【正文】 動(dòng)和工作電流如圖43所示為UC3842內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理圖。覆銅板，也就是兩面都覆有銅膜的線路板，將覆銅板裁成電路板的大小，不要過大，以節(jié)約材料。 系統(tǒng)組裝系統(tǒng)組裝過程中，首先就是元器件的焊接，元器件的焊接按從低到高，從小到大的原則。電感的設(shè)計(jì)包括磁性材料、尺寸、型號(hào)選擇及繞組匝數(shù)計(jì)算、線徑選用等。 脈寬調(diào)制電路調(diào)試由UC3842組成的脈寬調(diào)制電路的穩(wěn)定性決定著系統(tǒng)能否正常輸出電壓。下面就測(cè)試結(jié)果的誤差做一個(gè)簡(jiǎn)要分析：（1）系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換器的精度以及元器件如電阻，電容，電感的精度對(duì)于系統(tǒng)也有一定的影響，因此該系統(tǒng)中，可以進(jìn)一步改善系統(tǒng)的性能。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)。當(dāng)然，由于水平和經(jīng)驗(yàn)的限制本次設(shè)計(jì)有不足之處還應(yīng)在以后的學(xué)習(xí)研究中不斷的進(jìn)取。表53 系統(tǒng)輸出36V時(shí)的轉(zhuǎn)換效率測(cè)試 (v) (A) (v)負(fù)載電阻轉(zhuǎn)換效率300%250%200%150%100%50%根據(jù)以上測(cè)試結(jié)果可知本系統(tǒng)可以基本實(shí)現(xiàn)下達(dá)的技術(shù)指標(biāo)，最終系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果如下表54所示。（3）R、C濾波電路[15]由于儲(chǔ)能電感的作用，在開關(guān)管開啟和關(guān)閉時(shí)會(huì)形成大的尖峰電流，在檢測(cè)電阻上產(chǎn)生一個(gè)尖峰脈沖，為防止造成UC3842的誤動(dòng)作，在取樣點(diǎn)到UC3842的腳3間加入R、C濾波電路，R、C時(shí)間常數(shù)約等于電流尖峰的持續(xù)時(shí)間。二極管峰值電流，本電路可選用6A/50V以上的快恢復(fù)二極管，若采用正向壓降的肖特基二極管，整個(gè)電路的效率將得到提高。在輸出電壓30V，電流2A時(shí)，認(rèn)為Δt與3842振蕩器的死區(qū)時(shí)間相等，即Δt=td=300CT時(shí)，此時(shí)PSW=，%。鉆孔完后，用細(xì)砂紙把覆在線路板上的墨粉打磨掉，用清水把線路板清洗干凈。將繪制好的電路板用轉(zhuǎn)印紙打印出來，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。電流取樣比較器和大電流圖騰式輸出，可以直接驅(qū)動(dòng)外部功率開關(guān)管，所以是驅(qū)動(dòng)功率MOSFET的理想器件。Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)升壓電路基本波形如圖41所示。二階系統(tǒng)是一個(gè)有條件的穩(wěn)定系統(tǒng)，只有對(duì)控制電路進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和計(jì)算，滿足一定條件，方能使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定工作。在系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計(jì)中，主要涉及到Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電路、脈寬調(diào)制控制驅(qū)動(dòng)電路、反饋閉環(huán)電路。所謂線性穩(wěn)管工作在開關(guān)狀態(tài)。第四章詳細(xì)描述了DCDC升壓電源模塊的構(gòu)成，工作原理；并重點(diǎn)分析了Boost主拓?fù)潆娐吩O(shè)計(jì)與控制電路中的各參數(shù)設(shè)置，并詳細(xì)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。：開關(guān)電源比線性電源使用的元器件多數(shù)十倍，因此降低了可靠性。許多新的領(lǐng)域和新的要求又對(duì)開關(guān)電源提出了更新更高的挑戰(zhàn)。此時(shí)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。從上世紀(jì)90年代以來開關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子和電器設(shè)備領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)、通訊、電子檢測(cè)設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開關(guān)電源。 Converter efficiency 70%.Keywords: Stepup DC/DC converter。在設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試完整機(jī)之后，本系統(tǒng)基本能夠達(dá)到預(yù)期的要求：；；70%?？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(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)能力也有較大的提高。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(shì)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?jī)r(jià)值和技術(shù)發(fā)展的空間了。目前，(每立方英寸120W)。對(duì)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。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(shì)，最后對(duì)本文總體構(gòu)造進(jìn)行了說明。6）系統(tǒng)的功能性測(cè)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)。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。圖33為電壓控制電路圖：電源輸出電壓與參考電壓經(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(hào)變化的一系列脈沖，再驅(qū)動(dòng)控制用的開關(guān)晶體管，使輸出電壓穩(wěn)定。 Boost主拓?fù)潆娐吩O(shè)計(jì)本系統(tǒng)利用最為簡(jiǎn)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(hào)控制，電感L將交替地存儲(chǔ)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(hào)的占空比可以相應(yīng)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的變化。