开关整流电源.doc

题目：36V/24V整流电源 队员：* 系别：* 目录1、 系统设计.2 1.1设计要求2 1.2设计方案与比较32、 系统组成.3 2.1电路的总体结构.3 2.2各部分电路设计3 2.3整体电路73、设计总结.7 3.1设计中遇到的问题.7 3.2设计体会.7一、系统设计1.1 设计要求1、基本要求用仿真软件对电路进行验证，其满足的要求如下所示：1) 输入36VAC；2) 额定输出电压：Vo=24VDC；3) 额定输出功率100W；4) 输出有过压保护；5) 输入有过压保护和过热保护；2、发挥部分制作一个36V /24V整流电源的实物，使其完成以下功能：1) 输入36VAC（需隔离变压器）；2) 额定输出电压：Vo=24VDC；3) 额定输出功率30W；4) 输入电路功率因数大于98%；5) 有输出有过压保护，输入过压保护和过热保护；1.2 设计方案与比较1.2.1 整流电路的设计方案论证与选择整流电路是将变压器变换后的交流电压转换为单方向的脉动直流电压。在此有两种设计方案：方案一是采用单相半波整流电路，方案二是采用单相桥式整流电路。然而，单相桥式整流电路与单向半波整流电路相比，在相同的变压器副边条件下，对二极管的参数要求是一样的，但还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点。因此，在此采用方案二。1.2.2 滤波电路的设计方案论证与选择滤波电路是对整流后的直流电压进行平滑处理，使之成为一个含波纹成份很少的直流电压。在此有两种法案:方案一是电容滤波，方案二是电感滤波。电容滤波的输出电压平均值高，适用于负载电流较小且变化也较小的场合。而电感滤波适用于大电流负载的场合。因此，在此采用方案一。1.2.3 稳压电路的设计方案论证与选择稳压电路是使滤波后的直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响，从而获得足够高的稳定性。在此有两种方案：方案一是由稳压二极管和限流电阻组成的稳压电路，方案二是由集成稳压器组成的稳压电路。方案一的输出电流小，输出电压不可调。而方案二内部含有过流保护、调整管安全工作区保护、芯片过热保护电路，而且集成稳压器体积小，可靠性高，使用简单安全。因此，在此采用方案二。1.2.4 DC-DC变换器的方案选择与论证方案一：Boost型DC-DC升压器。容易实现，但输出/输入电压比太大，占空比大，输出电压范围小，难以达到较高的指标。方案二：带变压器的开关电源。由于使用高频变压器，可做到输出电压宽，开关管占空比合适。方案一虽然技术成熟，但由于电路结构上的原因，输出电压范围小，难以达到较高的指标。方案二电路虽然复杂，但指标高。因此，在此采用方案二。二、系统组成2.1电路的总体结构整流电路滤波电路稳压电路控制电路过压保护DC变换路输出电压2.2 各部分电路的设计2.2.1 整流滤波电路单相桥式整流电路由四只二极管组成，其构成原则就是保证在变压器副边电压的整个周期内，负载上的电压和电流方向始终不变。电容C4为滤波电容。2.2.2 稳压换挡电路由LM8012构成稳压电路，二极管D5、D6是对三端稳压器起保护作用， C7用于抵消输入线较长时的电感效应，以防止电路产生自激振荡。C8用于消除输出电压中的高频噪声，以便输出较大的脉冲电流。C9是为了减小纹波电压。Q4、Q5、Q6、Q7为PNP型三极管，在这里起开关管的作用，有单片机控制其开断，并将相应的电阻值串入电路，从而改变输出电压值。2.2.3输入过压保护电路 正常状态下，稳压管D4不工作，电源直通，当出现过电压时，稳压管D4导通，出现反向电流，反向电流又将晶闸管Q3触发，晶闸管导通，输出部分被短路，当过电压消失后，稳压管不工作，晶闸管被关断，输入与输出又直通，恢复正常供电。2.2.4单片机工作电源电路单片机电源采用独立供电，输入电源经整流滤波电路后，再经稳压保护电路输出稳定可靠的+5V电源，供单片机使用。C5用于抵消输入线较长时的电感效应，以防止电路产生自激振荡。C6用于消除输出电压中的高频噪声，以便输出较大的脉冲电流。若C6容量较大，一旦输入端断开，C0将从稳压器输出端向稳压器输入端放电，易是稳压器损坏。所以在稳压器两端跨接一个二极管，起保护作用。2.2.5单片机控制显示模块 单片机外围的四个按钮负责换挡，按下相应的按钮，单片机控制不同的电压输出，并用数码管显示出来。2.2.6 、DCDC变换电路使用此电路的目地在于最大限度地降低模块的功耗提高转换效率，同时，为下一级提供一个稳定的直流电压。2.3整体电路 见附图三、设计总结3.1.1设计中遇到的问题设计输出的电压尽管可以满足要求，但效率太低，并且输出功率也达不到要求。解决方案：采用TL494芯片逆变，将电路从DCDC变换，电路的输出效率得到了提高。3.1.2设计体会为期六天的设计颇感力不从心，在这几天的时间里也暴露了我们的不少缺点。审题不深入，方案选取欠科学论证，知识结构单一等等，并且我们以前