【正文】 輸出靜區(qū)時間和單個脈沖測量鎖存。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 5 系統(tǒng)的制作與調(diào)試 系統(tǒng)電路的布局和布線 [12] 當(dāng)我們設(shè)計(jì)好系統(tǒng)的電路原理后，接下來的工作就是要進(jìn)行排版布線。在其中選擇打印效果最好的制作線路板。一般來說經(jīng)過 23次轉(zhuǎn)印，電路板就能很牢固的轉(zhuǎn)印在覆銅板上。水干后，用松香水涂在有線路的一面，為加快松香凝固，我們用熱風(fēng)機(jī)加熱線路板，只需 23分鐘松香就能凝固。杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 如圖 52 Boost 主電路所示。由此可見， MOS 管的開關(guān)損耗對系統(tǒng)效率的影響較大。一般來說，高效率的變換器無法承受低成本的鐵粉芯線圈損耗，這迫使我們不得不去使用更貴的鐵酸鹽或鉬材料芯體。 輸出電容 C2 的選定取決于對輸出紋波電壓的要求，紋波電壓與電容的等效串聯(lián)電阻 ESR 有關(guān)，電容器的容許紋波電流要大于電路中的紋波電流。本電 路中與 MOS 管串聯(lián)的小于 MOS管過流保護(hù)的作用，其上感應(yīng)出的峰值電流形成逐個脈沖限流電路，當(dāng)腳 3達(dá)到 1V 時就會出現(xiàn)限流現(xiàn)象，所以整個電路中的電感磁性元件和功率開關(guān)管不必設(shè)計(jì)較大的余量，就能保證穩(wěn)壓電路工作穩(wěn)定，又能降低成本。加入濾波電路后 sR 端的波形已無明顯電流尖峰脈沖，如圖 54所示。經(jīng)測試后，該基準(zhǔn)電壓值為，與理論值 。 表 54 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)的測試結(jié)果 基本要求 測試結(jié)果 輸入電壓 1520V內(nèi)，輸出電壓在3236V之間可調(diào) 隨著改變 R1,R2 的比值，輸出電壓可以實(shí)現(xiàn) 2555V之間內(nèi)可調(diào) DC/DC 轉(zhuǎn)換效率 70% 根據(jù)測試結(jié)果，轉(zhuǎn)換效率介于 73%79%之間，最高可達(dá) % 輸出電流最大達(dá)到 1A 根據(jù)測試結(jié)果，輸出電流到達(dá) 1A時，輸出電壓下降明顯 最后分析下影響最大輸出電流的原因： 測試中發(fā)現(xiàn)取樣電阻 Rs 的大小對于輸出功率有較大 的影響，減小取樣電阻 Rs 的阻值可以改善輸出功率，提高輸出電流，但由于元器件的緊缺，使用的 Rs 取樣電阻實(shí)際值只有 歐姆，未達(dá)到系統(tǒng)要求的小于 歐姆的標(biāo)準(zhǔn)； 可以加粗系統(tǒng)的布線； 開關(guān)頻率對 MOS管的損耗有很大影響，頻率越高，損耗越大， MOS 管發(fā)熱也就越嚴(yán)重，從而影響輸出功率； 開關(guān)管和續(xù)流二極管允許通過的最大電流的限制； 磁芯選擇不當(dāng)也會影響輸出電流的大小，若磁芯選擇不當(dāng)當(dāng)其流過一定強(qiáng)度電流時，使得磁芯達(dá)到飽和。所以，在進(jìn)行理論設(shè)計(jì)之前，最好把以前學(xué)過的數(shù)電、模電、高頻、通信等知識再溫習(xí)一遍。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 致 謝 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 參考文獻(xiàn) [1] 周志敏 .開關(guān)電源實(shí)用技術(shù) [M].北京：人民郵電出版社， 2020： 7098. 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M, , O39。 其主要的儀器有單片機(jī)仿真器、燒錄器、數(shù)字示波器等。 UC3842 的峰值電流控制對開關(guān)管進(jìn)行過電流保護(hù)非常方 便，而輸出負(fù)載過電流保護(hù)功能則通過繼電器來實(shí)現(xiàn)。 有了穩(wěn)定的輸出電壓，接下來可以測試系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率了。 （ 2）電壓表和電流表的精度以及示波器的測量環(huán)境也會對系統(tǒng)誤差產(chǎn)生較大影響。 （ 2）斜坡補(bǔ)償 在實(shí)用電路中，增加斜坡補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，一般有二種方法，一是從斜坡端腳 4 接補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) xR 、 xC 至誤差放大器反相輸入端腳 2，使誤差放大器輸出為斜坡狀，再與 sR 上感應(yīng)的電壓比較。