電氣開關(guān)穩(wěn)壓電源(e題)設(shè)計分析方案國賽一等獎(編輯修改稿)
2025-05-26 12:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 范圍，完全可以達到題目的精度要求。 保護電路的設(shè)計與參數(shù)計算 過流保護 (共三級 輸入過流保護在直流輸入端串聯(lián)一支保險絲250V，5A），從而實現(xiàn)過流保護。 輸出過流保護 輸出端串接電流采樣電阻RTEST2，材料選用溫漂小的康銅絲。電壓信號需放大后送給單片機進行A/D采樣。過流故障解除后，系統(tǒng)將自動恢復(fù)正常供電狀態(tài)。 逐波過流保護 逐波過流保護在每個開關(guān)周期內(nèi)對電流進行檢測，過流時強行關(guān)斷，防止場效應(yīng)管燒壞。具體實現(xiàn)電路見附錄圖5a）。考慮到MOS管開通時的尖鋒電流可能使逐波過流保護電路誤動作，加入如附錄圖5b）所示電路。 反接保護反接保護功能由二極管和保險絲實現(xiàn)，電路如附錄圖3a）。 過熱保護通過熱敏電阻檢測場效應(yīng)管的溫度，溫度過高時關(guān)斷場效應(yīng)管。 防開機“浪涌”保護用NTC電阻實現(xiàn)了對開機浪涌電流的抑制，見附錄圖3a）。 場效應(yīng)管欠壓保護利用IR2302的欠壓保護功能，對其電源電壓進行檢測，使場效應(yīng)管嚴格工作在非飽和區(qū)或截止區(qū)，防止場效應(yīng)管進入飽和區(qū)而損壞。 數(shù)字設(shè)定及顯示電路的設(shè)計分別通過鍵盤和LCD實現(xiàn)數(shù)字設(shè)定和顯示。鍵盤用來設(shè)定和調(diào)整輸出電壓；輸出電壓、輸出電流和輸入電壓的量值通過LCD顯示。電路接口見附錄。 效率的分析及計算 U2=18V,輸出電壓UO=36V,輸出電流IO=2A） DCDC電路輸入電壓UIN=*U22V=，信號占空比D≈1UIN/UO=，輸入電壓有效值IIN=IO/1D）=， 輸出功率PO=UO*IO=72 W下面計算電路中的損耗P損耗： Boost電路中電感的損耗： 其中，DCR1為電感的直流電阻，取為50 mΩ，代入可得PDCR1= W Boost電路中開關(guān)管的損耗開關(guān)損耗 PSW=*UIN*IINtr+tf）*f其中，tr是開關(guān)上升時間，為190ns,tf是開關(guān)下降時間，為110ns,f是開關(guān)頻率，為20 kHz,代入可得 PSW= W導(dǎo)通損耗 其中，導(dǎo)通電阻RDSON=77 mΩ， Ω，代入得PC= W 肖特基二極管的損耗 流過二極管的電流值與輸出電流I0相等，則二極管損耗其中，IO=2 A, V，代入可得PD= W W 計算過程見附錄2） W，具體計算過程見附錄2。綜上，電路中的總損耗功率P損耗=DCDC變換器的效率η= PO /PO+P損耗）=94% 系統(tǒng)特色：1．輸出電壓反饋采用“同步采樣”方式，有效地避免了電壓尖峰對信號檢測的影響。軟件濾波可降低毛刺干擾，但不能從根本上減小干擾。 “同步采樣”法是根據(jù)開關(guān)毛刺的可預(yù)測性集中在開關(guān)瞬間，持續(xù)時間不超過2μS），在開關(guān)管動作后2μS再采樣，避免采到毛刺，提高了反饋信號的準確度和穩(wěn)定度。2．采用多種措施降低
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