電力電子裝置設(shè)計(jì)與制作課程設(shè)計(jì)-開關(guān)直流降壓電源buck設(shè)計(jì)(參考版)
2025-02-08 02:40本頁面
【正文】 。但是在設(shè)計(jì)過程中遇見了很多麻煩，比如電烙鐵的使用，板子之間線的連接，焊接完成后，測試波形時(shí)，波形不是太穩(wěn)定，這些檢查調(diào)波形需要很大的耐心，但是這也讓我學(xué)到了很 多，這次課程設(shè)計(jì)難度并不是太高，但是我學(xué)到了很多，為以后打下了基礎(chǔ)。完成電路調(diào)試后得到的輸入、輸出端的波形圖如下圖所示： 輸入端電壓波形 輸出端電壓波形 電感電壓波形 由此可見，該設(shè)計(jì)是屬于 直流降壓型電源并且滿足輸出電壓比輸入電壓比為 01 之間即： DVVoi ?，其中 0D1. 實(shí)物照片 13 通過這次課程設(shè)計(jì)，我了解了開關(guān)電源的基本概念和它的組成部分，重點(diǎn)認(rèn)識了 PWM 方式的電源的工作原理。 驅(qū)動電路的檢測 將 TL494 的地線和電源線連接好后，外加 10V 直流電壓，用示波器觀察TL494 的 5 號、 8 號引腳波形，觀察結(jié)果如下： TL494 5 號引腳鋸齒波 TL494 8 號引腳方波 若無波形，則需對照原理圖檢測電路焊接是否有問題，主要有查看 VCC， GND 是否都各 自連接到一起，芯片引腳是否焊接錯(cuò)誤等。 整體電路檢查 在上述基礎(chǔ)上，用示波器觀察輸入端與 TL494 的 5 號引腳波形分別如下圖所示： 輸入端波形 TL194 5 號引腳波形 整體調(diào)試過程需反復(fù)多次嘗試，尤其是反饋電阻的調(diào)整，需要多調(diào)試幾 。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，輸出電壓為 9V 輸出電壓紋波小于 2%，則輸出紋波電壓小于 180mV。當(dāng)開關(guān)管截止 10 時(shí)，由于電感上的電流不能突變，儲存于電感中的能量繼續(xù)供給負(fù)載，此時(shí)續(xù)流二極管導(dǎo)通，構(gòu)成閉合回路。 MOSFET 的選擇 輸出電路 輸出電路采用 LC 電路。 9 (3)續(xù)流二極管的確定 根據(jù) Buck 變換器的工作原理，開關(guān)截止時(shí)，續(xù)流二極管導(dǎo)通，電感儲能轉(zhuǎn)化為電能，二極管起到續(xù)流作用，二極管正向額定電流需大于負(fù)載電流，耐 壓值大于輸入電壓，同時(shí)為了使截止到導(dǎo)通時(shí)間盡量短，選擇超快恢復(fù)二極管，根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，選擇正向電流不小于 1A 的超快恢復(fù)二極管。一般常用鋁電解電容的 RC 值近似為一個(gè)常數(shù)，為 F?? 61080~50 。對于低頻電路， ESL 可以忽略。 (2)濾波電容 C 的確定 代入數(shù)值得： FC ?)( )(8 23 ????? ??? 所以電容選取 103 的瓷片電容。、紋波電壓的范圍△ Vo，開關(guān)頻率 fs，就可以推出電路中 L、 C 的參數(shù)值和所需要開關(guān)管和二極管的耐壓和耐流值，從而選定各自的型號。由于變換器輸出電壓 Vo 小于電源電壓 Vs，故稱它為降壓變換器。當(dāng) oL ii ? 時(shí)，電容處在放電狀態(tài)，以維持 Io、 Vo 不變。經(jīng)時(shí)間 sTD1 后，如圖 33所示主開關(guān) Tr 截止，由于電感 L 中的磁場將改變 L 兩端的電壓極性，以保持其電流 Li 不變。當(dāng) os ii ? 時(shí)，電容在充電狀態(tài)。 假定 : (l)開關(guān)晶體管、二極管均是理想元件，也就是可以快速地 和 “導(dǎo)通” “截止” ，而且導(dǎo)通壓降為零，截止時(shí)漏電流為零 ； (2)電感、電容是理想元件，電感工作在線性區(qū)未飽和，寄生電阻為零，電容的等效串聯(lián)電阻為零； (3)輸出電壓中紋波電壓與輸出電壓比值小到允許忽略。 Buck 變換器 Buck 變換器工作原理 BUCK 變換器又稱降壓變換器，它是一種對輸入輸出電壓進(jìn)行降壓變換直流斬波器，即輸出電壓低于輸入電壓。 TL494 內(nèi)置一個(gè) 的基準(zhǔn)電壓源，使用外置偏置電路時(shí)，可提供高達(dá) 10mA 的負(fù)載電流，在 典型的 0— 70℃溫度范圍 50mV 溫漂條件下，該基準(zhǔn)電壓源能提供177。在單端工作模式下，當(dāng)需要更高的驅(qū)動電流輸出，亦可將 Q1 和 Q2 并聯(lián)使用，這時(shí)，需將輸出模式控制腳接地以關(guān)閉雙穩(wěn)觸發(fā)器。如果工作于單端狀態(tài)，且最大占空比小于 50 時(shí)，輸出驅(qū)動信號分別從晶體管 Q1 或 Q2 取得。當(dāng)比較器 CT 放電，一個(gè)正脈沖出現(xiàn)在死區(qū)比較器的輸出端，受脈沖約束的雙穩(wěn)觸發(fā)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，同時(shí)停止輸出管 Q1 和 Q2 的 工作。兩個(gè)誤差放大器具有從 到（ ）的共模輸入范圍，這可能從電源的輸出電壓和電流察覺得到。當(dāng)把死區(qū)時(shí)間控制輸入端接上固定的電壓（ 0— 之間）即能在輸出脈沖上產(chǎn)生附加的死區(qū)時(shí)間。 TL494 脈沖控制 控制信號由集成電路外部輸入，一路送至死區(qū)時(shí)間比較器，一路送往誤差放大器的輸入端。當(dāng)雙穩(wěn)觸發(fā)器的時(shí)鐘信號 為低電平時(shí)才會被選通，即只有在鋸齒波電壓大于控制信號期間才會被選通。 5 TL494
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