換器的控制方法，同時，詳細(xì)闡述了脈寬調(diào)制中電壓控制模式和電流控制模式的基本原理，分析比較了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 voltage control。傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源雖然具有穩(wěn)定性能好，輸出紋波電壓小，使用可靠的優(yōu)點(diǎn)，但其通常需要體積大且笨重的工頻變壓器與體積和重量都很大的濾波器，并且功耗較大，電源率較低。由于其高效節(jié)能可帶來巨大效益，從而得到迅速推廣。 （ 2） Boost 電路――升壓 斬波器，其輸出平均電壓 U0 大于輸入電壓 UI，極性相同。 （ 2）晶體管穩(wěn)壓電源時期（ 1960 年代 — 1970 年代中期）。 國內(nèi)開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展基本上起源于 20世紀(jì) 70 年代末和 80 年代初。如果從一個開尖電源的輸入和輸出端口觀察，可以發(fā)現(xiàn)輸入的要求變得更嚴(yán)了，不符合 IEC100032 標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品將陸續(xù)被淘汰。 （ 2）高效率和高可靠性。從壽命角度出發(fā)，電解電容、光耦合器、開關(guān)管及高頻變壓器等決定電源的壽命。 2. 對兩種控制方式（電流型和電壓型）進(jìn)行了比較分析。 第五章詳細(xì)描述了系統(tǒng)的制作與調(diào)試，誤差分析以及系統(tǒng)的性能測試。 3）根據(jù)要求對電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和元器件的選型，并且掌握每個元器件所起的作用，特別 是電感磁性元件、 UC3842 所組成的脈寬控制電 路。傳統(tǒng)的穩(wěn)壓壓電源，就是其調(diào)整管工作在線性放大區(qū)，開關(guān)穩(wěn)壓電源的調(diào)整電源雖然具有穩(wěn)定性能好，輸出紋波電壓小，使用可靠的優(yōu)點(diǎn)，但其通常需要體積大且笨重的工頻變壓器與體積和 重量都很大的濾波器，并且功耗大，電源效率較低。 較高的系統(tǒng)效率不僅可以延長電池使用周期 ,也可以進(jìn)一步減小設(shè)備體積。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 31所示。 PWM 技術(shù)在較寬的負(fù)載范圍內(nèi)都具有 較高效率，此外因?yàn)轭l率恒定噪聲頻譜相對窄，利用簡單的低通濾波技術(shù)便可得低紋波輸出電壓。開關(guān)電源的電流均流經(jīng)電感，將使濾波電容上的電壓信號對電流信號產(chǎn)生 90 度 延遲。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 COMP1VFB2SEN3RT/CT4GND5OUT6VCC7Vref8U5UC384210kRtCtGND20kRfIrefRr104CrUinUref22Ro20kRo1PWM(out)104Cf1 圖 35 UC3842控制芯片及周圍電路 系統(tǒng)性能指標(biāo) 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先要完成的就是實(shí)現(xiàn)直流輸入電壓在 15V20V 范圍內(nèi)能夠輸出直流電壓在 3236V 之間可調(diào)。 開關(guān)管 S漏極電壓波形 Ton Toff △ ILon 開關(guān)管 S電流波形 ILp 電感 L電流波形 IL(ave) △ IL △ ILoff 整流二極管 D電流波形 Id(ave) 輸出電容 C2電流波形 Ic2(ave) △ Ic2 圖 41 onT 時，開關(guān)管 S為導(dǎo)通狀態(tài)，二極管 D 處于截止?fàn)顟B(tài)，流經(jīng)電感 L 和開關(guān)管的電流逐漸增大，電感 L 兩端的電壓為 iV ，考 慮到開關(guān)管 S 漏極對公共端的導(dǎo)通壓降 sV ，即為 si VV? 。 UC3842 價格低廉，廣泛應(yīng)用于電子信息設(shè)備的電源電路設(shè)計(jì)中。其他的保護(hù)特性包括輸入和參考欠壓鎖定，各有滯后、逐周電路限制、可編程