【導(dǎo)讀】本文主要通過幾個部分來解析穩(wěn)壓電源的設(shè)計，分別是整流濾波電路、AC-DC變換電路、DC-DC穩(wěn)壓變換電路。本次設(shè)計通過調(diào)節(jié)取樣電阻形成閉環(huán)反饋回路。設(shè)計的系統(tǒng)具有高效率、高精度、電壓調(diào)整率低、調(diào)整速度快、輸出波紋小的特性。
1 穩(wěn)壓電源的設(shè)計方案
可知DC-DC變換的種類分為：隔離和非隔離。輸入輸出隔離雖然安全系數(shù)比較高，可是隔離變壓器會有漏磁和損耗等不利的缺點，從而會造成效率降低，根據(jù)本研究的要求，并沒有要求輸入輸出隔離，所以最終決定選擇的是非隔離方式，幾種方案如下：
1.1 串聯(lián)開關(guān)電路
占空比為D的PWM波控制開關(guān)管Q1，從而達(dá)到這樣的一個效果，交替導(dǎo)通或截止，再經(jīng)L和C濾波器在負(fù)載R上得到穩(wěn)定直流輸出電壓Uo。本電路屬于降壓型電路，題目要求的30--36V 的輸出電壓是實現(xiàn)不了的。
1.2 并聯(lián)開關(guān)電路
串聯(lián)開關(guān)電路與并聯(lián)開關(guān)電路原理很相似，但是此電路為升壓型電路，在開關(guān)導(dǎo)通的時候，電感開始儲能，在截止的時候，電感能量開始輸出。所以電感繞制只要是合理，就能達(dá)到題目要求的30-36V，并且輸出電壓Uo呈現(xiàn)連續(xù)平滑的特性。（圖1）
圖1
下面是串并聯(lián)開關(guān)電路形式，也稱為升降壓式開關(guān)電路，反轉(zhuǎn)式開關(guān)電路。無論在開關(guān)管VT1之前的脈動直流電壓，高于或低于輸出端的穩(wěn)定電壓，此電路均能實現(xiàn)功能。實際上，本電路是在串聯(lián)開關(guān)電路是通過在后加入一個并聯(lián)開關(guān)電路。用電感的儲能特性來實現(xiàn)升降壓，電路控制式比較復(fù)雜的。
考慮到本設(shè)計是只需要升壓的，所以選擇方案二。（圖2）
圖2
2 單元電路設(shè)計與分析
2.1 AC-DC 變換電路（圖3）
圖3
3.1 總原理圖（如圖5）
圖5
本設(shè)計是將220V市電經(jīng)過降壓整流濾波，從而得到比較穩(wěn)定的直流電壓，改直流電壓經(jīng)Boost升壓斬波電路升壓后在濾波得到平滑的直流輸出，同時，UC3843輸出PWM信號驅(qū)動開關(guān)管從而控制閉環(huán)反饋。研究中，調(diào)整分壓電路，使輸出電壓穩(wěn)定在30~36V之間，在輸出電壓增高時，反饋信號和參考電壓比較后，誤差放大器輸出增加，從而使輸出脈沖寬度變窄，變短了開關(guān)管導(dǎo)通時間，從而降低輸出電壓。按照同樣的道理，當(dāng)輸出電壓降低時，參考電壓和反饋信號比較后，誤差放大器輸出減小，從而使輸出脈沖寬度變寬，開關(guān)管導(dǎo)通時間變長，輸出電壓會升高。因此閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)的最終結(jié)果是使輸出電壓穩(wěn)定在30~36V之間。并且本，電路是具有過流保護(hù)功能，當(dāng)輸出電流大于2A 時，誤差放大器輸出也會增加，輸出電壓減小，會起到限流作用，從而保護(hù)場效應(yīng)管。
3.3 元器件的清單（圖6）
圖6
本次系統(tǒng)設(shè)計通過UC3843脈寬控制器，實現(xiàn)對BOOST升壓斬波電路穩(wěn)壓輸出，通過整流濾波電路，過流保護(hù)電路，DC-DC變換電路穩(wěn)壓反饋電路部分的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對Boost升壓斬波電路平滑調(diào)壓輸入220V市電輸出在30~36V之間可調(diào)。本文是菜鳥升級的首選，希望讀者閱讀此文后，能夠充分掌握穩(wěn)壓電路的相關(guān)知識。
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