第2讲智能车电源设计.ppt

第二讲,智能车电源设计,智能车电源：7.2V、2A/h的可充电鎳镉蓄电池。,全部硬件电路需要的电源：7.2V电源后轮电机驱动模块电源5V电源单片机、信号调理电路，部分接口电路，要求电压稳定，电流大于500mA6V电源舵机电源，工作电流几十毫安，对电压无需十分稳定912V电源CCD/CMOS图像传感器（道路检测）2V电源LED红外发光管（道路检测）3.3V电源飞思卡尔公司的MC7230加速度传感器电源（进行后轮打滑检测）可靠电源是车模各部分硬件稳定工作的基础,智能车电源,鎳镉可充电电池的使用注意事项,鎳镉可充电电池特点：价格便宜，技术成熟，瞬间大电流供电能力强。单个鎳镉可充电电池只有1.2V，7.2V由6个鎳镉电池串联组成，其标称容量为2000mAh,即可以2A电流供电1小时。,电池充电：,1.5A恒流充电需要1小时30分钟左右，充满电时电压约910V，过充并没有出现下降沿，因此不能使用V作为充满电的指示。当电池电压低于6V需停止使用，切断电路，以保护鎳镉可充电电池。如果因短路或过度放电使电池电压远低于6V，说明电池已经损坏，不要再使用或充电。,直流电变压方法,蓄电池直流电动机直流发电机电子稳压器，斩波器（开关电源）,稳压电路设计,电路方案串联稳压电路：耗能大开关稳压电路：损耗小,一串联稳压电路,电气原理图,稳压二极管组成基准电压源值，调节运放放大倍数可以改变输出电压。不足之处：耗电较大。,由W7800系列组成的稳压电路,电压可调电路,二开关稳压电路,开关稳压原理,如果在一个周期T中,改变开关的通断时间比，脉冲的宽度就改变，在负载上的电压和电流平均值就可以调节，实现直流电的调控。这种以通断方式调节直流电能的过程称之谓直流斩波或直流脉宽调制PWM。,直流降压斩波电路（BuckChopping）,式中：T为开关周期；占空比，或称导通比。改变占空比，可以调节直流输出平均电压的大小。因为1，UdE，故该电路是降压斩波。,直流升压斩波电路(BoostChopping),直流升压斩波电路(BoostChopping),电路两种工作状态。状态一在开关管T导通时，电流经电感L、T流通，iL上升,电感储能。,负载R由电容C提供电流，二极管的作用是阻断电容经开关管T放电的回路。,状态二在T关断时，二极管D导通，电容C在电源E和电感反电动势的共同作用下充电，电感释放储能，电流iL从I02下降，iL同时提供电容的充电电流和负载电流iR。如果电容足够大，电容两端电压ud波动不大,负载R的电流是连续的。,)，负载R的电流iR是连续的。,直流升降压斩波电路,直流升降压斩波电路,当00.5时，UdE,因此调节占空比，电路既可以降压也可以升压。,TPS73XX系列开关稳压芯片的电源设计,美国TI公司微功耗、低压差电源管理芯片，有2.5、3、3.3、4.85、5V几种固定电压输出和一种可调电压输出，输出电流限制在1A左右，TPS7350在100mA时只有35mV压差。,芯片规格,TPS7325输出电压2.5VTPS7303输出电压3.0VTPS7333输出电压3.3VTPS7348输出电压4.85VTPS7350输出电压5VTPS7301输出电压1.29.75V,使用注意事项：,由于热损失小，基本上可以不考虑散热器。芯片SENSE端直接连接输出端Vo，并且接线尽可能短，以减小噪声，不推荐在SENSE端和输出端Vo之间接RC滤波器。TPS7350通常不需要输入滤波电容，如果电源离TPS7350有几英寸，使用陶瓷旁路电容可以改善动态响应和有利降低噪声。为了保持输出电压稳定性，一般在输出端接10F旦电容即可。TPS7350集成了电源复位电路，将RESET引脚接至HCS12DG128B的复位引脚，可以代替通常使用的MC34064复位芯片。,舵机电源,舵机需要6V电源，使用TPS7350，只要增加二个二极管，提供对地电位，即可以得到6V输出。,保证TPS3750输出5V，电源至少需要6.7V以上，在大电流时由于TPS3750最大输出电流500mA,可以用多片并联，输入，输出分别连接起来。,大电流电源芯片并联,LM2940低压差正电压稳压器,LM2940T5.0输入6.25VIN26V输出5V1ALM2940T12输入13.66.5V,输出12V,原理图,外形,LM1085,开关电源LM2575,1、有3.3、5、12、15伏，及可以调整输出电压的版本可供选择。比如本文介绍的LM2575T-5.0P+,就是固定输出5V电压。2、可调整输出的电压版本输出电压是1.37到37伏(HV版本可达57V)3、最大输出电流1A4、输入电压最高40V(HV版本最高60V)5、只需要4只外围元件,6.内部振荡频率为52K7.TTL关闭功能，待机状态极低功耗。8.使用高可靠的标准电感(330uH)9、温度及电流限制保护10、+版本提供增加的测试功能。,（1N5819是最高耐压40V的肖特基二极管）,内部结构图：,主要电源稳压芯片1,序号芯片型号输出电压特点1LM78055串联稳压，输入电压需大于7V2LM2575,LM25765开关稳压，输入大于可低至6.5V3LM2940-55串联稳压，工作要差可小于0.5V4LM1117-ADJ2.855可调整输出800mA电流压差可小于1.2V5LM78066串联稳压6LM1085,LM10845串联稳压，3A,1.5V压差,主要电源稳压芯片2,7TPS73502.55低压差稳压芯片，35mV/100mA8MC34063API340V开关稳压，可构成升压、降压斩波电路9MAX6385开关稳压，压差可以低至1V10MAX758A5开关稳压，输入电压宽：416V11MAX734,MAX63212开关稳压，输入电压4.7512V12pc24A055输出2A时，压差小于1V13MC339895V可调整串联稳压，低压差，可以提供两路稳压电源,实验稳压电路,7.2V/5V单片机电源,LM7940T5,芯片结构,12V电源,MC3463，LM2940,MC34063,单片双极型线性集成电路，专用于直流-直流变换器控制部分。片内包含有温度补偿带隙基准源、一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关，能输出1.5A的开关电流。它能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器、降压式变换器和电源反向器。,特点：,*能在3.0-40V的输入电压下工作*短路电流限制*低静态电流*输出开关电流可达1.5A（无外接三极管）*输出电压可调*工作振荡频率从100HZ到100KHZ,MC34063引脚图及原理框图,MC34063升