【正文】 在此我對(duì)老師表示最誠摯的謝 意。通過三個(gè)多月來老師的教導(dǎo)，我對(duì)于本專業(yè)有了興趣了了解，對(duì)于我所進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)也有了思路和辦法。對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)中我遇到的各種問題 和困難，老師總是非常耐心和詳盡的對(duì)我進(jìn)行幫助和指點(diǎn)。在未來的工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中，這些都是我急需改變和改進(jìn)的問題。 在此次設(shè)計(jì)活動(dòng)中，我對(duì)于自己的（專業(yè)測(cè)控技術(shù)與儀器）在開關(guān)電源等工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用有了一定的了解，在制作和 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我對(duì)于數(shù)電、模電、單片機(jī)、信號(hào)與系統(tǒng)等課程有了更為深入全面的了解和感知，從僅僅了解課本上的基礎(chǔ)知識(shí)向?qū)W以致用的實(shí)際目標(biāo)邁出了關(guān)鍵的一步。 結(jié)論 49 結(jié)論 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是對(duì)開關(guān)電源，特別是多路輸出式 DC/DC 變換器的原理、功能及其制作過程的一個(gè)具體的了解和初步應(yīng)用。在利用和熟悉它的過程中我們會(huì)逐步找到一些 小技巧和入門的方法。支持中文 Windows 平臺(tái)以及 Windows 上的 第三章 Protel 簡(jiǎn)介 47 所有輸出設(shè)備。它包括 Gerber、 NC Drill、DXF、 Hyperlynx、 Pickamp。按下任何對(duì)話框右上角的小問號(hào)，然后選擇所需的信息，就可以很快了解到該特性的功能， 然后將其運(yùn)用到設(shè)計(jì)使用中。 新的自然語言幫助系統(tǒng)運(yùn)用了高級(jí)的自然語言技術(shù)，支持字的不同形式、廣泛的同義詞表、字序規(guī)則等，所有的這些形成了 Protel 廣泛的在線幫助資源以及易用的用戶界面。 如果對(duì) Protel99 的新特性感到迷惑，可求助于全新的自然語言幫助顧問。 信號(hào)完整性仿真使用電路的特性阻抗，通過傳輸線計(jì)算、 I/O 緩沖宏模型信息作為仿真的輸出。 Protel99 包含有一個(gè)高級(jí)的信號(hào)完整性仿真器，它能分析 PCB 設(shè)計(jì)和檢查設(shè)計(jì)參數(shù)的功能，測(cè)試過沖、下沖、阻抗和信號(hào)斜率等參數(shù)。游標(biāo)手使得調(diào)整 PCB 視窗變得容易而快捷。 第三章 Protel 簡(jiǎn)介 47 游標(biāo)手 Protel99 包含有極好的快捷特性 —— 游標(biāo)手，以幫助更改觀察 PCB 工作區(qū)域。 SimCode（類 C 語言）用于描述數(shù)字元件的屬性。 在 Protel99 中，原理圖符號(hào)和 PCB 封裝庫都存儲(chǔ)在綜合數(shù)據(jù)庫中，原理圖符號(hào)庫是在 \Design Explorer9 Library\Sch 文件夾中， PCB 封裝庫是在 \Design Explorer9Library\PCB 文件夾中，當(dāng)在原理圖和 PCB 中工作時(shí)，所需要的圖形符號(hào)和封裝通過添加元件庫到當(dāng)前庫列表中（從菜單中選擇 Design→ Add→ Remove Library） Protel99 的混合信號(hào)電路仿真引擎與 3F5 完全兼容，支持所有的 SPICE 模型。從菜單上選擇 Place/Wire 后，按空格鍵切換自動(dòng)連線方式，觀察狀態(tài)欄就可以看到 AutoWire 方式。 點(diǎn)到點(diǎn)的連線在原理圖編輯器的自動(dòng)連線方式下變得異常容易。 Protel99 提供了大量的標(biāo)準(zhǔn)模板（如超過 60 個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 PC 板）供用戶任意選擇使用。設(shè)計(jì)組的所有成員均可同時(shí)訪問同一個(gè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的綜合信息，更改通告以及鎖定保護(hù)，確保整個(gè)設(shè)計(jì)組的工作協(xié)調(diào)。 