使用EWB设计的12V DC-DC升压开关电源详解

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。