【導(dǎo)讀】，說明電源設(shè)計的主要指標(biāo)；，并聯(lián)式開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作原理。畫出串聯(lián)，并聯(lián)式開。關(guān)穩(wěn)壓電源原理圖；整流濾波電路；自激振蕩電路；高頻脈沖整流電路；誤差取樣放大電路；脈寬調(diào)制；保護(hù)電路。，提出解決辦法。，獨立完成設(shè)計任務(wù)；，插圖標(biāo)準(zhǔn)；字?jǐn)?shù)不少于9000字；1張，計算機(jī)出圖，圖紙規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)；第四周～第七周：電路設(shè)計，主要元件參數(shù)計算和選擇；第八周～第十周：撰寫畢業(yè)論文，列出答辯提綱。

　　

【正文】 越高。為了得到平滑的負(fù)載電壓，一般?。? （ 211） 設(shè)計（論文）用紙 第 23 頁 在本設(shè)計中，我采用 AD250V的 100181。F電容。 電容濾波電路的計算比較麻煩，因為決定輸出電壓的因素較多。一般常采用以下近似估算法： RLC =（ 3?5） 的條件下，近似認(rèn)為 VO=。 目前抑制干擾的幾種措施 形成電磁干擾的三要素是干擾源、傳播途徑和受擾設(shè)備。因而 ,抑制電磁干擾也應(yīng)該從這三方面著手。首先應(yīng)該抑制干擾源 ,直接消除干擾原因 。其次是消除干擾源和受擾設(shè)備之間的耦合和輻射 ,切斷電磁干擾的傳播途徑（見圖 2） 。第三是提高受擾設(shè)備的抗擾能力 ,減低其對噪聲的敏感度。目前抑制干擾的幾種 措施基本上都是用切斷電磁干擾源和受擾設(shè)備之間的耦合通道，它們確是行之有效的辦法。常用的方法是屏蔽、接地和濾波。 采用屏蔽技術(shù)可以有效地抑制開關(guān)電源的電磁輻射干擾。例如 ,功率開關(guān)管和輸出二極管通常有較大的功率損耗 ,為了散熱往往需要安裝散熱器或直接安裝在電源底板上。器件安裝時需要導(dǎo)熱性能好的絕緣片進(jìn)行絕緣 ,這就使器件與底板和散熱器之間產(chǎn)生了分布電容 ,開關(guān)電源的底板是交流電源的地線 ,因而通過器件與底板之間的分布電容將電磁干擾耦合到交流輸入端產(chǎn)生共模干擾 ,解決這個問題的辦法是采用兩層絕緣片之間夾一層屏蔽片 ,并把屏蔽 片接到直流地上 ,割斷了射頻干擾向輸入電網(wǎng)傳播的途徑。為了抑制開關(guān)電源產(chǎn)生的輻射 ,電磁干擾對其他電子設(shè)備的影響 ,可完全按照對磁場屏蔽的方法來加工屏蔽罩 ,然后將整個屏蔽罩與系統(tǒng)的機(jī)殼和地連接為一體 ,就能對電磁場進(jìn)行有效的屏蔽。電源某些部分與大地相連可以起到抑制干擾的作用。例如 ,靜電屏蔽層接地可以抑制變化電場的干擾 。電磁屏蔽用的導(dǎo)體原則上可以不接地 ,但不接地的屏蔽導(dǎo)體時常增強(qiáng)靜電耦合而產(chǎn)生所謂 “ 負(fù)靜電屏蔽 ” 效應(yīng) ,所以仍以接地為好 ,設(shè)計（論文）用紙 第 24 頁 這樣使電磁屏蔽能同時發(fā)揮靜電屏蔽的作用。電路的公共參考點與大地相連 ,可為信號回路提供 穩(wěn)定的參考電位。因此 ,系統(tǒng)中的安全保護(hù)地線、屏蔽接地線和公共參考地線各自形成接地母線后 ,最終都與大地相連 . 在電路系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)遵循 “ 一點接地 ” 的原則 ,如果形成多點接地 ,會出現(xiàn)閉合的接地環(huán)路 ,當(dāng)磁力線穿過該回路時將產(chǎn)生磁感應(yīng)噪聲 ,實際上很難實現(xiàn) “ 一點接地 ” 。