開關(guān)管以 UC3842 設(shè)定的頻率周期開閉，使電感儲存能量并釋放能量。實(shí)際測得的 L電感量如下圖 53所示。電路工作時重要的是避免電感飽和、溫升過高。通過測試比較這里選用IRF540 作為系統(tǒng)中的 MOS 管，其能夠承受的最大電壓為 100V，最大電流為 23A，導(dǎo)通電阻僅為 77mΩ。在元器件焊接之前應(yīng)該先在電路銅線上上一層松香，防止銅暴露在空氣中被氧化，以便于焊接；在焊接過程中焊錫量要用得當(dāng)，過多造成不必要的浪費(fèi)，過少有可能造成虛焊；元器件焊完后，可以給發(fā)熱量大的元器件裝上散熱片，這樣可以延長元器件的壽命，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性。 線路板鉆孔。 預(yù)處理覆銅板。在布版時，一定要先確定各個元器件的型號及封裝，然后畫原理圖時，盡量能找到同型號器件，不一樣時標(biāo)記一下。其中內(nèi)部誤差放大器與電 流檢測比較器的輸入設(shè)計(jì)將直接影響系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性，因此在設(shè)計(jì)好之后調(diào)試過程中也要非常注意。本系統(tǒng)控制驅(qū)動具體電路如圖 35所示。 L TVIL o ffio ff ) +VV ( fo ??? （ 2） 式中： fV 為整流二極管正向壓降，快恢復(fù)二極管 ，肖特基二極管 。 Boost主拓?fù)潆娐吩O(shè)計(jì) 本系統(tǒng)利用最為簡單可靠的 Boost 斬波結(jié)構(gòu)，開關(guān)的開通和關(guān)斷受外部 PWM信號控制，電感 L將交替地存儲和釋放能量，而電容 C可將輸出電壓保持平穩(wěn)，通過改變 PWM控制信號的占空比可以相應(yīng)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的變化。根據(jù) UC3842 的功能特點(diǎn)， 結(jié)合 Boost 電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，完全可設(shè)計(jì)成電流控制型的升壓 DCDC 電路。圖 33為電壓控制電路圖： 電源輸出電壓 outU 與參考電壓 refU 經(jīng)誤差放大器比較放大后 ，又經(jīng) PWM 比較器比較，由鎖存器輸出占空比隨誤差 電壓信號 eU 變化的一系列脈沖，再驅(qū)動控制用的開關(guān)晶體管，使輸出電壓穩(wěn)定。 DC/DC 拓?fù)涞姆N類繁多，對于大多數(shù)電源 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者來說，挑選合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù)。所以在設(shè)計(jì)中合理選擇電源電壓、減小電源內(nèi)阻、正確選擇 DC/DC 電源轉(zhuǎn)換器的工作點(diǎn)可以有效地改善 DC/DC電源的系統(tǒng)效率?？傮w來說，它具有體積小、重量輕（體積和重量只有線性電源的 30%）、效率高（線性電源只有 40%），自身抗干擾性強(qiáng)、輸出電壓范圍寬、模塊化等優(yōu)點(diǎn)，又提高了整機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性，對電網(wǎng)的適應(yīng)能力也有較大的提高。 6）系統(tǒng)的功能性測試及其電路的優(yōu)化，其主要有 DC/DC 的轉(zhuǎn)換效率、輸出電流等電源主要參數(shù)。圖 21所示的就是最基本的 DC/DC 開關(guān)電源系統(tǒng)。 本論文的結(jié)構(gòu)安排依據(jù)工作進(jìn)度，主要是做了以下安排： 第一章為總體緒論；先說明了本次論文的計(jì)設(shè)目的及意義，而后介紹了開關(guān)電源的發(fā)展及發(fā)展趨勢，最后對本文總體構(gòu)造進(jìn)行了說明。但諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)也有其難點(diǎn)，如很難準(zhǔn)確控制開關(guān)頻率、諧振時增大了器件負(fù)荷、場效應(yīng)管的寄生電容易引起短路損耗、元件熱應(yīng)力轉(zhuǎn)向開關(guān)管等問題難以解決。對于小型便攜式電子設(shè)備，則主要是單片集成開關(guān)電源的形式，采用新型的控制方式和電路結(jié)構(gòu)來減小器件體積、減小待機(jī)功能，提供低輸出電壓、高輸出電流以適應(yīng)微處理器和便攜式電子設(shè)備等產(chǎn)品電源系統(tǒng)的供電要求。 由于開關(guān)電源功耗小、效率高、體積小、重量輕、穩(wěn)壓范圍寬、濾波效率高、不需要大容量濾波電容等優(yōu)點(diǎn)，而線性電源效率低，并且電壓轉(zhuǎn)換形式單一（只有降壓）等缺點(diǎn)。