"开关电源制作与设计报告:MC34063芯片的应用实例"

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开关电源是一种将电能转换为稳定直流电能的电子器件。本文将详细介绍开关电源的制作过程和相关资料。 首先,我们介绍开关电源的制作过程。本开关电源的设计使用了电流控制脉宽调制芯片MC34063作为核心,并采用升压式拓扑结构的DC/DC变换器作为主回路。在PWM控制方式上使用了峰值电流型控制模式,以实现电路的稳定性。此外,为了保护电路的安全,我们采用了具有自动恢复功能的保护电路。为了方便使用者,我们还将电压表和电流表与数码管简单连接,构成了一个简单直观的显示电路。 接下来,我们提供了一些开关电源的资料和制作说明。首先,我们介绍了MC34063芯片,它是一种常用的电流控制脉宽调制芯片,广泛应用于开关电源的设计中。其次,我们详细介绍了DC/DC变换器,它采用升压式拓扑结构,能够将输入电压升高到所需的输出电压。然后,我们介绍了简单稳定一的设计方案,使用了桥式整流电路、电容滤波电路和三端可调集成稳压器LM317构成的稳压电源电路。此外,我们还提供了具体的电路图和计算表,以帮助读者更好地理解和操作。 在论证方案与比较部分,我们对电源电路的设计进行了详细的论证和比较。首先,我们指出输出15V的变压器的电压含有大量的交流成分,为了得到稳定可靠的电压,我们采用了桥式整流电路、电容滤波电路和三端可调集成稳压器LM317构成的稳压电源电路。然后,我们介绍了方案一,即使用半波整流、电感滤波和CW7800系列产品构成的稳压电源电路。我们还提供了相应的电路图和计算表,以帮助读者更好地理解和选择适合自己需求的方案。 总之,本文详细介绍了开关电源的制作过程和相关资料。通过使用电流控制脉宽调制芯片MC34063和升压式拓扑结构的DC/DC变换器,我们可以制作出稳定可靠的开关电源。此外,我们还提供了其他方案和比较,以供读者选择和参考。希望本文能够帮助到对开关电源感兴趣的读者,并为他们的制作过程提供一定的指导和帮助。

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2011年全国大学生电子设计竞赛 开关电源并联供电系题统(A题) 2011年9月3日 目录 目录 1 摘要 2 1.系统方案论证与比较 2 1.1 DC/DC降压模块 2 1.2 电压并联供电均流模块 3 1.3 单片机主控的A/D和D/A控制模块 5 1.4 系统电路工作电源解决方案 5 2.详细软硬件分析 6 2.1 整体框图 6 2.3 核心电路原理图 7 2.4 软件设计 7 3.系统调试 8 3.1 硬件调试 8 3.2 软件调试 8 3.3 软硬联调 9 4.指标测试 9 4.1测试仪器 9 4.2测试结果 9 4.3 系统对题目完成情况 9 4.4 测试结果分析 9 4.5 作品使用方法 9 5.结论 9 参考文献 10 附录一:完整电路原理图 11 附录二:源程序 12 开关电源并联供电系统(A题) 摘要:本系统以宏晶STC12C5A60S2 单片机为控制核心,采用LM2596实现电源模块DC/DC的转换,采用16位高精度DA芯片AD6 69实现电流分配的控制,利用下垂法实现电流的分配,制成了开关电源并联供电系统, 满足题目设计要求,并可通过LCD显示采样所得的输入电压Ui、输入电流Ii、负载电压U o、负载电流Io、I1、I2、额定效率、及电流比值。 关键词:开关电源;并联供电;STC12C5A60S2;LM2596;AD669 1.系统方案论证与比较 本系统主要由LM2596组成的DC/DC降压模块、电源并联供电均流模块、DA控制模块、 以STC12C5A60S2单片机为控制核心的控制模块组成,下面分别论述这几个模块的选择。 1.1 DC/DC降压模块 方案一:采用MC34063A MC34063A芯片优点使用简单,价格比较便宜;缺点是最大可输出电流为1.5A,题目发 挥部分要求负载电流可达2A,所以需在输出端扩流,即在2端口接三极管,经测试发现扩 流后电路输出效率低,电压不稳定且MC34063A内置比较器开换工作,占空比不稳定,容 易出现单脉冲反复震荡的情况。 图1 MC34063A DC/DC降压电路 方案二:采用LTC3855 LTC3855是Linear Technology Corporation推出的双输出高效率(高达95%)同步降压型DC/DC控制器,该器件具有多相 工作模式、差分输出电压采样和集成的锁相环同步。LTC3855全部采用N沟道MOSFET,在 4.5V~38V的输入电压范围内工作,可产生±0.75%准确度和0.6V~12.5V的输出电压。通过 监控输出电感器(DCR)两端的压降或使用一个采样电阻,可以对输出电流采样。可编程 设定的DCR温度补偿在一个宽温度范围内保持准确恒定的电流性质,可提供精确的电流分 配。但此芯片性价比较低,手中样片较少且采购不易,可续性差,且集成度较高与此电 子设计的宗旨不符。 图2 LTC3855 DC/DC降压电路 方案三:采用用LM2596 LM2596输出电压1.2V~37V可调,输出最高电流可达3A,输出线性好负载可调,系统效 率高,可以用仅80μA的待机电流,实现外部断电,具有自我保护电路,经调节后完全可 实现题目的要求。 图3 LM2596 DC/DC降压电路 基于实际测试,经过综合考虑,最终决定采用方案三。 1.2 电压并联供电均流模块 方案一:自动均流法 动均流法也叫单线法,其工作原理是,将各电源模块都通过一个电流传感器及一个采 样电阻接到一条均流母线上。如图4所示,当输出达到均流时,输出电流I1为零。反之, 则电阻R上由于有电流I1流过,在其两端产生一个电压Uab,这个电压经过放大器A输出电 压Uc,它与基准电压Ur比较后的ΔU,反馈回电源模块的控制部分,从而调节输输出电流 。 图5 单线法工作原理图 自动均流法的优点是,电路简单,容易实现。缺点是,如果有一个模块与均流总线短 路,则系统就无法均流,而且单个模块限流也可能引起系统不稳定。 方案二:主从电源法 主从电源法是将并联的多个电源模块中的一个作为主模块,其他模块跟随主模块工作 。具体工作过程是:主模块的工作电流与输出反馈信号进行比较,将差值信号反馈回各 电源模块(包括主模块和从模块)的控制电路,从而调节各模块的输出电流大小。其基 本工作原理电路如图6所示,设模块1为主模块,其输出电流的采样电压为V1,其他模块 输出电流的采样电压为Vn。当某一模块输出电流偏大时,相应的Vn增大,与V1比较,得 到的Ven减小,反馈给该模块的控制电路中,减小其输出电流,从而实现均流。 图5 主从电源法工作原理图 主从电源法的优点是不须外加专门的控制电路。其缺点是,各个模块间需要有通信联 系,连线比较复杂;其最大缺点是,一旦主模块出现故障,则整个电源系统将崩溃。 方案三:下垂法 下垂法全称外特性下垂法,也
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