技術(shù) SmartTool 技術(shù)的基礎(chǔ)是 Clint/Server（客戶 /服務(wù)器 )結(jié)構(gòu)，把所有的設(shè)計(jì)工具（原理圖設(shè)計(jì)、電路仿真、 PLD 設(shè)計(jì)、自動(dòng)布線、信號(hào)完整性分析以及文件管理器，如 第三章 Protel 簡(jiǎn)介 45 MS Word、 MS Excel 等）都集成 到一個(gè)獨(dú)立、直觀的設(shè)計(jì)管理界面上來。 SmartDoc技術(shù)重新定義了文檔集成和文檔管理，將所有的文件都存儲(chǔ)在一個(gè)獨(dú)立的、集成的綜合設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫中。 Protel99 的技術(shù)特點(diǎn) Protel99 SE的根本特點(diǎn)在于采用了三個(gè)技術(shù)： SmartDoc、 SmartTool、 SmartTeam。 Protel99 SE是一個(gè)全面、集成、全 32位的電子電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它提供了從電路原理設(shè)計(jì)到產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所需的一切環(huán)節(jié)與流程 —— 包括電路原理圖的編輯、電路功能仿真、工作環(huán)境模擬、印制板設(shè)計(jì)（自動(dòng)布局、自動(dòng)布線）與檢測(cè)、自 動(dòng)生成報(bào)表文件等。在這里，我 們對(duì)它作一簡(jiǎn)單的介紹。 在一切完成之后，我們得出了 PCB 印制電路板的設(shè)計(jì)結(jié)果。 同時(shí)，我也注意到，在采用 TO220 封裝的芯片中，第三腳為地線，它兼作交流電源整流濾波電路、反饋電路、狀態(tài)控制電路的公共端，在布線時(shí)需要格外注意。一種是聯(lián)機(jī)模式，我們一旦進(jìn)入Protel PCB 環(huán)境之后，默認(rèn)情況下會(huì)自動(dòng)地啟動(dòng)聯(lián)機(jī)模式 DRC，然后它就到后臺(tái)運(yùn)行，并自動(dòng)的排除違反設(shè)計(jì)規(guī)則的編輯操作。它可以檢查出布線方面的錯(cuò)誤（如線距太近、是否還有未完成的網(wǎng)絡(luò)走線或是走線寬度有誤等），也可以通過信號(hào)分析事先反映出制成電路板實(shí)體后的非理想效果。在手工布線完成后，最后我們可以為 PCB 板子繪制邊框。在本設(shè)計(jì)中，由于 TO220 的七腳封裝在 PCB 封裝庫中無法找到，因此我便自己制作了該封裝，并保存在了 PCB 封裝庫中。在布通后，我們只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的手工調(diào)整，便可得 到設(shè)計(jì)完成的 PCB 板子了。 自動(dòng)布局布線 由于我們?cè)诖饲斑M(jìn)行了電路原理圖的繪制，因此我們可以使用 Protel99 進(jìn)行 PCB元件的自動(dòng)布局和自動(dòng)布線，在此之前，我們必須通過 Design 目錄下的 Rules 菜單進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)定。 由于我們所設(shè)計(jì)的 LM2673 降壓穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，所以我們選擇了雙面板進(jìn)行設(shè)計(jì)。 在完成了以上各個(gè)步驟之后，我們便可以保存文件，同時(shí)進(jìn)行原理圖的輸出。報(bào)表相當(dāng)于原理圖檔案，它存放了原理圖的各種信息，如原理圖上各個(gè)元件的名稱、引腳、各元件引腳的連接情況等。進(jìn)行 ERC 測(cè)試時(shí)，不僅給出詳細(xì)的測(cè)試報(bào)告，而且還在原理圖中有錯(cuò) 誤的地方作了標(biāo)記，以便分析和修改錯(cuò)誤。 在編輯原理圖過程中，對(duì)于只有少量分立元件的簡(jiǎn)單電路，通過瀏覽就能看出電路中存在的問題，但對(duì)于一個(gè)較復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目，靠人工查找電路編輯過程中的錯(cuò)誤就沒那么容易了。這對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)以后 PCB 印制板以及實(shí)際電路都有很重要 的意義。元件的封裝我們要參考其尺寸、類型進(jìn)行確認(rèn)，如 LM2673 即使用 TO220 七腳封裝。 布線完成后，我們可以按照設(shè)計(jì)要求編輯元器件的屬性，對(duì)于元器件的名稱（ Lib Ref），元件在電路圖中的流水序號(hào)（ Designator）以及元件的電氣屬性標(biāo)稱值進(jìn)行標(biāo)注和說明。同時(shí)放置電源、接地及端口符號(hào)。 首先我們放置元器件：芯片 LM2673（ IC1）、電感器 L輸出電容器 C反饋 回路電容 C軟啟動(dòng)電路電容 C輸出電容 C電阻 R肖特基二極管 D1。