【正文】 ∴ 橋式整流電路中的二極管承受的最高反向電壓為： VUUBR 342 2 ?? 橋式整流電路中二極管承受的最高平均電流為： 查手冊選整流二極管 IN4007，其參數(shù)為：反向擊穿電壓 BRU =50V34V 最大整流電流 FI =1A 本系統(tǒng)采用橋式整流電橋，其與變壓器連接示意圖 電路和輸出波形如圖 和 所示。但是由于電容按指數(shù)規(guī)律放電 ， 所以當(dāng)其下降到一定數(shù)值后 ， 電容將繼續(xù)通過負(fù)載放電 ， 電容兩端電壓按指數(shù)規(guī)律緩慢下降。 為獲得平滑的輸出電壓 ， 一般取放電時(shí)間常數(shù)為 : τd=RLC≥(3～ 5)T/2 式中 :T 為交流電的周期 ， 在濾波電路放電時(shí)間常數(shù)滿足上式的關(guān)系時(shí) ， 可用下式對輸出電壓的平均值約為電容兩端電壓的 倍。 電路中濾波電容承受的最高電壓為 342 ?U ，所以所選電容器的耐壓應(yīng)大于 34V。 圖 LM2596 實(shí)物圖 基于 LM2596可調(diào)開關(guān)電源的設(shè)計(jì)與制作 11 LM2596 內(nèi)部電路圖 如圖 所示。將這個(gè)管腳的電壓下拉到低于大約 時(shí)， LM2596 將打開并工作；當(dāng)其 上拉到高于 （最大到 25V）時(shí)， LM2596就被關(guān)斷 從而停止工作 。當(dāng)負(fù)載電流很小時(shí)，許多設(shè)計(jì)中都采用 非連續(xù)模式。在選擇輸出電容時(shí)，幾個(gè)重要的參數(shù)是： 100KHz 時(shí)的等效阻抗（ ESR）； RMS 紋波電流等級；耐壓值； 標(biāo)稱容量。 由于肖特基二極管 的電氣特性是 開 關(guān)速度快、正向壓降小，所以，使用中其性能很好，特別是在低電壓輸出 的 實(shí)際 應(yīng)用中（ 5V 或更低）。 輸入耐壓和電流均方根是輸入電容的重要參數(shù)。為了取得最好的效果，外接元器件要盡可能地靠近開關(guān)型集成電路，最好用地線屏蔽或單點(diǎn)接地。 圖 實(shí)測變壓器輸出電壓值 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(jì)） 電路工作實(shí)測數(shù)據(jù) 如圖 44 所示為實(shí)際工作中調(diào)節(jié)精密可調(diào)電阻測得的輸出電壓為 圖 實(shí)際工作中的電壓測量數(shù)據(jù)圖 圖 可調(diào)最低電壓測試結(jié)果 基于 LM2596可調(diào)開關(guān)電源的設(shè)計(jì)與制作 23 圖 可調(diào)最高電壓測試結(jié)果 如圖 和圖 所示為電路所能調(diào)節(jié)的最小電壓和最大電壓。 綜上所述，該電源散熱性好、轉(zhuǎn)換效率高、應(yīng)用廣泛、帶負(fù)載能力較強(qiáng) (約為20Ω )、在便攜式電子產(chǎn)品中具有很高的應(yīng)用前景 。 最后 ，我還要感謝我的父母。 電氣工程系 的老師們，給我四年的學(xué)習(xí)、成長創(chuàng)造了一個(gè)良好的環(huán)境，引導(dǎo)我充分利用學(xué)校的學(xué)習(xí)資源，去發(fā)展、充實(shí)自我，而不曾虛度光陰。無論是學(xué) 習(xí)、工作生活上的問題，恩師們都會悉心給以指導(dǎo)解答，讓我倍受感動。這篇畢業(yè)論文的就是我的舞臺，以下的言語便是有點(diǎn)成就感后在舞 臺上發(fā)表的發(fā)自肺腑的誠摯謝意與感想： 首先我想感謝我的導(dǎo)師 呂觀順（自己替換）老師 ，本設(shè)計(jì)是在呂觀順老師的親自指導(dǎo)下完成的，在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，只要我們有什么問題，他馬上就會想辦法為我們解決，引領(lǐng)我鍛煉自己分析問題與解決問題的能力。實(shí)現(xiàn)高頻化的有效途徑是采用軟開關(guān)技術(shù)并對設(shè)計(jì)過程中涉及到的主電路及相關(guān)硬件電路設(shè)計(jì)、功率因數(shù)校正技術(shù)、控制技術(shù)等方面進(jìn)行了探討，完成了詳細(xì)的電路及參數(shù)設(shè)計(jì)。在物理上，一方面電阻要靠近 IC，另一方面相關(guān)的連線要遠(yuǎn)離電 感，如果所用電感是磁芯開放式的，那么，這一點(diǎn)就顯得更加重要。 (5)、 電阻值選擇 為了實(shí)現(xiàn)輸出電壓連續(xù)可調(diào)，需要外接一個(gè)固定電阻和精密可調(diào)電阻來實(shí)現(xiàn)輸出電壓的計(jì)算可由下式給出： 通常，為了確保輸出穩(wěn)定， R4 選用標(biāo)稱阻值為 1000Ω，精度為 1%的電阻。 表 二極管選擇表 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(jì)） (4)、 輸入電容的選擇（ CIN） 這是一個(gè)加在輸入端和地之間的低等效電阻（ Low ESR）的鋁或鉭旁路電容。不要使用大于 820μ F 的電容。 因此本系統(tǒng)在輸出端接入電感，使系統(tǒng)性能指標(biāo)更加完善。本系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)輸出電壓連續(xù)可調(diào)，因此 R2 采用精密可調(diào)電阻即可達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。 Output——輸出端，這個(gè)腳上的電壓可在（ +VINVSAT）和 （大約）間轉(zhuǎn)換。 