(4)LCD屏顯示輸出電壓。
2.2開關(guān)電源的電路組成[3]
可調(diào)開關(guān)電源的主要電路組成方框圖如下:
圖2.1 系統(tǒng)組成框圖電路
2.2.1 電磁干擾濾波器(EMI)[4]
(1)設(shè)計(jì)中干擾主要是模干擾與共模干擾兩種。EMI濾波器可以抑制串模干擾和共模干擾。
2.2.2 整流濾波電路[5]
(1)、整流電路
①、工作原理:
圖2.9 整流電路 圖2.10 整流電路的波形圖
當(dāng)輸入正弦波時(shí),T=0~Pi為正,二極管D1與二極管D3導(dǎo)通,二極管D2與二極管D4截止,負(fù)載得到半個(gè)正波;同理T=Pi~2Pi時(shí)負(fù)載又得到半個(gè)正波;所以負(fù)載電阻得到的是合成同向單向脈動(dòng)電壓。
②、負(fù)載上的直流電壓和直流電流
一般用輸出電壓的平均值表示直流電壓。
圖2.11 負(fù)載電壓波形
輸出的平均電壓為:
流過負(fù)載的平均電流為:
流過二極管的平均電流為:
二極管所承受的最大反向電壓:
圖2.12 濾波電路
①、基本概念及原理
濾波電路主要通過電容電感不同特性對(duì)交、直流進(jìn)行濾波。
電容器C通交流,斷直流。將電容C與負(fù)載并聯(lián),以穩(wěn)定電壓;
電感器L通直流,阻交流。將電感L與負(fù)載串聯(lián),以起到穩(wěn)定電流的作用。
濾波電路后,保留了直流分量,濾除交流成分,提高直流比例,降低紋波系數(shù)電路,提高了輸出直流電壓的質(zhì)量。
2.3方案的選擇
系統(tǒng)模塊方案如下:
(1)主電路模塊:選用橋式變壓器開關(guān)電源
(2)主電路開關(guān)模塊:選擇使用功率開關(guān)MOSFET.
(3)控制電路:脈沖調(diào)制選擇UC3843電源集成控制器。
3系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)開關(guān)電源整個(gè)系統(tǒng)的電路圖如下:
如上所示,主電路交流電由C22、L3、進(jìn)行低通濾波整流。濾波后的交流電壓經(jīng)D9整流橋整流。經(jīng)過電解電容C23濾波后變成直流電,降壓后給C32充電,當(dāng)C32的電壓達(dá)到UC3843的啟動(dòng)電壓時(shí),UC3843開始工作,并提供驅(qū)動(dòng)脈沖,由引腳6驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管工作。隨著UC3843的啟動(dòng),由Vcc3(輔助電源)給UC3843供電。由于收入電壓超過了UC3843的工作,為了避免意外,用D14穩(wěn)壓管限定UC3843的收入電壓,否則將出現(xiàn)UC3843被損壞的情況。
3.1.2短路過流、過壓、欠壓保護(hù)電路電路是保護(hù)必不可少,穩(wěn)定電路是電路正常工作的基礎(chǔ)。電路因輸出不穩(wěn)定和外在因素影響,時(shí)常會(huì)有短路、過壓、欠壓等現(xiàn)象發(fā)生。使用UC3843有欠壓、過壓、短路過流保護(hù)。
3.1.3反饋電路反饋電路采用億光光電耦合器和精密穩(wěn)壓源TL431。先利用TL431可調(diào)式精密穩(wěn)壓器構(gòu)成誤差電壓放大器。再經(jīng)過億光光電耦合器對(duì)輸出進(jìn)行精準(zhǔn)的調(diào)整。
3.1.4整流濾波電路輸出整流濾波電路在一定程度上影響輸出電壓的性能。開關(guān)電源輸出端中對(duì)電壓影響主要是一般電源噪聲和高頻噪聲。有以下幾方面解決:
(1)、輸入電源中包含的交流成分被稱為輸入電源的噪聲�?稍陔娫摧斎攵嗽黾右粋€(gè)電容C20來解決。
(2)、高頻噪聲的產(chǎn)生主要有2種:一種是功率管器件在開關(guān)的過程中產(chǎn)生的;另一種是開關(guān)電源進(jìn)行高頻斬波產(chǎn)生的。濾波電感采用150μH的電感;輸出端采用∏型濾波的方式來解決
(3)、選用MBR20200進(jìn)行整流。減少高頻噪聲并提高效率。
3.2 主要器件的選擇及其功能TL431是一個(gè)熱穩(wěn)定性能良好的器件。外部電極分別為:陰極、陽(yáng)極、參考端。TL431是三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。該芯片具有體積小,參考電壓精度可調(diào),具有輸出電流大等優(yōu)點(diǎn),可用于生產(chǎn)各種穩(wěn)壓裝置。
由圖3.3可看出,VI是一個(gè)內(nèi)部2.5V基準(zhǔn)源,連接到反相輸入運(yùn)算放大器。由運(yùn)放特性可知,只有當(dāng)參考端的電壓很接近VI時(shí)。穩(wěn)定的非飽和電流將隨著參考端電壓變化。參考端電壓的很小的改變時(shí)電流就通過三極管,電流將由1mA慢慢變化到100mA。
在開關(guān)電源設(shè)計(jì),通過TL431反饋誤差放大器的輸出,TL431打開光電耦合器,光電耦合器的光敏部件在高壓電源反饋,從而控制脈寬調(diào)制控制器的開關(guān)時(shí)間來得到一個(gè)穩(wěn)定的直流輸出電壓。
3.2.2 LM7805用三端穩(wěn)壓集成電路LM7805構(gòu)成穩(wěn)壓電源,只需要很少的外圍元件,電路,內(nèi)部電路和過熱保護(hù)和調(diào)節(jié)流量管,使用方便可靠,起來,而且價(jià)格便宜。本設(shè)計(jì)中LM7805作用是將15V電壓降為5V電壓。
