开关稳压电源设计报告一.doc

PAGE PAGE ３ 开关稳压电源 摘要 本作品是一个实现交流—直流—直流转换开关电源，该系统采用了低功耗的TI MSP430单片机最小系统板，在该板上实现了下列控制及测量功能，包括 PWM控制技术，闭环PI调节，高精度的12位A/D转换，可完成比较准确的电压电流测量，及基准电压值的设定。经过测试，输出电流范围是0~2A；实现了宽范围的24~38V电压调节，电压调整率达到了0.28%；负载调整率达到了0.27%；纹波电压低于0.55V；效率达到了83% 。该作品还具有数字设定及显示功能。其制作工艺良好，装置具有整体框架，抗震动性能好。在主电路中，DC/DC变换器采用Boost升压电路，MOSFET开关器件、低损耗的空心电抗器及高耐压的支撑电解电容，具有工作可靠，低损耗的突出优点。 关键词：开关电源，Boost电路，PWM ， 低功耗， 高精度A/D Abstract The device is a switch power source which can realize AC/DC/DC conversion device，the system adopt Micro Computer Unit (MCU) TI MSP430 minimum system board of lower power dissipation，using it can realize control and measurement function，including PWM control technology, closed loop PI regulate，high-accuracy A/D conversion of 12 Median ，and completing more high precise voltage current measure，setting up the reference voltage value。Through the measurement，output current range of 0~2A；realizing wide voltage regulate range of 24~38V;voltage adjust rate reaches 0.28%；load regulate rate also can reach 0.279%; ripples wave voltage is below 0.55V; Power efficiency is achieved in 83% . The device have setting about digital and display function. In other aspects, its fabrication technological is fine，device have integral frame, and its resist vibrates performance is good. In main circuit, DC/DC convector using Boost circuit，MOSFET switch device ,low loss hollow reactor , support electrolysis capacity of high endure voltage, outstanding advantage in working reliably and low loss. Key words：Switch power source; Boost voltage circuit; PWM; low power loss; high-accuracy A/D conversion 前言 开关稳压电源利用开关器件控制作用、无源磁性元件及电容元件的能量存储特性，从输入电压源获取分离的能量，暂时把能量以磁场的形式存储在电感器中，或以电场的形式存储在电容器中，然后将能量转换到负载，实现DC/DC变换，本次开关稳压电源的理论根据就在于此，并通过电压反馈进行PI调节。 方案论证与比较 DC—DC主回路拓扑 开关稳压电源拓扑结构可分为两种基本类型，即非隔离型(在工作期间，输入电源和输出负载共用一个电流通路)和隔离型(能量转换是用一个相互藕合的磁性元件——变压器来实现的，而且从电源到负载的耦合是借助于磁通而不是公用的电路)[2]。 方案一：采用Boost电路，为非隔离型，此电路能将一输入电压变换成一较高的稳定输出电压。当电路工作为稳态时，输出电压 U0=TU2/toff。其中T为一个工作周期，toff为一周期内开关关断时间，T/toff1。由此能获得一个高于输入电压的稳定电压而且其动态反应快，转