DCDC升压.ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,升压型,DC-DC,电源转换器,信息学院,电子科学与技术系,模拟电子技术课程设计,模拟电子技术课程设计,课程特点,模拟电子技术实验,老师：给出实验方案和具体电子线路,学生：进行实验原理验证,模拟电子技术课程设计,老师：提出设计任务及指标要求,学生：查找资料，确定设计方案，仿真验证方案,并确定电路参数，完成电路安装及调试，,撰写设计报告,模拟电子技术课程设计,课程安排,1st,：,本次课程设计任务及电路原理模型介绍；,2st:,仿真电路原理图（结构,+,参数,),检查，签字；,讲解,设计、安排、调试电路的注意事项；,分发电路调试板及器件；,3st,：,课程设计报告撰写格式等说明；,15:00,之后开始电路波形、参数实测检查；,4st,：,电路波形、参数实测检查。,本次课程设计内容安排,升压,DC-DC,转换器相关介绍,升压,DC-DC,转换器设计任务及要求,升压,DC-DC,转换器原理介绍,升压,DC-DC,转换器的设计方案介绍,EWB,及,Multisim,软件,注意事项,实验室开放时间,一、升压,DC-DC,转换器相关介绍,DC-DC,转换器：,将一个,固定的输入直流电压,转换成,可调的输出直流电压,。,DC-DC,转换器：分为升压型和降压型两种。,升压型,DC-DC,转换器：,通过电感的储能作用将感应电动势与输入电压相叠加后作用于负载，使得输出电压大于输入电压。,适用场合,：,汽车点火装置、煤气灶点火、电蚊拍等等。,二、升压,DC-DC,转换器设计任务及要求,(1),设计电路，并在,EWB,软件平台环境下进行原理,仿真，通过仿真对设计的参数进行合理调整,。,设计任务：,利用,555,定时器、运放器、三极管、电感、电容及电阻等器件进行,5V-12V,电源转换器的设计及实现,;,通过反馈电路稳定输出电压、输出电流。,(2),对设计好的电路及参数，在硬件平台上搭建电,路和调试。,(3),对电路的实际输出、理论计算、仿真结果进行比,较，分析产生误差的原因，提出改进措施。,设计要求：,输入直流电压为,5V,，输出直流电压为,12V/100mA,，,电压可调范围,1V,。,在额定负载的情况下，输出电压跌落,30mV,；,在额定负载的情况下，输出纹波电压,Vopp50mV,；,在额定负载的情况下，输出尖峰电压,Vopp400mV,功率转换效率,大于,60%,；,过电流保护,(,100mA,),功能。,三、升压,DC-DC,转换器原理介绍,升压型,DC-DC,转换器原理介绍：,(1),当,V,i,为高电平时：,VT,饱和导通，能量从电源流入，储存在电感,L,中，由于,VT,饱和压降小，,D,截止，,C,中能量释放给负载。,(2),当,V,i,为低电平时：,VT,截止，由于电感中电流不能突变，它所产生的感应电动势将阻止电流的减小，电动势极性,左负右正,，使,D,导通，,L,中能量经,D,对滤波电容,C,充电，同时提供给负载。,L,回路充电电阻很小，即时间,常数很大，当,VT,管导通时，,L,电流近似是线性增加的。,在,VT,管导通结束时：,在,VT,管关断时，,D,导通，,L,两端电压为：,则,L,中电流为：,在,VT,管截止结束时，流过,L,的电流为：,因纯电感不消耗能量，,所以两个变化量相等即：,q,为,V,i,的占空比,所以,q,越大，,U,o,越大,四、升压,DC-DC,转换器的设计方案介绍,振荡电路：,用于产生占空比可调的开关控制脉冲，,以调整开关电路的工作状态；,开关电路：,通过控制大功率三极管的通断对升压电感进行,充电和放电，由此产生一个较高的感应电势；,滤波电路：,滤除升压电感输出的跃变幅度较大的脉动电压，输,出相对平稳的电压值；,反馈电路：,调整输出电压、输出电流；,1,、振荡电路：,555,定时器构成多谐振荡器,U,0,频率：,占空比,：,具体,555,多谐振荡器及频率、占空比公式推导，自行查略数电教材书。