【正文】 常數(shù)由下式?jīng)Q定： RC?? （ 17） 充電電壓為 Vref。因此，誤差放大器的輸出就和軟啟動網(wǎng)絡隔離開來。這樣，開關元件的軟啟動功能就完成了 。在一些第二代的 PWM 集成控制電路中，電阻 R 已被集成在電路芯片上的電源生成器所代替，因此，只需要一個外圍器件電容器 C 便可以完成軟啟動功能。 第一章 多路輸出式單片電源開關的原理與應用 31 作為開關使用的功率 MOSFET 管 基本的 MOSFET 管定義 盡管場效應管（ FET）在各種電路中已經(jīng)應用多年，但是金屬 氧化物的半導體場效應管（ MOSFET）是在最近十幾年內才發(fā)展起來的，并廣泛應用于電源設計中。 它有幾個適用于設計電源變換器的優(yōu)點，如其工作頻率可達 100kHZ 以上更重要的是它減小了體積和重量，功率 MOSFET 管向電源設計者提供了一種高速、大功率、高耐壓的器件，它還具有高增益， 幾乎不存在存儲時間，不會有熱擊穿等優(yōu)點。還有一種 P 溝道的 MOSFET，它的電流流動方向與 N 溝道的 MOSFET 相反。 雖然這兩種器件都叫做“晶體管”，但是它們在構造上和工作原理上有嚴格的區(qū)別最重要的區(qū)別是 MOSFET 管是多數(shù)載流子運動的半導體器件，而雙極性晶體管是少數(shù)載流子運動的半導體 器件。其測量條件是滿負載，輸入交流電壓為標準值。它表示電解電容呈現(xiàn)的電阻值的總合。 輸出電壓保持時間：在開關電源的輸入電壓撤銷后，依然保持其額定輸出電壓的時間。它對電源啟動時產(chǎn)生的尖峰電流起限制作用。 隔離電壓：電源電路中的任何一部分與電源基板地之間的最大電壓。 線性調整率：輸出電壓隨輸入線性電壓在指定范圍內變化的百分率。 負載調整率：輸出電壓隨負載在指定范圍內變化的百分率。 噪音和波紋：附加在直流輸出信號上的交流電壓和高頻尖峰信號的峰值。 隔離式開關電源：一般指高頻開關電源。 輸出瞬態(tài)響應時間：從輸出負載電流產(chǎn)生變化開始，經(jīng)過整個電路的調節(jié)作用，到輸出電壓恢復額定值所需要的時間。 軟啟動：在系統(tǒng)啟動時，一種延長開關波形的工作周期的方法。 第二章 單片式降壓穩(wěn)壓開關電源的設計 35 第二章 單片式降壓穩(wěn)壓開關電源的設計 電路設計程序的準備 電路設計程序的一般方法 我們可以通過一些簡單的步驟設計完成一個完整 的降壓穩(wěn)壓器。 步驟 3：確定使用一個所需電感器 步驟 4：決定穩(wěn)定運行所需的輸出電容值?？烧{輸出電路選擇確定一個具有遠大于最大輸入電壓的足量額定工作電壓的電容器，同時其額定均方根電流遠大于最大負載電流的二分 之一。 步驟 6：選擇一個二極管。 步驟 7：在設計中 C Boost必須包括一個 F/50V的電容器，如果理想的話，請確定軟啟動電容器的量值。設計要求產(chǎn)品必須能在全溫度范圍內正常運行，開關電流極限至少 應比最大輸出電流大 50%（ x Iout max）。見下圖 ，即為所得出的基于 LM2673芯片的降壓穩(wěn)壓電源的設計方案。其最大負載電流為 ，理想的軟啟動延遲時間為 50mS，其中直插式元件將被優(yōu)先選擇。在室溫條件下輸出電壓將會有一個 177。 3%的公差。 16V水平線（最大輸入電壓）與 （最大負載電流）的交點表明一個 22μ H的 L33電感器是必需的。 步驟 4：確定一個輸出電容器。 可以選擇以下一些產(chǎn)品： 1 220μ F/10V Sanyo（三洋） OSCON (code C5) 1 1000μ F/35V Sanyo（三洋） MVGX (code C10) 1 2200μ F/10V Nichicon PL (code C5) 1 1000μ F/35V Panasonic（松下） HFQ (code C7) 步驟 5：選擇一個輸入電容器。