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稳压电源设计电路图

作者:dolphin时间:2017-08-15浏览次数:43

整流滤波电路、AC-DC变换电路、DC-DC稳压变换电路,等部分组成了本次研究的课题。整流滤波电路和AC-DC变换电路:由滤波电容、隔离变压器、桥式整流堆等元件组成,实现在隔离变压器副边输出15 ~ 20V的电压,滤波后给DC-DC提供18-26V的直流输入电压。DC-DC变换电路:是应用Boost型拓扑结构,含有UC3843及其外围的电路构成的脉宽调制电路, 肖特基二极管、功率电感、快速功率场效应管等。本系统通过调节取样电阻形成闭环反馈回路。本系统具有精度高,电压调整率低、调整速度快,效率高,输出纹波小等等优点,实现了非常好的功能。
  1 稳压电源的设计方案
  可知DC-DC变换的种类分为:隔离和非隔离。输入输出隔离虽然安全系数比较高,可是隔离变压器会有漏磁和损耗等不利的缺点,从而会造成效率降低,根据本研究的要求,并没有要求输入输出隔离,所以最终决定选择的是非隔离方式,几种方案如下:
  1.1 串联开关电路
  占空比为D的PWM波控制开关管Q1,从而达到这样的一个效果,交替导通或截止,再经L和C滤波器在负载R上得到稳定直流输出电压Uo。本电路属于降压型电路,题目要求的30--36V 的输出电压是实现不了的。
  1.2 并联开关电路
  串联开关电路与并联开关电路原理很相似,但是此电路为升压型电路,在开关导通的时候,电感开始储能,在截止的时候,电感能量开始输出。所以电感绕制只要是合理,就能达到题目要求的30-36V,并且输出电压Uo呈现连续平滑的特性。(图1)

  图1
  1.3 串并联开关电路
  下面是串并联开关电路形式,也称为升降压式开关电路,反转式开关电路。无论在开关管VT1之前的脉动直流电压,高于或低于输出端的稳定电压,此电路均能实现功能。实际上,本电路是在串联开关电路是通过在后加入一个并联开关电路。用电感的储能特性来实现升降压,电路控制式比较复杂的。
  考虑到本设计是只需要升压的,所以选择方案二。(图2)

  图2
  2 单元电路设计与分析
  2.1 AC-DC 变换电路(图3)

  图3
  2.2 并联开关电路(图4)

  图4
  3 总原理图以及元器件清单
  3.1 总原理图(如图5)

  图5
  3.2 工作原理
  本设计是将220V市电经过降压整流滤波,从而得到比较稳定的直流电压,改直流电压经Boost升压斩波电路升压后在滤波得到平滑的直流输出,同时,UC3843输出PWM信号驱动开关管从而控制闭环反馈。研究中,调整分压电路,使输出电压稳定在30~36V之间,在输出电压增高时,反馈信号和参考电压比较后,误差放大器输出增加,从而使输出脉冲宽度变窄,变短了开关管导通时间,从而降低输出电压。按照同样的道理,当输出电压降低时,参考电压和反馈信号比较后,误差放大器输出减小,从而使输出脉冲宽度变宽,开关管导通时间变长,输出电压会升高。因此闭环反馈调节的最终结果是使输出电压稳定在30~36V之间。并且本,电路是具有过流保护功能,当输出电流大于2A 时,误差放大器输出也会增加,输出电压减小,会起到限流作用,从而保护场效应管。
  3.3 元器件的清单(图6)

  图6
  4 结论及结果
  系统通过UC3843脉宽控制器,实现对BOOST升压斩波电路稳压输出,通过整流滤波电路,过流保护电路,DC-DC变换电路稳压反馈电路部分的调节,实现对Boost升压斩波电路平滑调压输入220V市电输出在30~36V之间可调。



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