DC-DC转换器中的电流检测电路设计方案
- 格式:doc
- 大小:5.82 KB
- 文档页数:2
DC-DC输出可调开关电源摘要本系统为DC-DC升降压变换器,由CPU最小系统模块、供电模块、升压模块、降压模块、液晶显示模块和辅助电路六部分组成。
选用SMT32F103作为主控制器,采用降压芯片LM2596-ADJ作为实现降压,将AD采集的输出电压和电流与预设值比较,然后通过DA调节输出电压电流,对于降压模式的下恒流或恒压工作状态也可通过按键进行切换,同时调节按键可实现输出电压或电流大小的变换;升压模块采用了LM2577-ADJ,手动滑动变阻器的阻值可调节输出电压;加入液晶显示系统工作模式和输出电压、电流;对于升降压的切换也可通过按键切换;供电电源提供了3.3V和12V,分别为CPU、液晶和运放偏置供电;辅助电路方便开发者的调试。
最终系统能够在手动切换工作模式的情况下输出预设的电压和电流,并显示出来。
关键词:DC-DC 升降压可调abstractThe system for the DC-DC buck converter, the minimum system CPU module, power supply module, boost module, step-down module, LCD display module and the auxiliary circuit six parts. SMT32F103 chosen as the main controller, buck chip LM2596-ADJ as enabling buck, the AD acquisition of output voltage and current compared with the preset value, then adjust the output voltage and current through the DA, the constant current mode buck or constant work status can also be switched through the button while adjusting key enables the size of the output voltage or current transformation; step-up module uses the LM2577-ADJ, manual sliding rheostat resistance adjustable output voltage; added liquid crystal display system working mode and the output voltage and current; the buck switch can also be switched by key; providing a 3.3V power supply and 12V, respectively, CPU, LCD bias supply and the op amp; facilitate the development of the secondary circuit debugging. Final system can output a preset voltage and current in the case of manual operating mode switch, and displayed.Key words:DC-DC Boosted、Reduce voltage Adjustable目录第一章绪论 (1)1.1 开关电源概述 (1)1.2 开关电源与线性电源比较 (1)1.3 开关电源发展趋势与应用 (1)第二章系统功能介绍 (2)第三章系统方案选取与框图 (3)3.1 系统整体框图 (3)3.2 系统方案选取 (3)第四章硬件电路设计 (6)4.1 主控制器 (6)4.2 供电模块 (7)4.3 降压模块电路设计 (8)4.4 升压模块电路设计 (10)4.5 液晶显示电路 (13)五硬件开发环境 (14)5.1 Altium Designer 09 (14)5.2 电源设计软件SwitchPro (14)5.3 电路板雕刻机LPKF ProtoMat E33 (15)675.4 电镀机LPKF MiniLPS (17)5.5 SMD精密无铅回焊炉ZB-2518H (17)第六章软件设计框图 (20)第七章系统调试 (21)参考文献 (22)总结致谢 (23)附录 (24)第一章绪论1.1 开关电源概述我们身边使用的任何一款电子设备都离不开它可靠的电源,计算机电源全面实现开关电源化于80年代,并率先完成计算机的电源更新换代,进入90年代,开关电源开始进入各种电子、电气设备领域,程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已大面积使用了开关电源,更加促进了开关电源技术的迅猛发展。
buck型dc-dc变换器中保护电路的设计buck型DC-DC变换器广泛用于电源供电系统、电动汽车和太阳能电池等应用中。
在使用过程中,由于输入电压的变化、电流过载、短路等因素可能导致变换器的故障或损坏。
为了保护变换器及其连接的电路,设计有效的保护电路是至关重要的。
首先要保护的是输入端的电路,常见的保护电路包括过压保护和过流保护。
过压保护主要是通过输入电压检测电路来监测输入电压,一旦输入电压超过设定值,保护电路将切断输入电源,以防止变压器和其他电路被损坏。
过流保护则采用电流检测电路来监测输入电流,一旦输入电流超过设定值,保护电路将切断输入电源,防止变压器和电源电路受到额定电流以外的过大电流的损坏。
在输出端,常见的保护电路包括过压保护、过流保护和短路保护。