,若,f,太大：,升压电路中大功率管的管耗太大，易烧毁元件，,且电路转换效率低。,f,和,q,对电路性能的影响,：,若,f,太小：,大功率管的管耗小，但最终纹波大。,适当选择,f,的取值是关键！,一般取,3K-30K,左右，若不合适再适当调整。,占空比的选择：,占空比若偏小，则,U,0,不能达到预期值。,一般取,60,80,左右，若不合适再适当调整。,根据以上要求，对,R,1,、,R,2,、,C,适当取值。,2,、升压开关电路：,采用耐压高的大功率管来实现升压电感的充放电。,R5,取值：,通过调整其取值，使,Q2,工作于饱和区。,R4,取值：,通过调整其取值，使,Q1,工作于饱和区。,在开关脉冲为高电平即,5V,输入时：,吸收,L,的尖峰电压，保护,Q2,不被击穿,R5,取值偏大，,Q2,工作于放大区，管耗大，管子发热。,R5,取值偏小，,Q2,工作于深度饱和，电路带小负载能力减弱。,R5,取值,100,左右,3,、滤波电路：,LC,构成滤波电路，,过滤掉升压电感输出的脉动电压，输出稳定的电压。,输出纹波产生原因,：,L,输出的大脉动电压被,L,1,C,1,滤波后的小脉动（纹波）。,输出尖峰产生原因,：,L,输出的大脉动电压没被,L,1,C,1,滤波掉的尖峰值。,C,1,越大，纹波越小，但稳定,U,o,时间越长。,给定,C,1,=1000,F,D1,作用,：,与,L1,、,C1,构成回路，释放,L1,电感的反向电场能。,4,、反馈调整电路：,电压采样反馈电路：,若输出电压高于目标值,，通过反馈电路降低开关脉冲占空比，减少对升压电感的充电时间，从而降低输出电压；,反之,，提高占空比，增加对电感的充电时间，增加输出电压,R,调整输出电压,=12v,、输出电流,100mA,；,U,R,参考电压,电流采样反馈电路：,若输出电流超过额定值,，通过反馈电路降低开关脉冲占空比，减少对升压电感的充电时间，从而降低输出电流，保护负载；,做法：,在负载电路上串联一个小电阻，将负载电流转换为电压采样。,电压电流反馈调整电路,若运放用,339,芯片，则为,OC,输出，那么必须在输出端,接上拉电阻,（,R4,、,R5,）,OC,（即集电极开路）,五、仿真软件,简易版：,EWB5,；,安装文件大小：,14.3MB,特点：,即插即用型，但器件库较小，示波器等仿真仪器仅能使用一次。,升级版：,Multisim,10.0,安装文件大小：,315MB,特点：,需安装软件并破解，器件库相对完善，示波器等仿真仪器可多次使用。,EWB,仿真软件的兼容问题,鼠标右击,EWB5,的软件图标，点击属性，选择兼容性选项卡，勾选“用兼容模式运行这个程序”，在下拉菜单中选择：,Windows 98,/Windows Me,EWB,运算结点数量设置,若设置的结点数太少，仿真运行时容易出现中途停止并报错的情况，影响仿真结果。,EWB,运算结点数量设置,核心元器件,LF339,NE555,六、注意事项,大功率三极管、负载等重要元件的安全工作参数。,管耗以及反向击穿电压。,最大集电极电流。,纹波及尖峰电压。,姓,名,手机号码,值 班 时 间,俞经龙,18018575183,周二晚上,17:30 20:30,周四晚上,17:30 20:30,李,娜,18818234102,周五下午,13:00 16:30,晚上,17:30 20:30,郭吉政,18818235891,周六下午,13:00 16:30,晚上,17:30 20:30,裴,蕾,15921729288,周日下午,13:00 16:30,晚上,17:30 20:30,2013-2014,第一学期,221,实验室值班安排,七、实验室开放时间及答疑安排,答疑安排：,b224,室邓老师、,b339,室徐、杨老师；,b324,室殷老师,