該器件內(nèi)部集成了穩(wěn)定頻率的補(bǔ)償電路和固定頻率發(fā)生器，開關(guān)頻率為 150KHz，與低頻開關(guān)調(diào)節(jié)器相比較，可以連接更小規(guī)格的電感、電容元件。 基于 LM2596可調(diào)開關(guān)電源的設(shè)計(jì)與制作 9 圖 輸出特性及濾波特性 曲線表明 ， 電容愈大電路帶負(fù)載的能力愈強(qiáng) ， 濾波效果愈好 ； 電流平均值愈大 (即負(fù)載電阻的 RL愈小 )， 電壓平均值愈低 ， S 的值愈大。電容愈大 ， 負(fù)載電阻愈大 ， 濾波后輸出電壓愈平滑 ， 并且其平均值愈大。濾波電容容量較大 ， 因此一般均采用電解電廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 容 ， 在接線時(shí)要注意電解電容的正負(fù)極。 基于 LM2596可調(diào)開關(guān)電源的設(shè)計(jì)與制作 5 各單元電路的設(shè)計(jì) 變壓器降壓 確定副邊電壓 U2 根據(jù)性能指標(biāo)要求： maiU0 =3V max0U =30V 又 ∵ m in00 m a xi )(UU UU i ?? m a x00 )( UUU iini ??? 其中： VUUVUU iini 40)(,3)( m a x0m i n0 ???? ∴ 12V≤Ui ≤43V 此范圍中可任選 ： iU =24V= 01U 根據(jù) 01U =(～ ) 2U 可得變壓的副邊電壓： U2=28V 確 定變壓器副邊電流 2I ∵ 001 II ? 又副邊電流 2I =(～ 2) 01I 取 0I = max0I =800mA 則 2I =＊ = 選擇變壓器的功率 變壓器的輸出功率： 0P 22UI = 因此選擇變壓器實(shí)物圖如圖 。 開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)中中間是不需要變壓器和散熱片，所以能夠做到體型輕巧。 變換器：把直流電壓變換成高頻交流電壓，并且隔離輸出部分與輸入電網(wǎng)的相關(guān)影響。隨著半導(dǎo)體工藝 不斷的精細(xì)化 、封裝技術(shù)和高頻開關(guān)的 普及化 ，模塊 直流轉(zhuǎn)直流功率密度不斷增大，開關(guān)工作 效率 不斷提高 ， 用戶應(yīng)用更加便捷 。 Rectification。并且現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展高速化，電子系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越廣泛化，電子設(shè)備的種類多樣化，電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 1 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 題目： 基于 LM2596 可調(diào)開關(guān)電源的設(shè)計(jì)與制作 （ Title ） ： Based on the LM2596 adjustable switching power supply design and manufacture 畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jì)（論文），是我個(gè)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： 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。電子設(shè)備的低功耗需求越來越來強(qiáng)烈。 Filtering。正是基于以上發(fā)展形勢設(shè)計(jì)了一款應(yīng)用廣泛、實(shí)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(jì)） 2 設(shè)計(jì)方案比較論證 本文的設(shè)計(jì)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。 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(jì)與制作 3 并減小高頻噪聲的干擾。同時(shí)，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。 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(jì)） 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。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。換言之 ， 當(dāng)濾波電容容量一定時(shí) ， 若負(fù)載電阻減小 (即負(fù)載電流增大 )， 則時(shí)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。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 。由于該器件標(biāo)配只需要外接 4 個(gè)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(jì)難度。為了降低 耦合 干擾 ， 在進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)時(shí)，上連接到該腳的銅線長度盡量短 。其電路原理圖如圖 所示。 A、 可以通過以下的公式計(jì)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(jì)算： E? T= C、 ILOAD（ max） =3A