过压保护通常使用电压检测电路来监测输出电压,一旦输出电压超过设定值,保护电路将切断输出电源,以防止负载和其他电路被损坏。
过流保护同样采用电流检测电路来监测输出电流,一旦输出电流超过设定值,保护电路将切断输出电源,防止负载和电源电路受到过大的电流的损坏。
短路保护是最常见的保护电路,它主要通过短路检测电路来检测输出端是否出现短路。
一旦短路发生,保护电路将切断输出电源,以防止损坏变压器和其他电路。
此外,为了保护变压器的绝缘性能,在变压器的输入和输出端都需要设计绝缘保护电路,通常是使用绝缘变压器或光耦合器来实现。
为了确保电路的稳定工作和提高变换器的效率,还可以设计过温保护电路。
过温保护电路可以通过温度传感器实时监测变换器内部的温度,一旦温度达到设定值,保护电路将切断输入电源,以防止温度过高引起的故障或损坏。
另外,还可以考虑设计过载保护电路和反馈保护电路。
过载保护电路可以检测输出电流是否过大,一旦超过设定值,保护电路将采取控制措施,减小输出电流以避免过载。
反馈保护电路可以通过比较输出电压与参考电压的差异来检测电路的故障,一旦差异超过设定值,保护电路将切断输入电源。
buck型dc-dc变换器中保护电路的设计Buck型DC-DC变换器是一种常见的降压型电源转换器,广泛应用于各种电子设备中。
在进行Buck型DC-DC变换器的设计过程中,保护电路的设计非常重要,可以保护变换器及其他电路不受损坏,保证电源系统的正常运行。
保护电路主要包括输入端和输出端的保护。
在输入端,保护电路的设计主要是为了防止输入电压过高或过低、瞬时过流和输入短路等情况对变换器产生不利影响。
一般情况下,设计输入端的保护电路主要包括过压保护、欠压保护和输入限流等功能。
首先,过压保护是为了防止输入电压超过变换器的额定输入电压范围,对于Buck 型DC-DC变换器来说,一般输入电压范围是相对稳定的,因此可以通过过压保护电路检测输入电压,并在超过设定阈值时触发保护措施,例如通过断开输入电源或者切断输入端的电流流通路径等方式。
其次,欠压保护是为了防止输入电压过低而影响Buck型DC-DC变换器的正常工作。
一般来说,欠压保护可以通过监测输入电压并在低于设定阈值时触发保护措施,如停止输出电流或关闭整个变换器等方式。
最后,输入限流是为了防止输入电流瞬时过高而损坏Buck型DC-DC变换器。
输入限流电路主要通过设置合适的电流检测电阻和比较器等元件来实现,当输入电流超过预设阈值时,可以通过控制开关管或采取其他措施限制输入电流值。
在输出端,保护电路的设计主要是为了防止输出端负载短路、过载和过压等情况对Buck型DC-DC变换器产生不利影响,同时保护被供电电路不受损坏。
首先,负载短路保护是为了防止输出端负载短路时产生大电流对Buck型DC-DC 变换器和被供电电路造成损坏。
负载短路保护电路主要包括电流检测电阻、比较器和限流电路等元件,当输出电流超过设定阈值时,保护电路会采取相应的控制措施,如限制电流或断开输出电源等。
其次,过载保护是为了防止输出端负载电流过大而超过Buck型DC-DC变换器的额定输出能力,导致器件及电路故障。
ncp1246工作原理NCP1246 的工作原理NCP1246 是一种高效率固定频率电流模式降压型 DC-DC 转换器。
它采用高集成度设计,内部集成了所有必需的组件,包括功率MOSFET、振荡器、错误放大器和电流感测电路。
这种紧凑的设计使其非常适合空间受限的应用。
启动和初始化当为 NCP1246 供电时,它会经历一个启动过程。
在此过程中,它会对内部电路进行初始化并进行软启动,以防止系统中的浪涌电流。
1. 上电复位:当为 IC 供电时,内部上电复位电路会将所有寄存器复位为默认值。
2. 软启动:上电后,NCP1246 会逐渐增加其输出电压,以防止系统中的浪涌电流。
这通过一个内部软启动电容来实现,该电容限制了错误放大器的输出电流。
3. 环路补偿:NCP1246 集成了一个内部环路补偿网络,以确保输出电压稳定。
该网络有助于补偿电源电路的极点和零点,从而改善瞬态响应和稳定性。
电流模式控制NCP1246 使用电流模式控制来调节其输出电压。
这种控制方式基于测量流过电感的电流。
1. 电流感测:NCP1246 通过一个检测电阻感测流过电感的电流。
该电流与输出电压的误差信号一起反馈到错误放大器。
2. 错误放大器:NCP1246 的错误放大器比较内部参考电压和输出电压的误差信号。
该误差由外部电压分压器设置。
3. PWM 比较器:错误放大器的输出与一个锯齿波比较器进行比较,该比较器生成一个脉宽调制 (PWM) 信号。
当错误信号大于锯齿波时,功率 MOSFET 导通;当错误信号小于锯齿波时,功率 MOSFET 关断。
输出电压调节NCP1246 通过调节 PWM 信号的占空比来调节其输出电压。
当输出电压下降时,错误放大器中的误差信号增加,导致 PWM 信号的占空比增加。
这会增加流过电感的电流,从而提高输出电压。
相反,当输出电压升高时,误差信号减小,PWM 信号的占空比减小,从而降低输出电压。
保护功能NCP1246 具有多种保护功能,以确保其安全可靠地运行:1. 过流保护:当流过功率 MOSFET 的电流超过预设阈值时,NCP1246 会进入过流保护模式。
降压式DC-DC转换器中的恒定导通时间谷值电流模式控制newmaker恒频峰值电流控制方案使用两个环路从高输入电压产生低输出电压,分别是电压外环和电流内环。
在控制信号和输出信号之间存在最小相移,由此可以实现简单的补偿。
测量流过NMOS主开关的电感电流的典型方法是,当NMOS主开关导通时检测NMOS主开关上的压降,或者检测输入端和主开关的漏极之间的串联电阻上的压降。
在这两个检测方案中,电感电流检测过程中出现在开关节点上的寄生效应均能引发激振现象,因此在测量电感电流之前必须等待一段时间,即消隐时间。
