使用EWB设计的12V DC-DC升压开关电源详解
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更新于2024-08-02
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本篇文档介绍了如何使用EWB仿真软件设计一个DC-DC升压开关电源,该电源的目标是从5V直流输入转化为12V、100mA的高压直流输出,同时满足特定的性能指标,如输出纹波、尖峰电压和电压下降限制。
1. 设计要求:
- 输入5V DC,输出12V DC,电流为100mA。
- 在额定负载下,输出纹波峰-峰值不超过30mV,确保电压稳定性。
- 输出尖峰电压峰-峰值不超过200mV,限制瞬态响应。
- 当负载电流降低到100mA时,电压下降不应超过30mV,保持良好的负载调节能力。
2. 设计理念与原理:
- 使用Boost转换器,这是一种开关直流升压电路,通过开关器件(如三极管)的开闭周期性地将电感储存的能量转化为输出电压,实现电压提升。在充电阶段,电感储存能量;而在放电阶段,电感释放能量,电容电压上升,最终超过输入电压。
3. 实际方案:
- 采用驱动式开关升压技术,利用电容和电感的储能特性。核心部分包括振荡电路产生高频方波信号控制开关,主放大电路通过电感进行储能并输出直流。为了平滑输出,需要滤波电路去除交流成分,以及负反馈电路稳定输出电压。
4. 方框图:
- 电路结构包含振荡器(555定时器构成的多谐振荡器),它通过电容电压控制开关的开启和关闭。此外,还有主放大电路、滤波电路和负反馈电路,它们共同作用以实现稳定且高效的电压转换。
5. 内部电路设计:
- 振荡电路部分使用555定时器作为多谐振荡器,其工作原理依赖于电容电压变化触发开关动作。
- 主放大电路中,三极管和电感配合工作,利用电感的充电和放电特性产生升压效果。
- 滤波电路用于消除输出中的交流分量,保证输出电压的纯净度。
- 负反馈电路通过调整主放大电路的开关控制,确保输出电压的稳定性。
设计DC-DC升压开关电源时,需要综合考虑电路原理、组件选择、控制策略以及性能指标的优化,以实现高效、稳定和可靠的电源转换。通过EWB软件进行仿真,可以帮助验证设计的有效性和性能,确保实际应用中的可靠性。
2021-01-31 上传
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