因此 ,為降低接地阻抗 ,消除分布電容的影響而采取平面式或多點接地 ,利用一個導(dǎo)電平面 (底板或多層印制板電路的導(dǎo)電平面層等 )作為參考地 ,需要接地的各部分就近接到該參考地上。為進(jìn)一步減小接地回路的壓降 ,可用旁路電容減少返回電流的幅值。在低頻和高頻共存的電路系統(tǒng)中 ,應(yīng)分別將低頻電路、高頻電路、功率電路的地線單獨連接后 ,再連接到公共參考點上。 濾波是抑制傳導(dǎo)干擾的一種很好的辦法。例如 ,在電源輸入端接上濾波器 ,可以抑制開關(guān)電源產(chǎn)生并向電網(wǎng)反饋的干擾 ,也可以抑制來自電網(wǎng)的噪聲對電源本身的侵害。在濾波電路中 ,還采用很多專用的濾波元件 ,如穿心電容器、三端電容器、鐵氧體磁環(huán) ,它們能夠改善電路的濾波特性。恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計或選擇濾波器 ,并正確地安裝和使用濾波器 ,是抗干擾技術(shù)的重要組成部分。 圖 214 EMI濾波器 圖 215 EMI濾 波器接入前后電路 設(shè)計（論文）用紙 第 25 頁 EMI濾波技術(shù)是一種抑制尖脈沖干擾的有效措施 ,可以濾除多種原因產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾。圖 3是一種由電容、電感組成的 EMI濾波器 ,接在開關(guān)電源的輸入端。電路中 ,CC5是高頻旁路電容 ,用于濾除兩輸入電源線間的差模干擾 。L1與 C C4。L2與 C C4組成共模干擾濾波環(huán)節(jié) ,用于濾除電源線與地之間非對稱的共模干擾 。L L4 的初次級匝數(shù)相等、極性相反 ,交流電流在磁芯中產(chǎn)生的磁通相反 ,因而可有效地抑制共模干。測試表明 ,只要適當(dāng)選擇元器件的參數(shù) ,便可較好地抑制開關(guān)電源產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾。 設(shè)計（論文）用紙 第 26 頁 第三章 脈寬調(diào)制 系統(tǒng) PWM PWM（ Pulse Width Modulation） —— 脈寬調(diào)制，是一種開關(guān)式穩(wěn)壓電源應(yīng)用，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的 技術(shù) 。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種 PWM技術(shù) ，其中包括：相電壓控 制 PWM、脈寬PWM法、隨機(jī) PWM、 SPWM法、線電壓控制 PWM等， PWM 碼是一種脈寬調(diào)制碼，它的組成為 9MS 高電平和 4MS 低電平引導(dǎo)脈沖， 16 位系統(tǒng)識別碼， 8 位數(shù)據(jù)正碼和 8 位數(shù)據(jù)反碼。我要解的就數(shù)據(jù)碼。一個 PWM碼的 0是由一個 的高電平組成， 1 是由一個 的低電平地和一個 的高電平組成。 模擬電路 模擬信號的值可以連續(xù)變化，其時間和幅度的分辨率都沒有限制。 9V電池就是一種模擬器件，因為它的輸出電壓并不精確地等于 9V，而是 隨時間發(fā)生變化，并可取任何實數(shù)值。與此類似，從電池吸收的電流也不限定在一組可能的取值范圍之內(nèi)。模擬信號與數(shù)字信號的區(qū)別在于后者的取值通常只能屬于預(yù)先確定的可能取值集合之內(nèi)，例如在 {0V, 5V}這一集合中取值。 模擬電壓和電流可直接用來進(jìn)行控制，如對汽車收音機(jī)的音量進(jìn)行控制。在簡單的模擬收音機(jī)中，音量旋鈕被連接到一個可變電阻。