在低占空比操作过程中,这使得主开关建立并保持导通的时间变少。
图A示出了主开关上的电感电流和电流感测信号,其由消隐时间和导通时间构成图A. 消隐时间指使用固定频率的峰值电流模式控制方案的降压降转换器中的主开关所能实现的最小导通时间在低占空比操作过程中,即在输出电压比输入电压小很多时,主开关的导通总是由内部时钟控制的,而且与反馈回路无关,因此存在最小导通时间,其将电路操作限制在较高的开关频率。
而且,由于建立时间的限制,在脉冲不够宽时不能感测电流。
消隐时间决定了主开关的导通时间,仅有很少的时间可用于电流感测。
在诸如手机和媒体播放器的便携式应用中,DSP内核需要0.9 V的输出电压。
为了减小电感的尺寸以及解决方案的整体尺寸,应使用较高的开关频率。
但是如果使用该控制方案,则在使用较高的开关频率时,很难由较高的输入电压生成低占空比的电压。
后沿调制控制方案的第二个缺点是其较差的瞬态响应。
图B示出了针对负载电流的正向变化和负向变化的瞬态响应的典型波形。
便携式应用中,在降低输出电容器的尺寸和成本的同时必须能够实现很快的瞬态响应。
在输出端出现负载电流的正向阶跃增加时,输出响应可能延迟一个时钟周期。
在负载电流的负向阶跃减小的情况中,转换器强行给出最小宽度高边导通时间,其由电流控制环的速度确定。
因此在负向负载瞬态变化的过程中,不可能实现最小延迟响应,而且还将发生严重的过冲和下冲瞬态现象。
150KHz 40V 3A开关电流降压型DC-DC转换器XL1507特点⏹ 4.5V到40V宽输入电压范围⏹输出版本固定5V和ADJ可调⏹输出电压1.23V到37V可调⏹最大占空比100%⏹最小压差1.5V⏹固定150KHz开关频率⏹最大3A开关电流⏹内置功率三极管⏹高效率⏹出色的线性与负载调整率⏹EN脚TTL关机功能⏹EN脚迟滞功能⏹内置热关断功能⏹内置限流功能⏹内置二次限流功能⏹TO252-5L封装应用⏹LCD电视与显示屏⏹数码相框⏹机顶盒⏹路由器⏹通讯设备供电描述XL1507是一款高效降压型DC-DC转换器,固定150KHz开关频率,可以提供最高3A输出电流能力,具有低纹波,出色的线性调整率与负载调整率特点。
XL1507内置固定频率振荡器与频率补偿电路,简化了电路设计。
PWM控制环路可以调节占空比从0~100%之间线性变化。
内置使能功能、输出过电流保护功能。
当二次限流功能启用时,开关频率从150KHz降至50KHz。
内部补偿模块可以减少外围元器件数量。
图1.XL1507封装150KHz 40V 3A 开关电流降压型DC-DC 转换器 XL1507引脚配置EN GND SW VINFB 12345TO252-5LMetal Tab GND图2. XL1507引脚配置表1.引脚说明引脚号 引脚名称 描述1 VIN 电源输入引脚,支持DC4.5V~40V 宽范围电压操作,需要在VIN 与GND 之间并联电解电容以消除噪声。
2 SW 功率开关输出引脚,SW 是输出功率的开关节点。
3 GND 接地引脚。
4 FB 反馈引脚,通过外部电阻分压网络,检测输出电压进行调整,参考电压为1.23V 。
5 EN使能引脚,低电平工作,高电平关机,悬空时为低电平。
150KHz 40V 3A 开关电流降压型DC-DC 转换器 XL1507方框图EA1.23V ReferenceGNDFB3.3V 1.23VEA COMPOscillator 150KHz3.3V Regulator Start UpLatchCOMP2COMP1DriverThermal ShutdowninENSW220mV 200mV44m ΩCurrent LimitR2R1=2.5K5V R2=7.6KADJ R2=0 R1=OPENSwitch图3. XL1507方框图典型应用XL1507-5.0CIN 470uf 35VC1 105330uf 35VD1 L1 33uh/3A+12VLOAD13524GNDVINFBSWEN ON OFF 5V/3ACOUT 1N5820图4. XL1507系统参数测量电路(12V-5V/3A )150KHz 40V 3A 开关电流降压型DC-DC 转换器 XL1507订购信息产品型号 打印名称封装方式包装类型 XL1507-ADJE1 XL1507-ADJE1 TO252-5L 2500只每卷 XL1507-5.0E1 XL1507-5.0E1TO252-5L2500只每卷XLSEMI 无铅产品,产品型号带有“E1”后缀的符合RoHS 标准。
buck型DC-DC变换器是一种常见的电源转换器,用于将高压直流电源转换为稳定的低压直流电源,广泛应用于电子设备和通信系统中。
在设计buck型DC-DC变换器时,保护电路的设计至关重要,可以有效保护电路和相关元器件,提高整个系统的可靠性和稳定性。
本文将从保护电路的设计入手,对buck型DC-DC变换器进行深入研究和分析。
1. 保护电路的作用保护电路是buck型DC-DC变换器中的重要组成部分,其主要作用是防止过流、过压、过温等异常情况对电路和元器件造成损坏。
通过及时检测异常信号并采取相应的保护措施,可以有效避免电路的故障和损坏,延长系统的使用寿命。
2. 过流保护电路设计过流是buck型DC-DC变换器中常见的故障情况之一,如果电流超过设定的安全范围,将会对电路和元器件造成严重的损害。
在设计过流保护电路时,需要合理选择电流传感器和保护元件,并设置合适的保护触发门槛。
常用的过流保护电路包括电流限制器、熔断器和过流保护芯片等,通过这些器件的合理组合可以实现对电路的有效保护。
3. 过压保护电路设计过压是另一种常见的故障情况,当输入电压超过设定的安全范围时,将对电路和元器件产生严重的影响。
在设计过压保护电路时,需要考虑输入电压的波动范围和保护触发门槛,并选择合适的过压保护器件进行搭配。
常用的过压保护电路包括过压保护芯片、击穿二极管和电容滤波器等,通过这些器件的合理配置可以有效防止过压对电路的损坏。
