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1、开关稳压压电源设设计摘要基于电路路设计的的要求，开开关稳压压电源电电路主要要由隔离离变压、整整流滤波波、DCC-DCC变换器器、控制制系统、显显示等电电路模块块组成。选择了BBoosst升压压变换器器实现DDC-DDC变换换，电路路结构简简单，转转换效率率高；选选用小导导通电阻阻、高开开关速度度的IRRF6440管为为开关管管，选用用快速恢恢复二极极管RHHRP1151220整流流，减少少反向导导通时间间，降低低损耗。控控制系统统选用单单片机AADuCC8122和脉宽宽调制控控制器SSG35525通通过双闭闭环回路路共同控控制DCC-DCC变换电电路，实实现输出出电压稳稳定、可可调；SSG35
2、525产产生高频频脉冲控控制DCC-DCC变换，AADuCC8122实现显显示、AA/D和和D/AA转换、过过流保护护、处理理电压反反馈信号号、对AADuCC8122进行控控制、显显示和人人机交换换等功能能。通过实验验验证电电路实现现了设计计要求的的全部基基本指标标，并且且DC-DC变变换效率率达到885%。电电路设计计还有很很多不足足，各项项设计指指标还有有待进一一步提高高。1系统方方案设计计与论证证1.1 设计思思路基于题目目的基本本要求，可可以采用用图1所示的的方案。系系统主要要由隔离离变压、整整流滤波波、DCCDCC变换器器、控制制系统、显显示等电电路模块块组成。隔离变压模块实现220
3、VAC变压为18VAC，再经整流滤波电路转换为直流电压；控制器模块实现数码管显示、A/D和D/A转换、过流保护、DCDC电压输出控制和稳压、显示、人机交换等功能;过流保护电路实现输出电流过流保护功能；同时，电压负反馈电路进一步对负载电压进行精确控制。1.2方方案的论论证1.2.1 DDC-DDC主回回路拓扑扑设计的要要求是进进行升压压变换，选选择了BBoosst变换换器。BBoosst换器器电路结结构简单单，由开开关管、二二极管、电电感、电电解电容容等元件件组成，便便于进行行电路设设计，稳稳压性能能优，并并且转换换效率高高。原理理图如图图2所示。开关稳压压电源设设计报告告（2）接（11）1.2
4、.2控制制方法及及实现方方案控制系统统有两种种设计方方案：(1) 方案一一：单片片机来实实现整个个系统的的控制。该方案的的优点：布线简简单，硬硬件设计计节省时时间；该方案的的缺点：控制软软件编程程工作量量大、难难度大；所有的的控制都都由单片片机来实实现，对对单片机机的硬件件资源要要求很高高；该设计计要求对对DC-DC变变换器实实现PWWM控制制的开关关频率至至少要为为1000KHZZ，这是是单片机机难于实实现的。（2）方方案二：单片机机和脉宽宽调制型型控制器器共同实实现整个个系统的的控制。该方案的的优点：控制系系统软件件编程工工作量较较小，难难度不大大；用脉宽宽调制型型控制器器实现PPWM控控
5、制，产产生频率率为1000KHHZ的脉脉冲较容容易，并并且完全全由硬件件产生高高频脉冲冲，实时时性好；单片机机控制的的任务较较轻，对对单片机机硬件资资源要求求不高。该方案的的缺点：硬件电电器设计计难度较较大；电路板板布线工工作量较较大。经过方案案比较与与论证，最最终确定定用方案案二-单片机机和脉宽宽调制型型控制器器共同实实现整个个系统的的控制。系系统的组组成框图图如图22所示，脉脉宽调制制器产生生高频脉脉冲直接接控制DDC-DDC变换换模块，单单片机实实现数码码管显示示、A/D和D/AA转换、过过流保护护、处理理电压反反馈信号号、对脉脉宽调制制器进行行控制、显显示和人人机交换换等功能能; 过流
6、流保护电电路使负负载电流流不超过过2.55A；负负载电压压负反馈馈电路进进一步对对负载电电压进行行精确控控制。1.2.3提高高效率的的方法及及实现方方案设计电路路时，采采取了以以下方法法降低损损耗，提提高DCC-DCC转换效效率：通过提提高工作作频率，让让工作频频率达到到1000KHZZ；选用小小导通电电阻、高高开关速速度的MMOSTTET，降降低MOOSFEET开关关损耗。选选用了IIRF6640（VDSSS=2200 V，RDSS(onn) 0.118W，ID=18 A）选用快快速恢复复整流二二极管，减减少反向向导通时时间，减减少损耗耗。选用用了肖特特基二极极管RHHRP1151220，恢
