直流稳压电源设计报告摘要
本作品采用了boost拓扑,利用电感、场效应管和二极管完成了升压的功能,利用Tl494和IR2110进行反馈控制。并加上前期的整流滤波电路,实现可以用从市电开始转换。本作品基本实现了题目的功能,实现了30V到36V,2A的输出。
一、方案比较论证
1主拓扑方案的论证
方案一:采用反激式变换器。反激式变换器适合小功率的输出,输入电压大范围波动时,仍可以有较稳定的输出,并且可以实现带隔离的DCDC变换,但其中的反激式变压器设计比较复杂,且整体效率较低。方案二:采用boost变换器,boost是一种斩波升压变换器,该拓扑效率高,电路结构简单,参数设计也比较容易。方案三:采用SPICE变换器,开关环路的对称性使其可以达到较高效率,电感的适当耦合也可以尽量减小纹波。但该方案成本较高,对电容电感值要求较高,检测和控制电路较为复杂。为节约成本,并从简单考虑,本作品选用方案二。
2控制反馈方案的选择
方案一:系统由Boost模块实现升压任务,各模块所需PWM信号的由单片机提供,单片机AD采集实时输出量,经运算
f后通过改变占空比调整模块工作状态。该方案电路最简单,各种控制灵活,缺点有单片机运算量过大,开关信号占空比受单片机限制,浮点运算的时延影响电路跟随,另外单片机容易受到功率管开关干扰而失灵。方案二:使用振荡器、比较器产生PWM波,由负反馈电路实现输出控制,单片机负责状态切换和测量显示,该方案原理易于理解,但自己装调的PWM电路在开关时容易出现振铃毛刺,直接影响了系统效率,并且要完善反馈控制对回馈信号要求较高。
方案三:借用现有成熟PWM控制器,该类集成电路输出波形好,工作稳定,都具备至少一个反馈控制引脚,按照厂商提供的典型电路就可装调出应用电路。但这类电路一般针对专用场合设计,借用时需要较多设计计算,特别是该类芯片的反馈有极高的控制灵敏度,在单片机参与时需要较多改动。本作品采用方案三。
二、理论分析和计算
1.电路设计与分析
(1)提高效率的方法
f在电路的设计过程中,找到了影响系统效率的主要因素有三点:功率变换器开关器件的开关损耗;感性元件的铁损和铜损;控制电路的损耗。所以提高系统效率,我们可以从这三方面出发。1.开关器件的损耗不可避免,但是可以采用低功耗的开关管和二极管。采用MOS管做为开关管,IRF540型MOS管开关损耗小,其只在导通期间由开关损耗,适合频率比较高的工作场合。采用肖特基二极管SR560做为续流r