這些電容器提供了足額電壓和超過 （ 1/2 Iload max)。 20V額定電壓的二極管足以勝任實際應用，同時對于直插式元件來說，以下兩個類型的零件也是適用的：1N5820 SR302 步驟 7：一個 F的電容器將被用于 C Boost?，F(xiàn)在我們通過 CAD 軟件 Protel99 進行電路原理圖的繪制。 然后我們調整元器件布局，以方便布線。而后我們使用 WringTools 工具欄進行布線，在布 線前我們啟用“自動搜索電氣節(jié)點”功能和“柵格鎖定”功能，這樣可以避免出現(xiàn)布線連接錯誤。 在這一切完成之后，我們對于元件進行封裝。我們在封裝屬性對話框中確定其Footprint 封裝形式。 原理圖的電器檢查 在原理圖基本繪制完成后，我們還要進行原理圖的電氣檢查。因此我們要利用 Protel99 中提供的電氣法測試（ ERC）功能，以便迅速找出電路編輯過程中的缺陷，如沒有連接的網(wǎng)絡標號，懸空的輸入引腳、沒有連接的電源及地線、輸出引腳短路等等。 第二章 單片式降壓穩(wěn)壓開關電源的設計 39 報表的建立 原理圖設計系統(tǒng)除了生成原理圖以外，還有一個重要的任務就是將原理圖轉化成各種報表文件。報表主要有：網(wǎng)絡表，元件列表、層次列表、交叉參考元件列表、元件引腳列表和網(wǎng)絡比較表等。 第二章 單片式降壓穩(wěn)壓開關電源的設計 41 印制電路板 PCB 的設計 首先我們要建立一個新的印制電路板（ PCB）文件，然 后打開 PCB 編輯器的窗口。即 Toplayer 和 Bottomlayer。由于我們繪制的 PCB 板分立元件很少，電路十分簡單，因此完全可以一次性 100%布通。 手工布線 當然，我們也可以選擇手工布線，首先我們根據(jù)原理圖設計中已經(jīng)確定的元件的封裝，從 PCB 封裝庫中找到對應的封裝元件，然后在 PCB 編輯窗口中進行手工布局放置。 而后我們就可以繪制銅膜走線、放置焊盤、過孔、坐標、文本、尺寸標注，進行手工布線。 第二章 單片式降壓穩(wěn)壓開關電源的設計 41 設計規(guī)則檢查（ DRC） 與電路原理圖設計中相同，在制作電路板文件的流程中，設計規(guī)則檢查也是一件很重要的操作項目。 Protel PCB 提供的設計規(guī)則檢查有兩種模式。另外一種是批處理模式，我們可以在設計流程中隨時啟動它，對整份 PCB 設計進行檢 查。為確保開關電源正常工作，地腳的長度應盡量剪短，直接焊在印制板上，注意不得把地腳彎曲后焊接，禁止用“飛線”作地線，也不要使用面包板搭接開關電源的電路。 第二章 單片式降壓穩(wěn)壓開關電源的設計 43 第三章 Protel99 簡介 在我們設計電路、調試電路及印制電路板的過程中，使用了著名的電子電路設計CAD 軟件 Protel99 。 Protel99 SE 是 Protel Technology 公司 1999 年推出的 EDA 軟件 Protel99 的一個功能更為強大和完善的升級版本，它不僅僅是以往版本的簡單升級，更主要的是它融合了目前許多新的先進技術，使得軟件的使用效能和品質有了質的飛躍。和其他同類電子設計軟件如 PADS、 POWERLOGIC、 POWERPCB、 ORCAD等相比較，功能相對完善，容易學習和掌握，使用較為方便，是目前使用最為廣泛的電子設計軟件之一。這三項技術的應用把涉及產(chǎn)品開發(fā)的三個方面，即設計人員、由設計人員建立的文件和建立文件的工具三者有機地結合在一起。