擰動旋鈕時，電阻值變大或變小；流經(jīng)這個電阻的電流也隨之增加或減少，從而改變了驅(qū)動揚(yáng)聲器的電流值，使音量相應(yīng)變大或變小。與收音機(jī)一樣，模擬電路的輸出與輸入成線性比例。 盡管模擬控制看 起來可能直觀而簡單，但它并不總是非常經(jīng)濟(jì)或可行的。其中一點就是，模擬電路容易隨時間漂移，因而難以調(diào)節(jié)。能夠解決這個問題的精密模擬電路可能非常龐大、笨重 (如老式的家庭立體聲設(shè)備 )和昂貴。模擬電路還有可能嚴(yán)重發(fā)熱，其功耗相對于工作元件兩端電壓與電流的乘積成正比。模擬電路還可能對噪聲很敏感，任何擾動或噪聲都肯定會改變電流值的大小。 設(shè)計（論文）用紙 第 27 頁 數(shù)字控制 通過以數(shù)字方式控制模擬電路，可以大幅度降低系統(tǒng)的成本和功耗。此外，許多 微控制器 和 DSP 已經(jīng)在芯片上包含了 PWM 控制器，這使數(shù)字控制的實現(xiàn)變得更加容易了。 簡而言之， PWM 是一種對模擬信號電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進(jìn)行編碼。 PWM 信號仍然是數(shù)字的，因為在給定的任何時刻，滿幅 值的直流供電要么完全有 (ON)，要么完全無 (OFF)。電壓或電流源是以一種通 (ON)或斷 (OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時候即是直流供電被加到負(fù)載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用 PWM 進(jìn)行編碼。 圖 31 顯示了三種不同的PWM 信號。圖 1a 是一個占空比為 10%的 PWM 輸出，即在信號周期中， 10％的時間通，其余 90％ 圖 31 PWM 信號 的時間斷。圖 1b 和圖 1c 顯示的分別是占空比為 50%和 90%的 PWM 輸出。這三種 PWM 輸出編碼的分別是 強(qiáng)度為滿度值的 10%、 50%和 90%的三種不同模擬信號值。例如，假設(shè)供電電源為 9V，占空比為 10%，則對應(yīng)的是一個幅度為。 圖 32 是一個可以使用 PWM 進(jìn)行驅(qū)動的簡單電路。圖中使用 9V電池來給一個白熾燈泡供電。如果將連接電池和燈泡的開關(guān)閉合 50ms，燈泡在這段時間中將得到 9V供電。如果在下一個 50ms中將開關(guān)斷開，燈泡得到的供電將為0V。 如果在 1 秒鐘內(nèi)將此過程重復(fù) 10次，燈泡將會點亮并象連接到了一個 (9V的 50%)上一樣。這種情況下，占空比為 50%，調(diào)制頻率為 10Hz。 圖 32 驅(qū)動電路 設(shè)計（論文）用紙 第 28 頁 大多數(shù)負(fù)載 (無論是電感性負(fù)載還是電容性負(fù)載 )需要的調(diào)制頻率高于 10Hz。設(shè)想一下如果燈泡先接通 5 秒再斷開 5 秒，然后再接通、再斷開 …… 。占空比仍然是 50%，但燈泡在頭 5 秒鐘內(nèi)將點亮，在下一個 5 秒鐘內(nèi)將熄滅。要讓燈泡取得 ，通斷循環(huán)周期與負(fù)載對開關(guān)狀態(tài)變化的響應(yīng)時間相比必須足夠短。要想取得調(diào)光燈 (但保持點亮 )的效果，必須提高調(diào)制頻率。在其他PWM 應(yīng)用場合也有同樣的要求。通常調(diào)制頻率為 1kHz到 200kHz之間 。 硬件控制器 許多微控制器內(nèi)部都包含有 PWM 控制器。例如， Microchip 公司的PIC16C67 內(nèi)含兩個 PWM 控制器，每一個都可以選擇接通時間和周期。占空比是接通時間與周期之比；調(diào)制頻率為周期的倒數(shù)。