實(shí)習報告撰寫(xiě)范文
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目錄
一、 設計目的
二、 設計要求
三、 設計方案
1、DC-DC工作原理
2.總體設計
3、方案選擇
4、UC3843芯片介紹
5、電路中重要參數的計算
四、 設計內容
1、 電路圖
2、UC3843引腳輸出波形
3、接負載時(shí)PWM波
4、實(shí)物圖
5、實(shí)驗結果分析
五、實(shí)習總結
摘要:該實(shí)習內容是制作DC-DC降壓電源,采用PWM脈寬調制方式的方案,所用控制芯片為UC3843.整個(gè)過(guò)程需要使用Altium designer軟件。
一、 設計目的
學(xué)習繪制原理圖、PCB圖、打印、曝光、顯影、腐蝕鉆孔、焊接電路工作原理等,對制作元器件的裝機與調試進(jìn)行理性的認識,做好日后學(xué)習計算機硬件基礎。同時(shí)學(xué)習掌握DC-DC電源制作原理,并親自實(shí)踐焊接實(shí)物電路,培養理論聯(lián)系實(shí)際的能力,提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,以及動(dòng)手實(shí)踐的能力。
二、 設計要求
1、 掌握PCB制板技術(shù)、焊接技術(shù)、電路檢測以及集成電路的使用方法
2、 掌握UC3843的非隔離開(kāi)關(guān)電源的設計、組裝與調試方法
3、 研究開(kāi)關(guān)電源的實(shí)現方法,并按照設計指標要求進(jìn)行電路的設計與仿真。
4、 掌握開(kāi)關(guān)電源的工作電源。
5、 設計硬件系統并進(jìn)行仿真,掌握系統的調試方法,使系統達到設計要求。
三、 設計方案
1.DC-DC工作原理
DC-DC電源和LDO電源的另一個(gè)區別是DC-DC電源既可以降壓也可以升壓還可以反相(正電壓變負電壓),而LDO電源只能降壓。
DC-DC轉換器一般由控制芯片,電感線(xiàn)圈,二極管,三極管,電容器構成。在討論DC-DC轉換器的性能時(shí),如果單針對控制芯片,是不能判斷其優(yōu)劣的。其外圍電路的元器件特性,和基板的布線(xiàn)方式等,能改變電源電路的性能,因此,應進(jìn)行綜合判斷。
2.總體設計
圖2 UC3843雙閉環(huán)控制框圖
1)整個(gè)穩壓過(guò)程有兩個(gè)閉環(huán)來(lái)控制
電壓閉環(huán):輸出電壓通過(guò)取樣后反饋給誤差放大器,用于放大器內部的2.5V基準電壓比較后測試誤差電壓,誤差放大器控制由于負載變化造成的輸出電壓的變化。
電流閉環(huán):RS為開(kāi)關(guān)管源極到公共端間的電流檢測電阻,開(kāi)關(guān)管導通期間流通電感L的電流在RS產(chǎn)生的電壓送至PWM比較器同相輸入端,與誤差電壓比較后控制調制脈沖的寬度,從而保持穩定的輸出電壓。
2)提高效率的方法及實(shí)現方案
影響系統效率的主要因素有:
a.功率變換器開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)損耗;
b.感性元件的鐵損和銅損;
c.控制電路的損耗等。
3.方案選擇
脈沖寬度調試:脈寬調制簡(jiǎn)稱(chēng)PWM,特點(diǎn)是開(kāi)關(guān)周期為恒定值,通過(guò)調節脈沖寬度來(lái)改變占空比,實(shí)現穩壓目的。其核心是PWM控制器。脈寬調制式開(kāi)關(guān)電源的應用最為普通,其占空比調節范圍大,PWM還可以和主系統的時(shí)鐘保持同步