本實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用的是N溝道增強(qiáng)型MOSFET,參數(shù)最大耐壓600V、電流11A、功率125W.MOSFET是工作再高頻的器件。工作頻率可以高達(dá)200kHz以上。使用MOSFET后可以進(jìn)一步減小設(shè)計(jì)的體積和減輕設(shè)計(jì)的重量。同時(shí),它還具有工作速率快、高功率、耐壓高、高增益,幾乎沒有存儲(chǔ)時(shí)間,無(wú)熱擊穿等。當(dāng)開關(guān)器件使用功率MOSFET時(shí),漏極電流與漏源極間電壓降成正比。換句話說,MOSFET工作在恒定電阻區(qū)可以像電阻一樣起作用。
3.2.5 高頻變壓器[7]高頻變壓器在電路中的功能是功率傳送、電壓變換、電氣隔離。本設(shè)計(jì)中主電源電路用到B1變壓器和輔助電源電路用到T1變壓器。
在一定電壓電流范圍內(nèi)電阻值隨著電壓變化而發(fā)生變化的電阻原件叫壓敏電阻,或者說“電壓敏感”的阻器。壓敏電阻電路的“安全閥”的作用:壓敏電阻的特點(diǎn)是當(dāng)添加到它的閾值以上的“UN”,流過它的小電流,相當(dāng)于一個(gè)封閉的閥,當(dāng)電壓超過UN,流過它的電流上升,相當(dāng)于閥開�?梢詧�(zhí)行這一功能來抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常過電壓。過電壓保護(hù)電路不受損壞。
3.2.7 LM358[9]UC3843是高性能固定頻率電流模式控制器。專為離線和DC/DC變換器應(yīng)用而設(shè)計(jì)。使設(shè)計(jì)方案使用最少的外部元件而節(jié)約成本。UC3843具有良好的調(diào)諧振蕩器,可以進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)膮⒖�,精確的占空比控制,高增益誤差放大器。UC3843有驅(qū)動(dòng)功率MOSFET的理想器件:電流取樣比較器和大電流圖騰柱式輸出。保護(hù)特性包括輸入和參考欠壓鎖定,各有滯后、逐周電流限制、單個(gè)脈沖測(cè)量鎖存和可編程輸出靜區(qū)時(shí)間。
UC3843各引腳功能如下表:
管腳 | 功能 | 說明 |
1 | 補(bǔ)償 | 該引腳為誤差放大器輸出,并可用于環(huán)路補(bǔ)償 |
2 | 電壓反饋 | 該引腳是誤差放大器的反相輸入,一般通過一個(gè)電阻分壓器連至開關(guān)電源輸出。 |
3 | 電流取樣 | 該引腳一個(gè)正比于電感器電流的電壓連接到輸入,脈沖寬度調(diào)制器使用此信息來停止輸出開關(guān)。 |
4 | RT/CT | 通過將電阻RT接Vref和電容CT接地,使最大輸出占空比以及振蕩器頻率可以調(diào)節(jié)。工作頻率可達(dá)500KHz。 |
5 | 接地 | 該引腳是控制電路和電源的公共地 |
6 | 輸出 | 該輸出直接驅(qū)動(dòng)功率MOSFET,輸出正負(fù)1.0A電流。 |
7 | Vcc | 該引腳是控制集成電路的正電流。 |
8 | Vref | 該引腳為參考輸出,它由電阻RT向電容CT提供充電電流。 |
AT24C02接在電路有配置芯片的作用,可以直接用單片機(jī)進(jìn)行讀寫處理,不需要編程器,也不用提高電壓進(jìn)行編程。操作方便。
3.2.10 AD558JNAD558JN將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。一般與控制芯片和電路相連。本設(shè)計(jì)中用于顯示電路。
3. 3 顯示部分電子設(shè)備使用印刷電路板幾。PCB讓電子零件鑲在上面。除了固定各種小零件,印刷電路板的主要功能是提供各種部件電連接。隨著電子技術(shù)的發(fā)展使電子設(shè)備的功能越來越多。印刷電路板的電路和元件越來越密集了。
板片由絕緣材料制成,不易彎曲的材料。銅箔覆蓋在整個(gè)板子上。在制板過程中大部份被蝕刻掉。剩下來的部份為網(wǎng)絡(luò)線,這些線被稱為導(dǎo)體(導(dǎo)線)或布線。導(dǎo)線提供PCB部件連接。
電路板制作基本流程:1繪制原理圖;2繪制非標(biāo)準(zhǔn)器件的封裝庫(kù);3選定PCB設(shè)計(jì)環(huán)境;4零件布局;5放置覆銅區(qū);6做DRC檢測(cè)。
PCB設(shè)計(jì)規(guī)則:1板型大小:110mm*195mm和85mm*90mm;2間距約束線:0.3mm;3線角模式:45°;4布線層:頂部、底部;5穿孔類型:通孔、焊盤大小:1.28mm,通孔直徑:0.6211mm;6走線寬度:最小0.261mm,最大5.2mm,最佳0.80mm;7其它設(shè)置為默認(rèn)值。
PCB板效果圖如圖4.1,4.2所示:
圖4.1 PCB板效果圖1
5制作和調(diào)試中的問題及其解決。九死還魂草 發(fā)表于 2020-8-19 20:51
感覺是在校學(xué)生的作品,寫的稀里糊涂
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