從原理圖、 PCB、輸出文件到材料清單等，還有其它設計文件如手冊、費用表、機械圖等都存儲在同一個綜合設計數(shù)據(jù)庫中，這樣就很容易對它們進行集中有效管理。 技術 SmartTeam 技術允許設計組一起聯(lián)合設計。 的新功能和特性 同以前的版本相比， Protel99 增加了許多新的功能和特性。用戶既可以從標準的模板創(chuàng)建原理圖，也可以自定義 標題欄格式，以適應不同國家的標準。只要簡單的定義起始點和終結點， Protel99 就會自動的在原理圖上連線。 PCB 板封裝庫 Protel99 提供了超過 60， 000 個庫元件符號，提供了跨元件庫搜索零件的功能和元件封裝瀏覽工具，從而使選擇、取用元件封裝變得更為方便。電路仿真 全面支持含有模擬和數(shù)字元件的混合電路設計。 Protel99 提供了大量的仿真用元件，每一個都連接到標準的 SPICE 模型。要使用游標手，可以在 PCB 工作區(qū)域點擊右鍵并保持，當游標手出現(xiàn)后能夠滑動 PCB的視窗。 當 PCB 設計變得更復雜 —— 具有更高的時鐘、更高的 器件開關速度以及高密度時，在設計加工前進行信號的完整性分析變得尤為重要。如果 PCB 上任何一項設計要求（設計規(guī)則指定的）有問題，就可以在 PCB 上運行一個反射或串擾分析，以確定其情況。它基于快速的反射和串擾的模擬器，采用工業(yè)標準證實的算法，能夠產(chǎn)生非常精確的仿真結果。 Protel99新的自然語言幫助顧問使用戶向幫助系統(tǒng)查詢時就像向朋友提問時一樣的快捷和方便。 另外一個使得 Protel99 容易使用的就是新的“這是什么”幫助。 Protel99 可以兼容多種文件格式，如 TANGO、其他版本的 Protel、 OrCAD、 PCAD、PADS、 EDIF、 Mentor 等，并且輸入 /輸出形式豐富多樣。Plac、 ECO 等。 Protel 作為一個方便的應用軟件，其巨大的潛力還優(yōu)待我們去進一步探索和發(fā)掘。這對于我們以后的工作是極有幫助的。同時，通過對于單片式降壓穩(wěn)壓開關電源的設計，學習了通過使用 CAD 電子設計軟件 Protel99 進行電路原理圖和印制電路板 PCB 的設計，初步了解到了開關電源從設計方案的確定到 PCB 的制作完成直到實際應用的整個流程。 同時也應當看到，在畢業(yè)設計的過程當中，也暴露出了我對于基礎知識掌握不夠扎實，對于電子方面新技術和元器件缺乏必要了解，動手能力不強，對于 Word、 Protel 等工具軟件掌握不夠熟練的缺陷和問題。 致謝 51 致謝 在此我要特別感謝做畢業(yè)設計期間老師對于我的悉心指導。由于我本人對于所學的專業(yè)曾經(jīng)缺乏必要的了解和喜愛，因此在專業(yè)知識掌握和設計工具如 Protel的了解和掌握上我非常的欠缺，在進行畢業(yè)設計期間遇到了很多的麻煩和問題，但是只要我找到老師，他便一定會手把手的教我如何使用 Protel99 進行電路原理圖和 PCB板子的繪制，如何使用 Windows 畫圖板進行截圖的修改，如何使用 Word 進行表格的制作和畢業(yè)論文的制作。可以說，沒有 老師的教導，就沒有我畢業(yè)設計的最終完成。 參考文獻 53 參考文獻 【 1】《集成穩(wěn)壓使用指南與應用電路》 王水平等編著，西電出版社， 【 2】《開關穩(wěn)壓器 — 原理、設計及使用電路》 王水平等編著，西電出版社， 【 3】《集成開關電源的設計制作調試與維修》 胡存生等編著，人民郵電出版社， 【 4】《特種集成電源最新應用技術》 沙占友等編著，西電出版社， 【 5】《 PROTEL 從入門到精通》 吉雷等編著，西 電 出版社，