7、恢复时间间trrr 65nns。2电路设设计与参参数计算算 2.1 DDC-DDC回路路器件的的选择及及参数计计算根据设计计任务的的要求-电电感电流流连续模模式的BBoosst变换换器，输输入电压压Vs=188244V，输输出电压压Vo=300366V，输输出电流流Io=02A,开关频频率fss=1000kHHZ,设设定纹波波电流Vo1VV，分别别计算电电感、电电容器和和二极管管的参数数：开关稳压压电源设设计报告告（3）接（22） 2.2控制制电路设设计与参参数计算算控制系统统是设计计的关键键部分，由由单片机机系统和和脉宽调调制控制制器共同同来控制制DC-DC变变换电路路，实现现电压稳稳定输出
8、出，达到到设计的的所有指指标。单单片机选选用高集集成度自自带D/A和A/DD转换的的单片机机ADuuC8112；脉脉宽调制制控制器器选用具具有欠压压锁定、系系统故障障关闭、软软起动延延时PWWM驱动动等功能能的SGG35225芯片片。控制系统统的电路路图如图图3所示，采采用双闭闭环控制制电路来来实现输输出电压压稳定。负负载的电电压经RR1取样反反馈到SSG35525的的引脚11端（误差差放大器器反向输输入端）；单片机ADuC812采集R1取样电压，通过软件进行PID调节，D/A转换后反馈到SG3525的引脚2端（误差放大器同向输入端）；SG3525的引脚1、2的电压通过芯片内部误差放大器比较并
9、输出误差电压Vea，Vea通过比较器与锯齿波进行比较，11脚输出一个脉宽可变的PWM脉冲来调节DC-DC变换电路，最终实现输出电压稳定、可调。 2.3保护护电路设设计与参参数计算算如图3当当电路稳稳定输出出36伏，若若流经负负载的电电流为22.5安安，R7（阻值值0.33欧，康康铜丝扰扰制）的的压降为为0.775V，即即第100引脚电电压为00.755伏，触触发PWWM输出出关闭，实实现了电电路过流流保护功功能，动动作电流流为Io(tth)=2.55+ 00.2AA。 2.4数字字设定及及显示电电路的设设计数字设定定及显示示功能由由单片机机ADuuC8112来实实现，具具体的电电路设计计和控制
10、制程序见见附录。通通过按键键设定送送到SGG35225的电电压、调调节数码码管的显显示模式式,按键详详细功能能如下:键1: 模式键键-切切换上升升/下降功功能、电电流显示示和电压压显示。键2: 上升键3: 下降开关稳压压电源设设计报告告（4）接（33）3测试方方法与数数据 3.11测量输输出电压压U0可调范范围通过调节节给定变变阻器或或D/AA输出电电压调节节SG335255第2脚输入入给定电电压,用数字字万用表表测量输输出端可可稳定输输出30036VV。调节节第2脚电压压，测得得输出电电压的实实验数据据如表11所示。2脚电压压(V)1.9881.9221.8771.8331.7661.700
11、1.655输出端电电压(VV)36353433323130 表1 输输出电压压调可调调范围 3.2测测量输出出电流IIomaax选用188欧大功功率电阻阻,在直流流输出电电压为336伏时时,通过万万用表测测得输出出电流达达到 22A。3.3测测量电压压调整率率SU DCC-DCC模块，输输入电压压U2从15VV变到211伏，输输出电流流为2AA时，对对应的输输出电压压Uo和电压压调整率率SU实验数数据如表表2所示。开关稳压压电源设设计报告告（5）接（44）U2 (V)15161718192021Uo (V)35.22935.33135.33435.99236.66536.66836.771SU
12、1.977%1.922%1.833%0.222%1.822%1.899%1.966%表2 电压压调整率率SU实验数数据3.4测测量负载载调整率率SI负载空载载时,输出端端电压为为36VV；负载载电流为为 2AA时,输出端端电压为为34.7V。可可计算出出电压调调节率 3.661%5%3.5测测量输出出噪声纹纹波电压压峰峰值值先用示波波器将整整个波形形捕获，然然后将关关心的纹纹波部分分放大观观察和测测量（自自动测量量或光标标测量均均可），同同时还要要利用示示波器的的FFTT功能从从频域进进行分析析最大纹纹波电压压（用纹纹波电压压峰峰值值表示）。当当输出电电压为336V时时，不同同时段经经多次测测量纹波波峰峰值值Uoppp1V。