4. 过温保护电路设计过温是buck型DC-DC变换器中的另一个重要故障情况,当工作温度超过元器件的最大承受温度时,将会导致电路的失效和损坏。
在设计过温保护电路时,需要合理选择温度传感器和保护器件,并设置适当的保护触发温度。
常用的过温保护电路包括温度开关、热敏电阻和温度保护芯片等,通过这些器件的合理配置可以实现对电路的及时保护。
5. 其他保护电路设计除了上述提到的过流、过压和过温保护电路外,buck型DC-DC变换器的保护系统还需要考虑短路保护、输入欠压保护和输出失稳保护等其他故障情况。
3842 反馈接法关于3842反馈接法的内容,我们可以从以下几个方面进行详细的精确创作:1. 3842反馈接法的基本原理:3842反馈接法是一种常用的电路设计方案,主要用于直流至直流(DC-DC)转换器的控制电路中。
它采用了电流模式控制(Current Mode Control)的方法,通过对输出电流进行反馈控制,实现对输出电压的稳定调节。
2. 3842反馈接法的主要元件:3842反馈接法主要包括一个3842电流模式控制芯片、一个电流传感器、一个反馈电阻和一个比较器。
其中,3842电流模式控制芯片负责监测输出电流并进行反馈控制,电流传感器用于检测输出电流的大小,反馈电阻用于将输出电流转换为电压信号,比较器则将反馈电压与参考电压进行比较,从而实现对输出电压的调节。
3. 3842反馈接法的工作原理:当输出电压低于设定值时,3842芯片会通过比较器产生一个错误信号,从而触发控制电路。
控制电路会通过调节开关管的导通时间和断开时间,控制输出电流的大小,从而使输出电压逐渐上升,直到达到设定值为止。
当输出电压高于设定值时,控制电路会相应地减小开关管的导通时间和断开时间,以降低输出电流,从而使输出电压稳定在设定值附近。
4. 3842反馈接法的优势和应用:3842反馈接法具有响应速度快、稳定性好、抗干扰能力强等优点,适用于各种直流至直流转换器的控制电路中。
它广泛应用于电源供应器、逆变器、电机驱动器等领域,能够有效地提高系统的稳定性和可靠性。
以上是关于3842反馈接法的详细精确创作内容,希望能对您有所帮助。
如有其他问题,欢迎继续提问。
BUCK型DC-DC的电流检测电路设计的开题报告一、选题背景DC-DC变换器具有功率转换效率高、电压稳定性好等优点,被广泛应用于电源、通信、工业自动化等领域中。
而在DC-DC变换器运行过程中,电流检测电路是非常重要的一个部分,可以用于实现电流保护、功率控制等功能。
因此,本文选取BUCK型DC-DC变换器的电流检测电路为研究对象,旨在设计一种高精度、高可靠性的电流检测电路,为DC-DC变换器的应用提供技术支持。
二、研究内容本文将研究BUCK型DC-DC变换器的电流检测电路设计,具体研究内容包括:1. 系统分析:对BUCK型DC-DC变换器的工作原理和电流检测电路的构成进行分析,明确电流检测电路的作用和要求。
2. 电路设计:根据电流检测电路的要求,设计具有高精度、高可靠性的电路,包括信号采集电路、滤波电路、放大电路和ADC转换电路等。
3. 系统集成:将所设计的电流检测电路与BUCK型DC-DC变换器进行系统集成,并进行实验测试,验证电流检测电路的功能和性能。
三、论文结构本文将从以下几个方面对BUCK型DC-DC变换器的电流检测电路进行探讨:第一章:绪论介绍选题的背景、意义和研究现状,阐述研究思路和方法。
第二章:系统分析对BUCK型DC-DC变换器的工作原理和电流检测电路的构成进行分析,明确电流检测电路的作用和要求。
第三章:电路设计根据电流检测电路的要求,设计具有高精度、高可靠性的电路,包括信号采集电路、滤波电路、放大电路和ADC转换电路等。
第四章:系统集成将所设计的电流检测电路与BUCK型DC-DC变换器进行系统集成,并进行实验测试,验证电流检测电路的功能和性能。
第五章:总结与展望对本文所完成的工作进行总结,对未来的研究方向和改进提出展望。
四、研究思路和方法本文的研究思路为:理论分析-->电路设计-->系统集成-->实验测试-->总结展望。
其中,理论分析和电路设计是本文研究的重点,需要进行系统性的分析和设计;系统集成和实验测试是验证电路设计的有效性和准确性的关键步骤;总结展望则从系统性的角度对本文所做的工作进行总结,并对未来的研究方向和改进提出展望。
电流检测有两个基本方法,可以测量载流导体的磁场,也可以在电流回路插入一个小电阻并测量其两端压降。
第一种方法没有强行插入元件或引入插入损耗,但价格相对昂贵,而且容易导致非线性和温度系数误差。
因此,磁场检测虽然避免了插入损耗,但由于其高成本,在具体应用中受到很大限制。
电阻测量在电流回路插入一个小阻值的检测电阻可以产生一个相应的压降,经过放大后形成与电流成比例的输出信号。
根据应用环境和检测电阻的放置位置不同,该检测技术为检测放大器设计带来了各种挑战。
图1(b) 低边电流检测简化框图如果检测电阻放置在负载和电路地之间,其所产生的压降可以通过简单的运放进行放大(见图1(b)),这种方法称为低边电流检测。
它不同于电源、负载之间放置检测电阻的高边检流(见图1(a))。
检流电阻的阻值越小功耗越低,但要保证产生检测放大器可以检测的电压,提供足够高的精度。
注意,检流电阻两端的差分信号叠加在一个共模电压上,对于低边检测来说接近于地电位(0V),而对高边检测则接近于电源电压。
因此,对于低边检流,测量放大器的共模输入范围必须包括地电位;对于高边检流,放大器的共模范围必须包括电源电压。
图2 充电器采用了低边电流检测因为低边检流的共模电压接近地电位,检流电压可以利用一个低成本、低电压运放进行放大。
低边电流检测方案简单而且便宜,但很多应用无法接受检流电阻引入的地线干扰。
负载电流较大时更会加剧这个问题,因为系统中一部分电路的地电位由于低边检流电阻而产生偏移,而这部分电路可能与另一部分地电位没有改变的电路相互联系。
