【正文】 ............................................. 6 濾波電路 ..................................................................................................................... 7 LM2596 降壓電路穩(wěn)壓 ................................................................................................ 10 4 系統(tǒng)原理圖及 PCB 設(shè)計 .......................................................................................................... 18 系統(tǒng)電路原理圖 ............................................................................................................... 18 LM2596 輸入電壓原理圖 ............................................................................................ 18 LM2596 降壓開關(guān)電源原理圖 ..................................................................................... 18 電路 PCB 設(shè)計 ........................................................................................................... 19 5 系統(tǒng)性能指標(biāo)測試 ................................................................................................................. 20 系統(tǒng)實(shí)物圖 ...................................................................................................................... 20 變壓器工作 ...................................................................................................................... 21 電路工作實(shí)測數(shù)據(jù) ........................................................................................................... 22 6 設(shè)計總結(jié) ................................................................................................................................ 24 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 25 附錄 A ........................................................................................................................................ 26 致謝 ........................................................................................................................................... 27 9 基于 LM2596可調(diào)開關(guān)電源的設(shè)計與制作 1 1 引言 現(xiàn)在的電源主要有線性電源和開關(guān)電源兩種，線性電源的效率比較低，一般只有30%~40%，而開關(guān)電源的效率在 70%~80%。 開關(guān)穩(wěn)壓電源 的主要原理是通過使用 現(xiàn)代電力電子技術(shù)與微電子技術(shù)， 調(diào)整 半導(dǎo)體功率開關(guān)器件開通和關(guān)斷 之間的時間 ， 使得輸出電壓穩(wěn)定 的一種電源。開關(guān)電源有可分為 交流轉(zhuǎn)直流 和 直流轉(zhuǎn)直流 兩大類，由于采用模塊 直流轉(zhuǎn)直流 電源組建的電源系統(tǒng)具有 設(shè)計快、 可靠性 強(qiáng) 、 系統(tǒng)升級便捷 等特點(diǎn)，模塊 直流轉(zhuǎn)直流 的應(yīng)用越來越廣泛。隨著半導(dǎo)體工藝 不斷的精細(xì)化 、封裝技術(shù)和高頻開關(guān)的 普及化 ，模塊 直流轉(zhuǎn)直流功率密度不斷增大，開關(guān)工作 效率 不斷提高 ， 用戶應(yīng)用更加便捷 。 線性電源 線性電源主要包括 低頻變壓器 、 輸出電流 整流濾波器、 相應(yīng) 控制電路、 過熱過流保護(hù)電路等。但是它的不足之處體現(xiàn)在 變壓器 的龐大而笨重 ， 占據(jù)電路相當(dāng)大的位置，攜帶性不強(qiáng)， 濾波電容的體積和重量也相當(dāng)大， 這些都對電子產(chǎn)品小型化提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，而且電壓反饋電路是工作在線性狀態(tài)，調(diào)整管會損耗一小部分 壓降，在較大工作電流 工作 時， 調(diào)整管的功耗便于影響系統(tǒng)的整體指標(biāo) ， 主要是轉(zhuǎn)換效率大幅降低。它們的功能是： 輸入電網(wǎng)濾波器：減小各類電子產(chǎn)品的開斷、大自然雷擊、生活中的高頻等產(chǎn)生的干擾。 變換器：把直流電壓變換成高頻交流電壓，并且隔離輸出部分與輸入電網(wǎng)的相關(guān)影響。 控制電路：對輸出直流電壓時刻進(jìn)行檢測，并將其與基準(zhǔn)電壓比較，進(jìn)行放大。 保護(hù)電路：當(dāng)發(fā)生 過壓、過流短路時，保護(hù)電路開始工作，通過迫使開關(guān)電源停止工作達(dá)到保護(hù)負(fù)載和電源本身的目的。 開關(guān)電源的主要缺點(diǎn)： 由于變換電路中不可避免的產(chǎn)生高頻電壓成分，對產(chǎn)品其他設(shè)備有一定的干擾，因此需要具有優(yōu)良的屏蔽功能，開關(guān)電源為了達(dá)到高速的道通與截止目的，主要是通過控制開關(guān)管的通斷來實(shí)現(xiàn)．將直流電轉(zhuǎn)化為高頻率的交流電提供給逆變器進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，從而提供用戶所設(shè)想的一組或多組電 壓，系統(tǒng)之所以要將其變換成高頻交流電，因?yàn)楦哳l交流能夠在變壓器變壓電路中達(dá)到特別高的效率，也因此開關(guān)變壓器可以做的很小，而且工作時不是很熱，成本也很低。 開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)中中間是不需要變壓器和散熱片，所以能夠做到體型輕巧。雖然具有電磁干擾等缺點(diǎn)，但隨著屏蔽技術(shù)不斷的發(fā)展提高，可以避免大部分的干擾。 220V市電變壓器降壓橋式整流電路LM 2596降壓電路濾波電路 圖 主要原理是： 電源變壓器將交流電網(wǎng) 220V 的電壓降壓為所需的交流電壓，然后通過整流電路將交流電壓變成不太穩(wěn)定的直流電，再通過濾波電路濾除大的不穩(wěn)定電壓，得到平滑的直流電壓。 10%左右的波動）。 基于 LM2596可調(diào)開關(guān)電源的設(shè)計與制作 5 各單元電路的設(shè)計 變壓器降壓 確定副邊電壓 U2 根據(jù)性能指標(biāo)要求： maiU0 =3V max0U =30V 又 ∵ m in00 m a xi )(UU UU i ?? m a x00 )( UUU iini ??? 其中： VUUVUU iini 40)(,3)( m a x0m i n0 ???? ∴ 12V≤Ui ≤43V 此范圍中可任選 ： iU =24V= 01U 根據(jù) 01U =(～ ) 2U 可得變壓的副邊電壓： U2=28V 確 定變壓器副邊電流 2I ∵ 001 II ? 又副邊電流 2I =(～ 2) 01I 取 0I = max0I =800mA 則 2I =＊ = 選擇變壓器的功率 變壓器的輸出功率： 0P 22UI = 因此選擇變壓器實(shí)物圖如圖 。在 u2 的正半周內(nèi)，二極管 D D3 導(dǎo)通， DD4 截止； u2 的負(fù)半周內(nèi)， D D4 導(dǎo)通， D D3 截止。在橋式整流電路中， 橋式整流輸出脈動電壓平均值為： 2 2 2 2001 1 2 22 0 9 02OoU u t d t U td t U U| ( ) | s i n .?? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? 通過每只二極管的平均電流為： 20 452 OOLLU UI RR.?? 每只二極管承受的最大反向電壓為： 22RMUU? ∵ 變壓器的副邊電壓 2U =24V ∴ 橋式整流電路中的二極管承受的最高反向電壓為： VUUBR 342 2 ?? 橋式整流電路中二極管承受的最高平均電流為： 查手冊選整流二極管 IN4007，其參數(shù)為：反向