鑒于 50mS的軟啟動(dòng)延遲，將會(huì)用到一下一些參量： ISST： A tSS： 50mS VSST： VOUT： VSCHOTTKY： VIN： 16V 使用最大輸入電流可以保證軟啟動(dòng)延 遲時(shí)間將至少為 50mS的理想值 第二章 單片式降壓穩(wěn)壓開關(guān)電源的設(shè)計(jì) 37 電路原理圖的繪制 電路原理圖的繪制 通過 中的設(shè)計(jì)方案，我們已經(jīng)得出了該單片式降壓穩(wěn)壓器的原理圖。尋找特定元件的特性，以下的選擇是符合要求的： 1 1000μ F/63V Sanyo MVGX (code C14) 1 820μ F/63V Nichicon PL (code C24) 1 560μ F/50V Panasonic HFQ (code C13) 第二章 單片式降壓穩(wěn)壓開關(guān)電源的設(shè)計(jì) 37 步驟 6：必須選擇一個(gè)電流為 3A或者更高的肖特基二極管。具有 22μ H的電感器這里有三個(gè)直插式電容器。具有 33μ H的電感器 這里有四個(gè)直插式輸出電容器 與同樣類型型號(hào)的電容器相并聯(lián)，而且還給出了鑒別電容器的標(biāo)碼。 在直插式元件中可以使用 Renco公司生產(chǎn)的零件型號(hào)為 RL12832243或是 Pulse Engineering公司生產(chǎn)的零件型號(hào)為 PE53933L33的 L33元件。 步驟 3：使用 。 2%的公差，在全溫度范圍運(yùn)行的條件下將會(huì)有 177。 步驟 1：運(yùn)行條件為：輸出電壓 、最大輸入電壓 16V、最大負(fù)載電流 步驟 2：選擇一個(gè) 。 該固定輸出電壓設(shè)計(jì)方案的具體步驟如下： 一個(gè) ，該壁式接合器提供一個(gè)大小為 13V~16V的未調(diào)直流電壓。 第二章 單片式降壓穩(wěn)壓開關(guān)電源的設(shè)計(jì) 35 LM2673 固定輸出電壓設(shè)計(jì)方案 通過以上步驟，我們得出了電路設(shè)計(jì)方案畫出了電路圖。 步驟 8：定義 RADJ的量值以確定尖峰開關(guān)電流的極限必須至少比最大輸出電流大20%，從而滿足至少 30%電感器的脈動(dòng)電流（在輸出電流 15%范圍內(nèi)浮動(dòng)）。該二極管的額定電流必須遠(yuǎn)大于最大負(fù)載電流，同時(shí)逆向額定電壓必須遠(yuǎn)大于最大輸入電壓。（如果使用兩個(gè)或兩個(gè)以上的并聯(lián)電容器也符合要求）。 步驟 5：確定一個(gè)輸入電容器以供固定輸出電壓應(yīng)用。 步驟 1：定義電源的運(yùn)行條件：所需的輸出電壓、最大直流輸入電壓、最大輸出負(fù)載電流 步驟 2：選擇一個(gè)固定的輸出 LM2673(、 5V或者 12V）或者確定我們所需的帶有可調(diào)式 LM2673ADJ的反饋電阻器。工作周期是從零到它的正常工作點(diǎn)所用的時(shí)間。 過載或過流保護(hù)：防止因負(fù)載過重，使電流超過原設(shè)計(jì)的額定值而造成電源損壞的電路。它從輸入的交流電源直接 進(jìn)行整流和濾波，不使用低頻隔離變壓器。通常是以 mV 為量度。條件是線電壓和環(huán)境溫度保持不變。條件是負(fù)載和周圍溫度保持恒定?；蛘吣軌蚣釉陂_關(guān)電源的輸入端與輸出端之間的最大直流電壓。為了防止不必要的功率損耗，在設(shè)計(jì)這一電路時(shí)，一定要保證濾波電 容充滿電之前，就起到限流作用。 啟動(dòng)浪涌電流限制電路：它屬于保護(hù)電路。一般情況下， ESR值越低的電容，其性能就越好。 ESR：等效串聯(lián)電阻。第一章 多路輸出式單片電源開關(guān)的原理與應(yīng)用 33 開關(guān)電源所用的術(shù)語 效率：電源的輸出功率與輸入功率的百分比。在圖 中，雙極性晶體管分為集電極、基極和發(fā)射極， MOSFET 與之相對(duì)應(yīng)的極分別是漏極、柵極和源極，分別用字母 D、 G 和 S 表示。 圖 是 N 溝道 MOSFET 管與 NPN 型雙極性晶體管相比較的原理圖符號(hào)。MOSFET 管的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過開關(guān)電源對(duì)于器件的要求，它的工作頻率超過 20kHZ，可以達(dá)到 100kHZ 到 200kHZ，完全超過了雙極性晶體管工作頻率的限制。 很顯然，軟啟動(dòng)電路使得輸出電壓的上升時(shí)間產(chǎn)生一定的時(shí)間延時(shí)，因此，必須要合理的選擇電阻 R 和電容器 C 的值，以保證這個(gè)延時(shí)時(shí)間在允許的范圍內(nèi)。 二極管 VD2 用于旁路電阻 R，為了確保在系統(tǒng)關(guān)閉的情況下，使電容器 C 有足夠的速度放電，這樣，即使在很短的中斷時(shí)間，也可以啟動(dòng)另一個(gè)新的軟啟動(dòng)周期。電容器 C 緩慢地充電導(dǎo)致比較放大器輸入端的