脈沖頻率式:脈頻調制簡(jiǎn)稱(chēng)PFM。其特點(diǎn)是脈沖寬度為恒定值,通過(guò)調節開(kāi)關(guān)頻率來(lái)改變占空比,實(shí)現穩壓目的。其核心是PFM控制器。
脈頻調制式開(kāi)關(guān)電源特別適合于便攜式設備,它能在低占空比、低頻的條件下降低控制芯片的靜態(tài)電流。 通常情況下,采用PFM和PWM這兩種不同調制方式的DC-DC轉換器的性能不同點(diǎn)如下。
a、PWM控制型效率高并具有良好的輸出電壓紋波和噪聲。
b、PFM控制型即使長(cháng)時(shí)間使用,尤其小負載時(shí)具有耗電小的優(yōu)點(diǎn)。
c、PWM/PFM轉換型小負載時(shí)實(shí)行PFM控制,且在重負載時(shí)自動(dòng)轉換到PWM控制。
比較兩種開(kāi)關(guān)電源工作方式方案,我們選用脈寬調制。選用的PWM控制器為UC3843器件。
4.UC3843芯片介紹
UC3843是近年來(lái)問(wèn)世的新型脈寬調制集成電路,它具有功能全,工作頻率高,引腳少、外圍元件簡(jiǎn)單等特點(diǎn),它的電壓調整率可達0.01%V,非常接近線(xiàn)性穩壓電源的調整率。工作頻率可達500KHz,啟動(dòng)電流僅需1mA,所以它的啟動(dòng)電路非常簡(jiǎn)單。下面是它的主要特性:
l 最優(yōu)化的離線(xiàn)DC-DC變換器
l 單步脈沖控制電路
l 斷電停滯特性
l 雙脈沖抑制
l 大電流標識輸出
l 500kHz的工作頻率
各管腳功能說(shuō)明:
UC3843芯片八腳雙列直插封裝圖如下:
UC3843實(shí)物圖
5.電路中重要參數的計算
輸出電感的計算:(此計算公式的前提是CCM模式下的,CCM模式即電路工作在連續電流模式下,在各個(gè)工作狀態(tài)電感中電流都大于0。) 電感的紋波電流dI一般不超過(guò)最大輸出電流的30%。
最小感應系數有V=LdI/dt得Lmin=Vdt/dI。dI為電感紋波電流,dt為開(kāi)關(guān)導通時(shí)間,
V=Vin-Vout(V為電感兩端電壓)
dt=D*T;
D=Vout/Vin(為占空比)
T=(1/500K)s
四、設計內容
1、電路圖
2、PCB
3、 UC3843引腳輸出波形
3、接負載時(shí)PWM波
4、實(shí)物圖
5、實(shí)驗結果分析 數據統計
由實(shí)驗測試所得結果可以看出,我們所制作的電源效率上基本達到設計制作的基本要求,效率為80%左右。
五、 實(shí)習總結
通過(guò)這次實(shí)習我們對制作DC-DC電源有了更深的了解,認真學(xué)習了解并掌握電源的工作原理,器件規格的計算與選擇。對制作所用的芯片UC3843做了深入的了解和學(xué)習,掌握了該芯片的工作原理和特性,以及它所適合的應用場(chǎng)所。實(shí)習過(guò)程我們也同時(shí)學(xué)會(huì )了altium designer軟件的使用,使用這款軟件我們畫(huà)出電源原理圖,生成pcb板,繪制電源的三維立體模型等。在這個(gè)過(guò)程中我們提高了動(dòng)手能力,理論聯(lián)系實(shí)踐的能力,解決問(wèn)題的能力。在這次實(shí)習過(guò)程中我們充分發(fā)揮了團隊的力量,每個(gè)人都有自己分工,時(shí)間利用率,制作效率都非常高。完成實(shí)習任務(wù),對于我們這個(gè)小組每個(gè)人來(lái)說(shuō)都取得了很大的進(jìn)步,學(xué)習了很多的知識,取得的經(jīng)驗是難能可貴的。
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