为了更好地理解这一问题,设想采用低边电流检测的“智能电池”充电器(见图2),AC/DC转换器输出连接到2线智能电池。
这种电池通常通过一条线传输电池的具体信息,表示电池的“健康”状况,而利用另一条连线测量温度。
检测电池温度时,通常在电池包内采用一个负温度系数的热敏电阻,提供一个以电池负极为参考的比例输出信号。
如图2所示,插入的检流电阻进行低边检测。
交流输入电压、电流监测电路设计
引言
电子设备只有在额定电压、电流下才能长期稳定工作,因此需要设计相应的监测、保护电路,防止外部输入电压或者负载出现异常时造成设备损毁。
工频交流电压、电流的大小,通常是利用它的有效值来度量的。
有效值的常用测量方法是先进行整流滤波,得出信号的平均值,然后再采用测量直流信号的方法来检测,最后折算成有效值。
但是由于供电主回路中存在大量的非线性电力、电子设备,如变压器、变频器、电机、UPS、开关电源等,这些设备工作时会产生谐波等干扰。
大型电动设备启动、负载突然变化、局部短路、雷电等异常情况出现时,供电主回路中会出现浪涌。
当这些情况发生时,供电线路上已不是理想的正弦波,采用平均值测量电路将会产生明显的测量误差。
利用真有效值数字测量电路,可以准确、实时地测量各种波形的电压、电流有效值。
下面介绍的监测电路安装于配电箱中,与外围保护电路一起实现对电子设备保护的功能。
真有效值数字测量的基本原理
电流和电压的有效值采集电路原理基本相同,下面以电压真有效值为例进行原理分析。
所谓真有效值亦称真均方根值(TRMS)。
众所周知,交流电压有效值是按下式定义的:
分析式(1)可知,电路对输入电压u 进行平方取平均值开平方运算,就能获得交流电压的有效值。
因这是由有效值定义式求出的,故称之为真有效值。
若将式(1)两边平方,且令,还可以得到真有效值另一表达式URMS=
式(3)中,Avg 表示取平均值。
这表明,对u 依次进行取绝对值平方/除法
取平均值运算,也能得到交流电压有效值。
式(3)比式(2)更具有实用价值。
由于。
电气学科大类10 级《信号与控制综合实验》课程实验报告(基本实验一:检测技术基本实验)姓名学号专业班号同组者1 学号专业班号同组者1 学号专业班号指导教师日期 2013年6月24日实验成绩评阅人实验评分表基本实验实验编号名称/内容(此列由学生自己填写)实验分值评分设计性实验实验名称/内容实验分值评分实验四十八、DC/DC单端反激式变换电路设计实验设计性实验实验名称/内容实验分值评分教师评价意见总分目录实验四十八、DC/DC单端反激式变换电路设计实验 (2)实验四十八、DC/DC单端反激式变换电路设计实验 (1)一、实验目的 (1)二、实验目标 (1)三、实验方案综述 (1)四、实验步骤 (4)五、实验结果及分析 (4)六、实验小结 (8)参考文献 (9)实验四十八、DC/DC 单端反激式变换电路设计实验一、实验目的1.了解自激式单端反激变换电路的原理,并掌握其设计方法;2.熟练掌握光耦隔离器件的原理及使用方法;3.利用光耦隔离器件为单端反激变换电路设计一个反馈回路。
二、实验目标1.额定输入电压为50V ,额定输出电压为10V 。
2.利用“实验电路板B07”验证单端反激电路的工作及隔离变压器的反馈效果;3.自主设计一个光耦反馈回路,并能实现输入电压在40-70V 变化时输出电压保持为额定电压的功能。
三、实验方案综述(一)自激式单端反激变换电路的基本工作原理图1自激式单端反激变换电路上图1为自激式单端反激变换电路,当V 1加到输入端时,通过启动电阻R B和晶体管VT1的基射极给VT1的基极一个正的偏置电压,使VT1导通,变压器T1的初级绕组流过励磁电流,而次级V2因二极管的阻挡而不给负载供电,存储能量。
此时,绕组N P ’电压给电容C B 充电并供给VT1 基极电流,最终使VT1饱和导通。
由于t on 期间能量全部聚集在变压器中,所以初级绕组电流持续增加,并激励磁通增加,最终使变压器磁路达到饱和,磁通变化率为0,因而感应到基极绕组N P ’的电压为零,此时电容C B 上电压左负右正并通过绕组N P ’-VT1的基极-基极电阻-电容C B 构成的回路放电,放电电流抽取了VT1的基极电流,使变压器初级电流减小,于是感应到绕组N P ’上的电压与电容C B 上的电压正方向一致,从而加速了抽取基极电流的过程,使VT1加速关断。
buck限流电路
Buck(降压)电路是一种常见的直流-直流(DC-DC)转换器,用于将高电压降低到较低电压。
Buck限流电路通常用于控制电流,以防止电路中的电流超过某个设定值。
下面是一个简单的Buck限流电路的基本原理:
1. Buck电路基本结构:一个典型的Buck电路包括输入电压源、功率开关(通常是MOSFET)、电感、二极管、输出电容和控制电路。
2. 电流限制元件:在Buck电路中,电流限制通常通过一个电流传感器来实现,该传感器监测电路中的电流,并将信息反馈给控制电路。
3. 控制电路:控制电路根据电流传感器的反馈信息,调整功率开关的占空比,从而控制电流在设定值以下。
4. 电流限制原理:当电流传感器检测到电流超过设定值时,控制电路将减小功率开关的导通时间,从而减小输出电流。
这种反馈机制使得Buck电路能够在特定的电流水平上限制输出。
5. 稳压输出:Buck电路的主要目标是将输入电压降低到所需的输出电压,并通过反馈机制保持输出电压的稳定性。
6. 过流保护:Buck电路中的电流限制也可以作为过流保护的一种手段。
当电流达到设定值时,电路会采取措施,例如关闭功率开关,以防止电流过大,从而保护电路和连接的设备。
请注意,实际的Buck限流电路可能会更为复杂,涉及到精密的控制电路和保护机制。
在设计和实现Buck限流电路时,建议参考相关的数据手册、设计指南或咨询电源电子学专业人士的建议。
