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1、第十届 TI 杯电子设计竞赛培训 实 习报 告 日8月7年2012 1 开关稳压电源 1.11频变压器 工频变压器作为本电源降低电压的核心。它把有效值为 220V 的交流市电降 低为 20V 的交流电压。为后级稳压环节输入一个低的直流电压做了准备。1 2整流滤波 本电源整流采用 4安的集成整流桥堆。前级滤波采用三个电容进行。如图 1 示，分别为C12,C14,C15o C14 是一个 1000uF的铝电解电容，它可以很好地滤 除低频脉动成分，使整流输出波形变得很平滑。电容的高频小信号模型为电感、电容、电阻的串联。铝电解电容，山于其内部结构决定了它的高频等效电感比较 大。再加之铝电解电容的容值比
2、较大，这就导致它的自身谐振频率比较低。这样 它可以很好地滤除低频杂波成分，但是对于高频杂波成分，它的滤除效果不是很 好。这就需要给他并联一个 0.luF的瓷片电容 C15,这样滤波器的带宽就会大大 提高，可以滤除掉更多的杂波成分。C12是作为 LM2576的输入滤波的，以保证 输入LM2576 的交流杂波成分更小。1 3稳压 本电源稳压环节采用 LM2576 开关降压(Buck)型集成稳压芯片。其内部集 成了 52KHz的振荡器，功率管，PWM 调制器和反馈环路。LM2576 输岀最大电流可 以保证 3A,输入最大电压 40V。D4是一个肖特基二极管，型号为 MBR20200。它 是作为 Bu
3、ck 电路的续流二极管使用的。电感 L2是一个用铁粉磁环绕制的 100uH 的大功率电感，它是 Buck电路的储能电感。L2和 C13共同组成了一个 LC滤波 器。R12,R10是一个电阻串联分压网络。LM2576的 4脚在分压网络分压点采集 电圧反馈给其内部误差放大器，控制 PWM 调制器改变 PWM波的脉宽，从而控制功 率管使输出电压稳定。调节 R12的阻值可以实现电压从 1.5V-21V 线性可调。图 1.开关型稳压电源原理图 1.4电源测试指标 1.4.1测试工具和仪器 1 40MHz带宽示波器一台 9 3位半数字万用衣 3块 3 200Q,100W 负载 1 个 1.4.2各部分电压
4、测试 序号 位罟 电压/V 1 变压器输入交流电压 223 2 变压器输出交流电压 19.6 3 滤波器输出直流电压 25.3 4 稳压器输出直流电压 1.5-2 IV 1.4.3负载调整率 负载调整率指的是输岀电流在额定范圉变化时输岀电压的变化率。（单位/V）序号 轻载输出电压 VI（200Q）半戦输出电压）1.5AV2（电沂 1 满载输出电压 V3（电流 3A）负载调整率/%内阻/Q 1 5.0 4.5 4.1 20%0.267 9 10.0 9.6 9.3 7.3%0.2 3 15.0 14.4 12.4 18%1.333 4 20.0 16.5 9.9 61.2%4.4 平均负载调整率
5、：26.7%平均内阻：1.55Q 1.4.4纹波电压测试 测试条件：电源满载，即输出电流 3A。序号 输出直流电压/V 纹波电压/mV 1 5V 150 2 10Y 170 3 15V 600 4 20V 1250 1.4.5效率测试 本次测试的效率是从变圧器输出到稳压输出的效率。序号 输入电压/V 输入电流/A 输出电压/V 输出电流/V 效率 1 19.2 0.37 4.7 1.04 68.8%9 18.4 0.6S 9.8 1.03 80.7%3 17.7 1.04 14.7 1.04 78.2%4 17.5 1.21 18.0 0.99 84.2%2.RC文氏电桥振荡电路 R1 R23
6、0k55k4R4V-2V1-C4k30R312V124LM3OUTuF101 k3+80v+AU2V2R5C112V1 kk10R6R 82uF0.02680R7680C20.022uF00.文氏电桥振荡电路原理图 2.RC图 图 3.RC文氏电桥振荡 Pspice仿真输出波形 2.1测试指标）1）振荡频率（f0=10.64kHz（序号 频率/kHz 频偏/kHz）输出电压/V（有效 值 反馈系数 Fv 1 9.615 0.385 0.77 0.337 2 9.724 0.276 2.0V 0.337 3 9.673 0.327 4.0V 0.337 4 9.553 0.447 6.6V 0.
7、337 3.97V 9.75ms 9.80ms 9.85ms 9.90ms 9.95nu 9.65ms 9.70ms V(N02753)失真较小。2()波形失真:3.实验总、纟吉 通过本次实验，我们对开关稳压电源和文氏电桥有了更深入的认识。本次电 源是用开关型集成稳压芯片做的。开关电源高效，功率密度大等诸多优点使它成 为电源发展的必然趋势。通过制作这个开关电源让我们也更好地理解了开关电源 的工作原理，也认识到开关电源噪声大的缺点。RC文氏电桥电路，我们是用 Pspice做了严格仿真的，仿真波形完美无缺。但是实际输出波形还是有频偏，并且失真较严重。这也让我们认识到仿真软件的理想和制作的现实是有很
8、大差距 的。本次制作活动很好地锻炼了我们的动手实践能力和常规仪器使用能力。遇到 问题时，查找资料，分析问题，解决问题的能力。对于刚学完模拟电子技术 的我们来说，这次实验对我们有很重大的意义。让我们对模拟电子技术有了 更深入的理解，光有理论是不够的，我们更需要实践来验证理论，从而更好的掌 握理论。同时我认为我们的制作是一个团队的协作，团队需要个人，个人也离不 开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失 败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个 人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重 要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。