1、开关电源设计与总结报告摘 要.基于电路设计的要求,开关稳压电源电路主要由隔离变压、整流滤波、DC-DC 变换器、控制系统、显示等电路模块组成。本设计采用 AVR 单片机产生 PWM 波控制作为 DC-DC 变换器的核心,实现了 DC-DC升压转换,电路结构简单,输出电压稳定、可调,转换效率高;选用小导通电阻、高开关速度的 IRF540 管为开关管,选用快速恢复二极管 IN5822 整流,减少反向导通时间,降低损耗,选用 IR2110 039P 作为整流驱动电路,系统选用 AVR 单片机产生脉宽波通过实验验证电路实现了设计要求的全部基本指标,并且 DC-DC 变换效率达到85%。电路设计还有很多
2、不足,各项设计指标还有待进一步提高。.一:方案设计与论证设计思路:基于题目要求,我们采用了如图 1 所示的设计方案,系统主要由自耦变压器,隔离变压器,整流滤波电路,DC-DC 控制电路,负载组成。图 1自耦变压器的选择:依题意要求,有 220VAC 变换为 1520V 可调,而自耦变压器正好可以实现 18V 左右的自动变压可调。整流滤波电路的选择:1.整流电路选用高效的桥式整流电路 2.一般的整流滤波电路有,电容滤波电路 电感滤波电路RC- 型滤波电路,LC 型滤波电路,LC 滤波电路。最后,结合题目要求,考虑效率以及成本问题,我们采用如图 2 所示的较为稳定的 RC 型滤波电路模块 1开关场
3、效应管的选择:选择导通电阻小的 IRF540N 作为开关管,其导通电阻最大值仅为77m(V GS=10V, ID=17A, Tj=175C)。IRF540N 击穿电压 VDSS为 100V ,漏极电流最大值为 28A(V GS =10 V, 25C),允许最大管耗 PCM可达 50W,完全满足电路要求。由于负载端电流要求为 2A,故配备器件时,多备了 4 个,防止器件因电流过大而烧坏时束手无策。DC-DC 变换电路:模块 2控制电路:我们选用 AVR 单片机产生 PWM 波控制电路输出滤波:图 4保护电路:如图 3 当电路稳定输出 36 伏,若流经负载的电流为 2.5 安,R7(阻值 0.3
4、欧,康铜丝扰制)的压降为 0.75V,即第 10 引脚电压为 0.75 伏,触发 PWM 输出关闭,实现了电路过流保护功能,动作电流为 Io(th)=2.5+-0.2A。电路的整体框架:二:电路设计过程1、 本设计选用 AVR 单片机产生 PWM 波控制作为 Boost DC-DC 变换器的核心,以实现 DC-DC 升压转换。2、效率分析由于电路中的各种器件在一定的工作电压下都有压降,产生一定的损耗,所以输入功率不等于输出功率,输出功率与输入功率的比值是 DC-DC 变换器效率 。效率越高说明此开关电源的性能越好。=PO/ PIN,其中 PO UOIO, PIN UINIIn3、 整体电路以及
5、软件设计的流程图 开 始预 制 开 机 电 压 30V打开通 过 键 盘 得 到 要 输 出电 压 值 ,然 后 控 制 PWM输 出 一 个 稳 定 电 压 PWM上 升 沿 触 发 中断 ,在 中 断 里 打 开 AD转 换 并 使 能 中 断中 断 里 读 取 AD采 样值 ,并 判 断 是 否 要 屏蔽 中 断 去 处 理 数 据采 样 ,等 待 中 断是控制读 取 AD采 样 值 ,构 成 反馈 ,控 制 输 出 量 稳 定 是否三:元器件清单AVR 单片机,LM393P,LM358P,IR2110,IRF530,IN540N,IN5822四:仿真电路测试: 五:测试方法与测试结果1、测试仪器:数字万用表,双踪示波器。2、测试方法:3、测试结果:六:讨论