DC-DC 降压式LED驱动电路的设计一、典型的LED 恒流驱动电路二、电流可调的恒流驱动线路三、台湾天鈺科技FP7102设计的LED驱动电路四、协泰科技KT1350设计的LED驱动电路五、台硕电子TAC5240S设计的高功率 LED 驱动用降压 DC/DC 转换器注:当输入电压超过 12V,增加 R1*与 C1*能使系统工作更可靠。
六、台硕电子TAC5241设计的高端电流检测2MHz高亮度LED驱动器七、台硕电子TAC9918设计的LED驱动电路八、台硕电子TAC9918设计的LED驱动电路九、美国超科公司CL2设计的LED驱动电路CL2•十一、美国国家半导体LM2734组成的恒流驱动电路十二、SC600与MAX1910组成的恒流驱动电路十三、400mA 可调恒流LED 驱动器UCT4635十四、美国安森美公司用CAT4201设计的350mA恒流LED驱动器十五、KF5241/KT5241高端电流检测2MHZ高亮度LED驱动器十六、美国安森美公司用CAT4201组成的1A恒流驱动电路十七、美国安森美公司用CAT4103组成的三通道RGB恒流驱动电路十八、Onsemi安森美公司CAT310组成的十通到LED恒流驱动电路十九、Onsemi安森美公司CAT3603组成的三通到LED恒流驱动电路二十、Onsemi安森美公司CAT3603组成的三通到LED恒流驱动电路二十一、Onsemi安森美公司CAT3614组成的四通到LED恒流驱动电路二十二、ST公司的STP04CM596组成的4BIT恒流驱动电路二十三、美国安森美CAT4104组成的25V 4*175mA恒流驱动电路二十四、Onsemi公司NCP3063组成的恒流驱动电路二十五、Onsemi公司NCP3065组成的1.5A/40V恒流驱动电路二十六、Onsemi公司NCP4001组成的1.5A恒流驱动电路二十七、Onsemi公司NCP4301组成的高压恒流驱动电路二十八、MX5241高端电流检测2MHz高亮度LED驱动器二十九、韩国KEC电子公司KAC3304设计的LED驱动器三十、SN3350组成的恒流驱动电路三十一、ZC8013组成的恒流驱动电路三十二、UCT4611低压差大功率LED线性恒流驱动电路三十三、A6282十六通道恒流驱动电路三十四、AX2003组成的1/3WLED恒流驱动电路三十五、Addtk 广鹏科技AMC7150组成的LED恒流驱动电路三十六、Addtk 广鹏科技A201+AMC7140组成的LED路灯恒流驱动电路三十七、Addtk 广鹏科技AMC3202+AMC7140组成的LED路灯恒流驱动电路三十八、Addtk 广鹏科技AMC3202+A705组成的LED路灯恒流驱动电路三十九、Addtk 广鹏科技A718组成的LED恒流驱动电路四十、PAM2862组成的LED恒流驱动电路四十一、Addtk 广鹏科技A711组成的LED恒流驱动电路四十二、Addtk 广鹏科技A720/A7169组成的LED保护电路四十三、Addtk 广鹏科技AMC7135组成的LED恒流驱动电路四十四、凌特公司LTC1754/LTC1682组成的LED恒流驱动电路四十六、凌特公司LTC3475组成的LED恒流驱动电路四十八、凌特公司LTC1754/LTC1682组成的LED恒流驱动电路五十、Macroblock 聚积科MBI6651组成的1A/LED恒流驱动电路五十一、Maxim美信公司MAX16819组成的LED恒流驱动电路五十二、Maxim美信公司MAX16824/16825组成的LED恒流驱动电路五十三、泉芯电子QX5241组成的LED恒流驱动电路五十四、Maxim美信公司MAX16802组成的LED恒流驱动电路五十五、National美国国家半导体LM3402组成的LED恒流驱动电路五十七、National美国国家半导体LM3404组成的LED恒流驱动电路五十九、National美国国家半导体LM2754组成的LED恒流驱动电路六十、National LM27965组成的9颗30mA LED恒流驱动电路六十一、安森美CAT4201组成的LED恒流驱动电路六十二、安森美NCP3065单端初级电感转换器组成的SEPIC电路六十三、普诚公司PT6903组成的LED恒流驱动电路六十四、三肯公司LC5320S组成的LED恒流驱动电路六十五、士兰公司SB42509组成的LED恒流驱动电路六十六、士兰公司SB42511组成的LED恒流1A驱动电路六十七、士兰公司SC16722组成的LED恒流驱动电路六十八、士兰公司SD16729、SD16730构成16位恒流LED驱动器六十九、士兰公司SD42351组成的LED恒流驱动电路七十、Supertex美国超科公司HV9903组成的LED恒流驱动电路七十一、英国Zetex公司ZXLD1350/1360组成的LED恒流驱动电路七十二、英国Zetex公司ZXLD1362组成的LED恒流1A驱动电路七十三、英国Zetex公司ZXLD1366组成的LED恒流驱动电路七十四、英国Zetex公司ZXSC380组成的LED恒流驱动电路七十五、英国Zetex公司AP8800组成的LED恒流驱动电路七十六、奥地利AS3685组成的LED恒流驱动电路七十七、奥地利AS3691组成的RGB三色LED恒流驱动电路七十八、NXP恩智浦PCA9633组成的LED恒流驱动电路七十九、MBI6651设计的开关型LED驱动电路八十、华润矽威科技有限公司PT4108设计的手电筒LED驱动电路八十一、英飞凌公司BCR402组成的LED恒流驱动电路八十二、英飞凌公司BCR401组成的LED恒流驱动电路八十三、德国Recom公司RP30组成的30W LED恒流驱动电路八十四、德国Recom公司RPCD-24XX组成的LED恒流驱动电路八十五、德国Recom公司RPCD-24XX组成的LED恒流驱动电路。
DC/DC杞崲鍣ㄤ腑鐨勭數娴佹娴嬬數璺璁℃柟妗?
