電力電子裝置設(shè)計(jì)與制作課程設(shè)計(jì)-開(kāi)關(guān)直流降壓電源buck設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-03-12 02:40 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ........................................ 10 輸出電壓反饋回路的檢測(cè) ....................................................................... 10 驅(qū)動(dòng)電路的檢測(cè) ..................................................................................... 11 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 .......................................................................................................... 12 實(shí)物照片 .......................................................................................................... 12 .................................................................................................................. 13 1 開(kāi)關(guān)直流降壓電源（ BUCK） 開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電子電力技術(shù)控制功率器件（ MOSFET、三極管等）的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間來(lái)穩(wěn)定輸出電壓的一種穩(wěn)壓電源，具有轉(zhuǎn)換效率高，體積小，重量輕，控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。開(kāi)關(guān)電源與傳統(tǒng)線性電源相比有以下區(qū)別： 1）開(kāi)關(guān)電源 是直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l脈沖電流，將電能儲(chǔ)存到電感、電容元件中，利用電感、電容的特性將電能按預(yù)定的要求釋放出來(lái)來(lái)改變輸出電壓或電流的；線性電源沒(méi)有高頻脈沖和儲(chǔ)存元件，它利用元器件線性特性在負(fù)載變化時(shí)瞬間反饋控制輸入達(dá)到穩(wěn)定電壓和電流的。 2）開(kāi)關(guān)電源可以降壓，也可以升壓；線性電源只能降壓。 3）開(kāi)關(guān)電源效率高；線性電源效率低。 4）線性電源控制速度快，波紋?。婚_(kāi)關(guān)電源波紋大。 基本要求 輸入直流 10V，輸出 8V；開(kāi)關(guān)振蕩頻率 。 方案設(shè)計(jì) 采用 MOSFET 作為功率轉(zhuǎn)換元件， MOSFET 具有壓降小，輸入電阻高，動(dòng)態(tài)特性好等特點(diǎn)?？刂品桨覆捎?TL494CJ 脈沖寬度調(diào)制芯片，極大地簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，而且該芯片是一種功能非常完善的 PWM 驅(qū)動(dòng)電路芯片，適用于多數(shù)電路，性能穩(wěn)定，可靠性高，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。 2 系統(tǒng)總體框圖及電路原理圖 圖 21 開(kāi)關(guān)直流降壓電源原理圖 圖 22 開(kāi)關(guān)直流降壓電源控制框圖 基本電路 開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源的基本電路框圖如下圖 23 所示。 交流電壓經(jīng)整流電路及濾波電路整流濾波后，變成含有一定脈動(dòng)成份的 直流電壓，該電壓進(jìn)人高頻變換器被轉(zhuǎn)換成所需電壓值的方波，最后再將這個(gè)方波電壓經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸? 3 控制電路為一脈沖寬度調(diào)制器，它主要由取樣器、比較器、振蕩器、脈寬調(diào)制及基準(zhǔn)電壓等電路構(gòu)成。這部分電路目前已集成化，制成了各種開(kāi)關(guān)電源用集成電路?？刂齐娐酚脕?lái)調(diào)整高頻開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)時(shí)間比例，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。 圖 23 開(kāi)關(guān)電源的組成 開(kāi)關(guān)電源中調(diào)整管工作在開(kāi)關(guān)方式，只有導(dǎo)通和截止兩個(gè)狀態(tài)。當(dāng)輸出電壓發(fā)生變化時(shí)，采樣電路將輸出電壓變化量的一部分送到比較放大電路，與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較 并將二者的差值放大后送至脈沖調(diào)制電路，使脈沖波形的占空比發(fā)生變化。此脈沖信號(hào)作為開(kāi)關(guān)管的輸入信號(hào)，使調(diào)整管導(dǎo)通和截止時(shí)間的比例也發(fā)生變化，從而使濾波后輸出電壓的平均值基本保持不變。 主電路 。 本次課程設(shè)計(jì)中采用降壓式開(kāi)關(guān)電源（ BUCK）路如圖 24 所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1 導(dǎo)通時(shí)，二極管 VD1 截止，輸人的整流電壓經(jīng) VT1 和 L 向 C 充電，這一電流使電感Ｌ中的儲(chǔ)能增加。當(dāng)開(kāi)關(guān)管 VT1 截止時(shí)，電感Ｌ感應(yīng)出左負(fù)右正的電壓，經(jīng)負(fù)載 RL 和續(xù)流二極 VD1 釋放電感Ｌ中存儲(chǔ)的能量，維持輸出直流電壓不變。電路輸出直流電壓的 高低由加在 VT1 基極上的脈沖寬度確定。這種電路使用元件少，只需要利用電感、電容和二極管即可實(shí)現(xiàn)。 4 圖 24 降壓式開(kāi)關(guān)電源 控制電路 圖 25 控制電路圖 芯片 14 腳輸出基準(zhǔn)電壓通過(guò)電阻分壓進(jìn)入 15 號(hào)腳作來(lái)與 16 號(hào)反饋信號(hào)進(jìn)行比較的基值。從主電路輸出端引出的反饋信號(hào)即 16 號(hào)腳，與 15 號(hào)腳的基值進(jìn)行比較，從面調(diào)節(jié) 8 號(hào)腳和 11 號(hào)腳輸出的脈沖信號(hào)的占空比，從而達(dá)到調(diào)節(jié) MOS 管的開(kāi)通與關(guān)斷的頻率與時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)輸出端輸出理想的穩(wěn)定的電壓值。本次設(shè)計(jì)選擇輸入 10V，輸出 8V。 電源管理芯片 TL494 TL494 是一種固定頻率脈寬調(diào)制電路，它包含了開(kāi)關(guān)電源控制所需的全部功能，廣泛應(yīng)用于單端正激雙管式、半橋式、全橋式開(kāi)關(guān)電源。 TL494 有SO16 和 PDIP16 兩種封裝形式，以適應(yīng)不同場(chǎng)合的要求。 5
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