dc to dc 降壓電源設(shè)計(jì)

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1、DCTODC降壓電源設(shè)計(jì)??隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切,而電子設(shè)備都離不開(kāi)可靠的電源,因此直流開(kāi)關(guān)電源開(kāi)始發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,并相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域,程控交換機(jī)、通訊、電子檢測(cè)設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了直流開(kāi)關(guān)電源.同時(shí)隨著許多高新技術(shù),包括高頻開(kāi)關(guān)技術(shù)、軟開(kāi)關(guān)技術(shù)、功率因數(shù)校正技術(shù)、同步整流技術(shù)、智能化技術(shù)、表面安裝技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展,開(kāi)關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新,這為直流開(kāi)關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間.但是由于開(kāi)關(guān)電源中控制電路比較復(fù)雜,晶體管和集成器

2、件耐受電、熱沖擊的能力較差,在使用過(guò)程中給用戶帶來(lái)很大不便.為了保護(hù)開(kāi)關(guān)電源自身和負(fù)載的安全,根據(jù)了直流開(kāi)關(guān)電源的原理和特點(diǎn),設(shè)計(jì)了過(guò)熱保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)以及軟啟動(dòng)保護(hù)電路.一設(shè)計(jì)指標(biāo)：(1)一路輸入DC24V2A四路輸出DC(1)3.3V1A;DC(2)5.0V1A;DC(3)+15V0.25A;DC(4)-15V0.25A.(2)電源外形要求：長(zhǎng)：150mm;寬：50mm;高：30mm.根據(jù)該要求,電路選用電感不得過(guò)大，高度不得超過(guò)30mm，則選用芯片開(kāi)關(guān)頻率不得小于100KHz(3)電源保護(hù)電路二

3、選用芯片DCTODC芯片：3.3V輸出芯片LM1765-3.3；5.0V輸出芯片LM1765-5；+/-15V雙輸出芯片LM1961.附：LM1765和LM1961開(kāi)關(guān)頻率均為2MHz三設(shè)計(jì)原理圖（1）電源設(shè)計(jì)總框圖（2）3.3V輸出原理圖根據(jù)LM1765芯片的接入規(guī)則，布置外圍元件。上圖中Q6，Q7，R9，R10，R11為限流保護(hù)電路，當(dāng)輸出電流超過(guò)1A時(shí)，電路自動(dòng)斷開(kāi)（3）5.0V輸出原理圖原理同上所述（4）+/-15V輸出原理圖將上一步輸出的5.0V電流接入到LM1961中，在LM1961中利用自激震蕩電路

4、產(chǎn)生交流電，再通過(guò)變壓器輸出兩個(gè)電流，隨后通過(guò)整流得到+/-15V的輸出電流。在LM1961中自帶開(kāi)關(guān)反饋電路，將輸出電流通過(guò)R11接回到芯片TB端口，當(dāng)輸出電流超過(guò)0.25A時(shí)，芯片停止輸出。四開(kāi)關(guān)電源的原理及特點(diǎn)(1)工作原理??直流開(kāi)關(guān)電源由輸入部分、功率轉(zhuǎn)換部分、輸出部分、控制部分組成.功率轉(zhuǎn)換部分是開(kāi)關(guān)電源的核心,它對(duì)非穩(wěn)定直流進(jìn)行高頻斬波并完成輸出所需要的變換功能.它主要由開(kāi)關(guān)三極管和高頻變壓器組成.圖1畫(huà)出了直流開(kāi)關(guān)電源的原理圖及等效原理框圖,它是由全波整流器,開(kāi)關(guān)管V,激勵(lì)信號(hào),續(xù)流二極管Vp,儲(chǔ)

5、能電感和濾波電容C組成.實(shí)際上,直流開(kāi)關(guān)電源的核心部分是一個(gè)直流變壓器.(2)特點(diǎn)??為了適應(yīng)用戶的需求,國(guó)內(nèi)外各大開(kāi)關(guān)電源制造商都致力于同步開(kāi)發(fā)新型高智能化的元器件,特別是通過(guò)改善二次整流器件的損耗,并在功率鐵氧體(Mn-Zn)材料上加大科技創(chuàng)新,以提高在高頻率和較大磁通密度下獲得高的磁性能,同時(shí)SMT技術(shù)的應(yīng)用使得開(kāi)關(guān)電源取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,在電路板兩面布置元器件,以確保開(kāi)關(guān)電源的輕、小、薄.因此直流開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化.??直流開(kāi)關(guān)電源的缺點(diǎn)是存在較為嚴(yán)重的開(kāi)關(guān)干擾,

6、適應(yīng)惡劣環(huán)境和突發(fā)故障的能力較弱.由于國(guó)內(nèi)微電子技術(shù)、阻容器件生產(chǎn)技術(shù)以及磁性材料技術(shù)與一些技術(shù)先進(jìn)國(guó)家還有一定的差距,因此直流開(kāi)關(guān)電源的制作技術(shù)難度大、維修麻煩和造價(jià)成本較高,五電源保護(hù)電路為了保護(hù)開(kāi)關(guān)電源自身和負(fù)載的安全,根據(jù)了直流開(kāi)關(guān)電源的原理和特點(diǎn),設(shè)計(jì)了過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)以及軟啟動(dòng)保護(hù)電路.(1)過(guò)電流保護(hù)電路??在直流開(kāi)關(guān)電源電路中,為了保護(hù)調(diào)整管在電路短路、電流增大時(shí)不被燒毀.其基本方法是,當(dāng)輸出電流超過(guò)某一值時(shí),調(diào)整管處于反向偏置狀態(tài),從而截止,自動(dòng)切斷電路電流.如圖2所示,過(guò)電流保護(hù)電路由三

7、極管BG2和分壓電阻R4、R5組成.電路正常工作時(shí),通過(guò)R4與R5的分壓作用,使得BG2的基極電位比發(fā)射極電位低,發(fā)射結(jié)承受反向電壓.于是BG2處于截止?fàn)顟B(tài)(相當(dāng)于開(kāi)路),對(duì)穩(wěn)壓電路沒(méi)有影響.當(dāng)電路短路時(shí),輸出電壓為零,BG2的發(fā)射極相當(dāng)于接地,則BG2處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)(相當(dāng)于短路),從而使調(diào)整管BG1基極和發(fā)射極近于短路,而處于截止?fàn)顟B(tài),切斷電路電流,從而達(dá)到保護(hù)目的.(2)過(guò)電壓保護(hù)電路??直流開(kāi)關(guān)電源中開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的過(guò)電壓保護(hù)包括輸入過(guò)電壓保護(hù)和輸出過(guò)電壓保護(hù).如果開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器所使用的未穩(wěn)壓直流電源(諸如蓄電池

8、和整流器)的電壓如果過(guò)高,將導(dǎo)致開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器不能正常工作,甚至損壞內(nèi)部器件,因此開(kāi)關(guān)電源中有必要使用輸入過(guò)電壓保護(hù)電路.圖3為用晶體管和繼電器所組成的保護(hù)電路,在該電路中,當(dāng)輸入直流電源的電壓高于穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓值時(shí),穩(wěn)壓管擊穿,有電流流過(guò)電阻R,使晶體管T導(dǎo)通,繼電器動(dòng)作,常閉接點(diǎn)斷開(kāi),切斷輸入.輸入電源的極性保護(hù)電路可以跟輸入過(guò)電壓保護(hù)結(jié)合在一起,構(gòu)成極性保護(hù)鑒別與