執(zhí)行 PWM 操作之前，這種微處理器要求在軟件中完成以下工作： * 設(shè)置提供調(diào)制方波的片上定時器 /計數(shù)器的周期 * 在 PWM 控制寄存器中設(shè) 置接通時間 * 設(shè)置 PWM 輸出的方向，這個輸出是一個通用 I/O 管腳 * 啟動定時器 * 使能 PWM 控制器 雖然具體的 PWM 控制器在編程細(xì)節(jié)上會有所不同，但它們的基本思想通常是相同的。 設(shè)計（論文）用紙 第 29 頁 通信與控制 PWM 的一個優(yōu)點是從處理器到被控系統(tǒng)信號都是數(shù)字形式的，無需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。讓信號保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲只有在強(qiáng)到足以將邏輯 1 改變?yōu)檫壿?0 或?qū)⑦壿?0 改變?yōu)檫壿?1 時，也才能對數(shù)字信號產(chǎn)生影響。 對噪聲抵抗能力的增強(qiáng)是 PWM 相對于模擬控制的另外一個優(yōu)點，而且這也是在某些時 候?qū)?PWM 用于通信的主要原因。從模擬信號轉(zhuǎn)向 PWM 可以極大地延長通信距離。在接收端，通過適當(dāng)?shù)?RC 或 LC 網(wǎng)絡(luò)可以濾除調(diào)制高頻方波并將信號還原為模擬形式。 PWM 廣泛應(yīng)用在多種系統(tǒng)中。作為一個具體的例子，我們來考察一種用PWM 控制的 制動器 。簡單地說，制動器是緊夾住某種東西的一種裝置。許多制動器使用模擬輸入信號來控制夾緊壓力 (或制動功率 )的 大小。加在制動器上的電壓或電流越大，制動器產(chǎn)生的壓力就越大。 可以將 PWM 控制器的輸出連接到電源與制動器之間的一個開關(guān)。要產(chǎn)生更大的制動功率，只需通過軟件加大 PWM 輸出的占空比就可以了。如果要產(chǎn)生一個特定大小的制動壓力，需要通過測量來確定占空比和壓力之間的數(shù)學(xué)關(guān)系 (所得的公式或查找表經(jīng)過變換可用于控制溫度、表面磨損等等 )。 例如，假設(shè)要將制動器上的壓力設(shè)定為 100psi，軟件將作一次反向查找，以確定產(chǎn)生這個大小的壓力的占空比應(yīng)該是多少。然后再將 PWM 占空比設(shè)置為這個新值，制動器就可以相應(yīng)地進(jìn)行響應(yīng)了。如 果系統(tǒng)中有一個傳感器，則可以通過閉環(huán)控制來調(diào)節(jié)占空比，直到精確產(chǎn)生所需的壓力。 總之， PWM 既經(jīng)濟(jì)、節(jié)約空間、抗噪性能強(qiáng)，是一種值得廣大工程師在許多設(shè)計應(yīng)用中使用的有效技術(shù)。 設(shè)計（論文）用紙 第 30 頁 第四章 UC3842 芯片 UC3842 簡介 UC3842芯片管腳排列 圖 41 UC3842管腳圖 COMP：誤差放大器輸出。 UFB：反饋電壓輸入端。它與內(nèi)部 ，產(chǎn)生誤差電壓來控制調(diào)節(jié)脈沖寬度。 ISENSE：接電感電流傳感器。當(dāng)采樣電壓大于 1VDC時，縮小脈沖寬度，使電源處于斷續(xù)工作狀態(tài)。 RT/CT：定時阻容端。頻率 f=(CTRT)。 Gnd：地。 OUTPUT：輸出端。 Vcc：電源。 1013VDC，關(guān)閉電壓 10VDC。 REF：內(nèi)部基準(zhǔn)電源輸出， 5VDC+/， 50mA。 用于 2050W的小功率開關(guān)電源，管腳少，電路簡單。 1．單輸出級，可以驅(qū)動 MOS、晶體管。 2． PWM芯片。 3．工作