图2.2.3-3 高频PWM生成电路
本模块为我们这个设计的亮点部分,用于产生高频高精度的PWM信号,以便更好地稳定输出电压,使得电路更加的稳定,性能好。
2.2.4:MOS管驱动电路
本系统的开关管选用MOS管,而控制MOS管的关断与开通需要高电压,故而需用MOS管驱动芯片,供电选用12V。
图2.2.4-1 MOS管驱动电路
2.3:系统核心模块,BUCk降压斩波电路
2.3.2:基于BUCK斩波的DC-DC模块
2.3.1:BUCK电路原理图
图2.3.1-1 BUCK降压斩波电路
图2.2.3-1 完整DC-DC模块
2.3.3:电路器件的选择以及参数的计算
:选用导通电阻小的IRF3205低损耗MOS管作为开关管,肖特基二极管选用最大电流可以通过3A电流,并且恢复时间短的SR360。
:电感参数的计算:
Vo2Lc?(1?D1)2Pofs <1>:电感值的计算:
DfPo功率为16W,其中,1是占空比,开关频率s=40 kHz,输出电压Vo为36V,
求得Lc=10.7uH,取11uH。
<2>:电感线径的计算:最大电流IL为2.5A,电流密度J取4 A/mm2,线径
d2J*?()?IL2为d,则由得d=0.892 mm,工作频率为40kHz,需考虑趋肤效应,制
作中采取多线并绕方式,既不过流使用,又避免了趋肤效应导致漆包线有效面积
的减小。
为了降低纹波,采用LC低通滤波器,取截止频率fL=200 Hz,电容取470
fL?12?LC 可得
L?124?2fLCμF,由 μH。
,代入得L=215.80 μH,取220
三、系统软件设计
开始按键扫描AD采样数显YVout==8?N电流是否到预Y定值N调整PWM直到稳定Y电压是否高于NN调整PWM直到稳定调整PWM直到稳定
四、系统测试及结果分析
1.测试使用的仪器
序 号 1 2 3 表6-1:测试使用的仪器设备 名称、型号、规格 数量 备注 FLUKE 15B 万用表 4 美国福禄克公司 TDGC-2接触调压器(0.5KVA) 1 上海松特电器有限公司 KENWOOD CS-4125 示波器 1 带宽20MHz 2.测试数据
基础部分数据:
表6-2:输出电压及额定功率 输入电源电压/ V 24
输出电压/V 7.99 8.00 表6-3:不同电流比例测试 电流比例电流I1/A 电路I2/A I1/I2 1:1 0.49 0.50 1:2 0.54 1.03 电源电流/A 2.01 输出电压/V 7.83V 输出电流/A 3.94 效率 64% 0
当电流为2A时,输出电压为7.99V
表6-4:2A情况下任意比例数据 电流之比 I1/I2 0.6 0.8 1.2 1.4 电流I1/A 0.72 0.86 1.04 1.14 电路I2/A 1.21 1.08 0.88 0.82
短路保护测试:经测试关闭电流为4.4A,满足指标要求。
3.测试结果分析
系统的性能没有达到理论分析值,这是很正常的现象,由于各个元器件的实际值会随着电路的工作而偏离其典型标示值,因此会导致在进行效率等分析和计算的时候出现误差。为了改善误差,进一步增强系统的性能,可以采用以下方法: 使用性能更好的器件,如换用导通电阻更小的电力MOS管,使用软开关技术,进一步减小电力MOS管的开关损耗。
4.结论
由测试结果可知,各个指标均达到并超过了题目要求,电源效率已经超过要求的效率,使用高频PWM,使得电路性能更加好。
由于队员的素质,已经作品的制作时间有限,系统性能尚有很多不足的地方,这些都是我们奋斗的方向。
2019年整理电子设计大赛a题开关电源模块并联供电系统设计报告资料
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