目前， DCDC開關(guān)電源的功率密度可達(dá)到 (每立方英寸 120W)。隨著壓控功率器件的出現(xiàn)，促進(jìn)了電源技術(shù)的極大發(fā)展，它可使兆瓦級的逆變電源設(shè)計(jì)簡化，可取代需要強(qiáng)迫換流的晶閘管，目前仍在使用。從另一方面來說， DCDC開關(guān)電源的技術(shù)追求也日趨高漲和發(fā)展趨勢 亦漸廣泛，而且派生出發(fā)很多特殊的應(yīng)用領(lǐng)域研制和開發(fā)的難度變得更大了，這就更有很多的研究價值和技術(shù)發(fā)展的空間了。開關(guān)電源內(nèi)部關(guān)鍵元器件工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，本身消耗的能量很低，電源效率可達(dá) 80%90%，特別是目前便攜式設(shè)備市場需求巨大， DCDC 開關(guān)電源的需求也越來越大，性能要求也越來越高，而 DCDC開關(guān)電源的設(shè)計(jì)也更具挑戰(zhàn)性?？傮w來說，它具有體積小、重量輕（體積和重量只有線性電源的 30%）、效率高（線性電源只有 40%），自身抗干擾性強(qiáng)、輸出電壓范圍寬、模塊化等優(yōu)點(diǎn)，又提高了整機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性，對電網(wǎng)的適應(yīng)能力也有較大的提高。因此，電源越來越受到人們的重視，人們對電源的要求也越來越高。 關(guān)鍵詞： 升壓型 DC/DC 變換器；電流控制；電壓控制；脈寬調(diào)制 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) ABSTRACT DCDC converter is one DC voltage is transformed into another DC voltage required (fixed or adjustable). This technology is widely used in puters, office automation equipment, industrial instrumentation, military, aerospace and other fields related to national economy sectors, the converter also need to meet safety standards in these areas. This paper focuses on the working principle of stepup DCDC converter. Describes the DCDC converter control method. At the same time, expounds the pulse width modulation of voltage control mode and the basic principle of current control model, and analyses their advantages and disadvantages. This paper designs a using current peak control mode pulse width modulation UC3842 chip design Boost booster type DCDC transform circuit， less External ponents, control is flexible and convenient, the output voltage stability can be are three parts of hardware in the system design, mainly related to the Boost topology circuit, PWM control circuit, feedback loop the design, production and testing after the system achieves the desired requirements: input voltage range of 15V20V Output voltage 3255V。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 2020 屆） 題 目 DC/DC 升壓 電源 模塊的設(shè)計(jì) 系 電子工程 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 完成日期 誠 信 承 諾 我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《 DC/DC 升壓 電源 模塊的設(shè)計(jì) 》均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料