本系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)具體電路如圖35所示。在布版時(shí)，一定要先確定各個(gè)元器件的型號(hào)及封裝，然后畫原理圖時(shí)，盡量能找到同型號(hào)器件，不一樣時(shí)標(biāo)記一下。線路板鉆孔。通過測(cè)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。實(shí)際測(cè)得的L電感量如下圖53所示。（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)、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，再與上感應(yīng)的電壓比較。有了穩(wěn)定的輸出電壓，接下來可以測(cè)試系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率了。其主要的儀器有單片機(jī)仿真器、燒錄器、數(shù)字示波器等。另外，可根據(jù)具體的電路指標(biāo)要求，對(duì)電路靈活控制、變動(dòng)，設(shè)計(jì)出其他的應(yīng)用電路。在保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作的情況下使用水泥電阻進(jìn)行了系統(tǒng)輸出電壓，輸出轉(zhuǎn)換效率以及輸出電流的測(cè)試。當(dāng)UC3842的腳3電壓升高超過1V或腳1電壓降到1V以下，都可使PWM比較器輸出高電平，造成PWM鎖存器復(fù)位[14]。而選用線徑大的導(dǎo)線繞制電感能有效降低電感的溫升。通過以上步驟，一個(gè)完整的硬件電路部分就差不多完成了，此時(shí)還可以用萬用表再檢查確認(rèn)一下是否有元器件漏焊、焊錯(cuò)的情況，以確保電路的正確性，防止在上電以后造成短路電路的燒毀。轉(zhuǎn)印電路板。 （4）簡(jiǎn)化了限流電路，在保證電源工作可靠性的同時(shí)，電流限制使電感和開關(guān)管更有效地工作；UC3842芯片的振蕩頻率估算公式為： （13）上式中，取10k，理論計(jì)算出來的頻率值為116KHz，但由于電容值不準(zhǔn)確，實(shí)際值92KHz。 （7）為保證電流連續(xù)，電感電流應(yīng)滿足 （8）考慮到式(6)、式(7)和式(8)，可得到滿足電流連續(xù)情況下的電感值為 （9）另外，由Boost升壓電路可知，開關(guān)管電流峰值Is(max)=二極管電流峰值Id(max)=電感器電流峰值Ilp。另外，給定電壓的穩(wěn)定主要由硬件電路完成，實(shí)時(shí)性好，可靠性高，不需要用到高速單片機(jī)[9]。電路結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，擁有開關(guān)電源固有的特性損耗較小，效率較高的特點(diǎn)[8]。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,集成電路工作電壓越來越低,工作速度越來越高,輸出電流能力越來越大，要求其供電電路小體積、低電壓、高效率、大電流輸出,這一趨勢(shì)對(duì)供電電路的設(shè)計(jì)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在設(shè)計(jì)過程中主要任務(wù)有以下幾個(gè)方面：1）熟悉掌握DC/DC變換器的基本組成和DC/DC變換器的工作原理。 本文主要工作與結(jié)構(gòu)安排本課題主要工作是DCDC升壓電源模塊電路的設(shè)計(jì)，主要完成以下工作。當(dāng)然線性電源因?yàn)槠涞驮肼?、低紋波的優(yōu)點(diǎn)，在一些電子測(cè)量?jī)x器、取樣保持電路中，線形電源仍然無法被開關(guān)電源取代。（4）高性能的開關(guān)穩(wěn)壓電源時(shí)期（1990 年代現(xiàn)在）。斬波器的工作方式有兩種，一是脈寬調(diào)制方式Ts不變，改變ton（通用），二是頻率調(diào)制方式，ton不變，改變Ts（易產(chǎn)生干擾）。 設(shè)計(jì)目的及意義現(xiàn)代電子設(shè)備使用的電源大致有線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源兩大類。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（2012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(jí)學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師完成日期誠(chéng) 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，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)生活各個(gè)方面的發(fā)展都會(huì)促進(jìn)電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。DCDC開關(guān)電源的核心部分DCDC轉(zhuǎn)換器是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。功率MOSFET的出現(xiàn)，構(gòu)成了高頻電力電子技術(shù)，其開關(guān)頻率可達(dá)100HZ以上，并且可并聯(lián)大電流輸出。如今開關(guān)電源已逐漸取代線性電源。：當(dāng)開關(guān)電源在高頻下工作時(shí)，噪聲通過電源線產(chǎn)生對(duì)其它電子設(shè)備的干擾，世界各國(guó)已有抗電磁干擾的規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，如美國(guó)的FCC，德國(guó)的VDE等，研究開發(fā)抗電磁干擾的開關(guān)電源日益顯得重要[4]。DC/DC變換電路輸 入輸 出反饋開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路圖21 最基本的DC/DC開關(guān)電源系統(tǒng) DC/DC開關(guān)電源設(shè)計(jì)思路本文課題在于對(duì)Boost電路構(gòu)成的DCDC開關(guān)電源進(jìn)行設(shè)計(jì)。但也存在一些缺點(diǎn)：在隔離型開關(guān)電源中，由于逆變電路中會(huì)產(chǎn)生高頻電壓，對(duì)周圍設(shè)備有一定的干擾，需要良好的屏蔽及接地。圖32為本系統(tǒng)Boost拓?fù)潆娐穲D，開關(guān)的開通和關(guān)斷受外部PWM信號(hào)控制，電感L將交替地存儲(chǔ)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(hào)的占空比可以相應(yīng)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的變化。該電路外接元器件少，控制靈活，成本低，具有