璁捐浜嗕竴涓珮绮惧害鐨勭數娴佹娴嬬數璺紝鍩轰簬鍗庢鼎涓婂崕CSMC 0. 5 um B iCMOS宸ヨ壓搴擄紝鍒╃敤Cadence Spectre杞欢杩涜鐢佃矾浠跨湡锛?缁忎豢鐪熷緱鐭ユ墍璁捐鐨勭數璺數娴佸彇鏍风簿搴﹁揪鍒? 000锛?, 鍏锋湁寰堥珮鐨勯噰鏍风簿搴︺€傝鐢垫祦妫€娴嬬數璺€ц兘鑹ソ锛?宸茬粡鎴愬姛搴旂敤浜庝竴娆剧數娴佹ā寮忔帶鍒禗C /DC杞崲鍣ㄨ姱鐗囩殑璁捐涔嬩腑銆?
銆€銆€鐢垫祦妫€娴嬬數璺槸鐢垫祦妯″紡鎺у埗鎵€蹇呴渶鐨勶紝閫氳繃妫€娴嬪姛鐜囧紑鍏崇涓婄殑鐢垫祦锛?鐒跺悗杈撳嚭涓€涓數娴佹劅搴斾俊鍙蜂笌鏂滃潯琛ュ伩淇″彿杩涜鍙犲姞骞惰浆鎹㈡垚涓€涓數鍘嬩俊鍙凤紝鍐嶄笌璇樊鏀惧ぇ鍣ㄧ殑杈撳嚭杩涜姣旇緝锛?浠庤€屽疄鐜扮數娴佹ā寮忓紑鍏宠浆鎹㈠櫒鐢垫祦鍐呯幆鐨勬帶鍒躲€傚叾瀹炵幇鏂规硶鏈夊緢澶氱锛?甯歌鐨勬湁涓ょ锛?涓€绉嶆槸涓庡姛鐜囩涓茶仈涓€涓數闃籖sen,鍙︿竴绉嶆槸涓庡姛鐜囩骞惰仈涓€涓苟鑱旀娴嬬澶嶅埗姣斾緥鐢垫祦锛?骞惰仈妫€娴嬬澶嶅埗姣斾緥鐢垫祦鐨勬娴嬫柟娉曪紝鍙堟湁涓ょ涓昏鐨勫疄鐜扮粨鏋勶紝涓€绉嶆槸閲囩敤杩愭斁鐨勭粨鏋勶紝鍙︿竴绉嶆槸鍒╃敤鍙嶉鐨勬柟寮忋€傚鏋滈噰鐢ㄨ繍鏀撅紝鏄剧劧浼氬鍔犵數璺殑澶嶆潅鎬э紝鑰屼笖涔熶細澧炲姞鍔熻€椼€傛湰鏂囨牴鎹叿鏈夊弽棣堟帶鍒剁數娴佹簮鐨勫師鐞嗘潵璁捐鐢垫祦妫€娴嬬數璺腑鐨勫弽棣堢綉缁溿€?
銆€銆€1 鍙嶉鎺у埗鐢垫祦婧愮殑鍘熺悊
銆€銆€鐢佃矾鍘熺悊鍥惧強鐢垫祦婧愬姩鎬佺壒鎬ф洸绾裤€傛牴鎹數娴佹簮鐨勭壒鎬ф洸绾匡紝鍋忕疆鐢佃矾涓悇鐩稿叧鍏冧欢鐨勭數娴佺壒鎬у彧鏈夌嚎鎬т笌闈炵嚎鎬х數娴佹簮鐩哥粨鍚堟墠鍙兘鏈夊敮涓€鐨勪氦鐐?鍘熺偣闄ゅ)锛?杩欐牱鎵嶈兘淇濊瘉鍋忕疆鐢佃矾鏈夊敮涓€绋冲畾鐨勫伐浣滅偣銆?
銆€銆€
銆€銆€鍥? 鍏锋湁鍙嶉鎺у埗鐨勭數娴佹簮鐨勫師鐞嗗浘
銆€銆€璁剧數闃讳笂鐨勫帇闄嶄负VR, M3 绠$殑杩囬┍鍔ㄧ數鍘嬩负鈻筹紝鐢盡3銆丮4 鐢垫祦鐩哥瓑鐨勬潯浠讹紝寰楀埌锛?
銆€銆€
銆€銆€鐢辨瑙e嚭锛?
銆€銆€
銆€銆€鍏朵腑锛?VR = VGS3 - V GS4, 鍥犳VGS鐨勫帇宸喅瀹氫簡鐢甸樆涓婃墍褰㈡垚鐨勫井鐢垫祦锛?鍗宠緭鍑虹數娴両0 婊¤冻鐨勯潪绾挎€у叧绯讳负锛?
銆€銆€
銆€銆€鐢辨瑙e嚭鐨勮緭鍑虹數娴佸凡涓庣數婧愮數鍘嬫棤鍏炽€? 鐢垫祦妫€娴嬬數璺殑鍏蜂綋鐢佃矾璁捐瀹炵幇
銆€銆€鏍规嵁鍓嶉潰鐨勫垎鏋愶紝鍙互鐪嬪嚭锛?R 鍥哄畾鏃讹紝褰撳浘1鎵€绀虹殑鐢佃矾鍙互鎻愪緵鍞竴鐨勫亸缃亸娴併€備絾鏄湪鐢垫祦妫€娴嬬數璺腑锛?鐢变簬鐢垫劅鐢垫祦涓€鐩村湪鍙橈紝寰堟樉鐒讹紝鍥哄畾鐨勭數闃讳笉鍐嶉€傜敤锛?灏嗗浘1 鐨勬敼杩涚數璺繍鐢ㄥ埌鐢垫祦妫€娴嬬數璺腑锛?锛?鍥句腑鐢甸樆鐢ㄥ伐
浣滃湪绾挎€у尯鐨凪OS绠R 浠f浛銆?
銆€銆€
銆€銆€鍥? 鏀硅繘鍨嬪叿鏈夊弽棣堟帶鍒剁數娴佹簮鐨勭數娴佹娴嬬數璺?
銆€銆€宸ヤ綔鍦ㄧ嚎鎬у尯鐨凪OS 绠★紝鍏跺閫氱數闃籸ON鍙敱涓嬪紡寰楀嚭锛? 銆€銆€
鍙互鐪嬪嚭锛?rON涓嶸 GS - VTH鎴愬弽姣旓紝鍥犳鐢甸樆鍊间細闅忕潃VGS鐨勫彉鍖栬€屽彉鍖栵紝杩欐牱涓嶅悓鐨勭數闃诲€煎舰鎴愮殑闈炵嚎鎬х數娴佹簮涓庣數娴侀暅缁撳悎锛?灏变細鏈変笉鍚岀殑绋冲畾宸ヤ綔鐐广€傚洜姝わ紝鍦ㄦ暣涓伐浣滀腑锛?瀵逛簬涓€鐩村彉鍖栫殑鐢垫劅鐢垫祦锛?鍋忕疆鐢佃矾鏄€氳繃鏀瑰彉鐢甸樆鍊艰€岃揪鍒颁笉鍚岀殑鍔ㄦ€佺ǔ瀹氱姸鎬併€?
銆€銆€涓轰簡杈惧埌鐢佃矾妫€娴嬬殑绮剧‘搴︼紝鏈枃鐢ㄥ甫鍙嶉鎺у埗銆佺數闃诲€煎彲鍙樼殑鐢垫祦婧愭潵浠f浛澶嶆潅鐨勮繍鏀俱€?
銆€銆€鍥?鎵€绀虹數娴佹娴嬬數璺腑锛?MP銆丮N 涓哄姛鐜囩锛孧1 涓嶮4銆丮2 涓嶮5 鐨刉/L鐩稿悓锛?VP 涓篗P 鐨勬帶鍒朵俊鍙凤紝 MPS鐢ㄤ綔寮€鍏筹紝鍏禬/L姣旇緝澶э紝鍏锋湁浣庡閫氱數闃汇€傚湪鐢垫祦妯 C /DC 杞崲鍣ㄤ腑锛?鍙嶉鎺у埗鐜矾鍙渶妫€娴婱P 鍔熺巼绠″閫氭椂鐨勭數娴侊紝鍥犳锛?涓洪檷浣庡姛鑰楋紝鍙帶鍒剁數娴佹娴嬬數璺彧鍦∕P 鍔熺巼绠″閫氭椂宸ヤ綔锛?鍗冲彧妫€娴嬬數鎰熷厖鐢甸樁娈电殑鐢垫祦锛?鑰屽湪MP 鍔熺巼绠℃埅姝㈡椂锛?鐢垫祦妫€娴嬬數璺笉宸ヤ綔锛?杩涜€屾湁鏁堝湴鍑忓皬浜嗗姛鐜囨崯鑰椼€?
銆€銆€褰揤P 涓轰綆鐢靛钩鏃讹紝 MP 瀵奸€氾紝 MPS浣滃紑鍏充篃瀵奸€氾紝骞朵笖鍙互鐪嬩綔杩戜技鐭矾锛?杩涜€屾祦杩嘙PS鐨勭數娴佷篃鍙互蹇界暐锛?鍥犳MP 銆丮1 鐨刅DS杩戜技鐩稿悓锛?娴佽繃MP 鐨勭數娴佽闀滃儚澶嶅埗鑷矼1銆侻P 涓嶮1 鐨刉/L鎴愭瘮渚嬶紝涓旀瘮渚嬬郴鏁拌緝澶э紝鍥犳妫€娴嬪埌鐨勭數娴佷笌MP 涓
殑鐢垫祦鎴愭瘮渚嬶紝鍚屾椂杩滃皬浜嶮P 涓殑鐢垫祦銆?
銆€銆€涓嬮潰鍒嗘瀽VB 涓嶸A 鐨勫叧绯汇€傚亣璁惧湪鏌愪釜鏃跺埢锛孷B 鐨勭數浣嶉珮浜嶸A, 鍒橵DS4 < VDS1, M4 涓殑鐢垫祦I4 灏忎簬M1 涓殑鐢垫祦I1, 鑰孷DS5 > VDS2, 瑕佹眰I5 > I2, 杩欎娇寰楀湪鍚屼竴鏀矾涓璉4 I5, 鏄剧劧涓嶅お鍙
兘锛?鎵€浠 B 浼氫笌VA 鐩稿悓锛?涓斾繚鎸佺浉鍚岀殑鍔ㄦ€佸彉鍖栥€傚洜姝わ紝M1 涓殑鐢垫祦琚啀娆¢暅鍍忚嚦M4, 鑰屼笖锛?鐢变簬鍙嶉鎺у埗鐢垫祦婧愮殑浣滅敤锛?VA 澶勭殑浠讳綍寰皬鍙樺寲閮戒細寮鸿揩VB 涔熸湁鐩稿悓鐨勫彉鍖栵紝淇濊瘉浜嗙數娴佹娴嬬殑绮惧害銆?
銆€銆€鏍规嵁绯荤粺璁捐瑕佹眰锛?鐢垫祦妫€娴嬬殑姣斾緥搴旇涓篕 = 1 000锛?, 鐢佃矾鍥句腑缁欏嚭浜嗗悇绾х數娴佸鍒剁殑姣斾緥锛岀敱浜庣數娴佹娴嬬數璺噰鐢ㄥ甫鍙嶉鎺у埗銆佺數闃诲€煎彲鍙樼殑鐢垫祦婧愮粨鏋勶紝鍙互寰楀埌VA 绛変簬VB, 鍙堢敱浜庤缃甅1,M4, 鍜孧7 鐨勫闀挎瘮鐩哥瓑锛?鏍规嵁MOS 鐢垫祦鍏紡鍙
互寰楀埌锛?
銆€銆€
銆€銆€妫€娴嬬簿搴﹀拰閫熷害鏄數娴佹娴嬬數璺袱涓噸瑕佺殑鎸囨爣銆傜敱浜庢瘡涓娴嬪懆鏈熺殑寮€濮嬮樁娈碉紝鐢垫祦妫€娴嬬數璺浜庡惎鍔ㄧ姸鎬侊紝。