模电课程设计—开关电源

《模拟电子线路》

课程设计报告

题目：基于TL3842的升压电路设计班级：12电信本2

学号：1111111111

姓名：XXX

同组成员：姚X阳、严X涛

指导教师：X琼、X文X

2014年6月25日

目录

1 课程设计目的 (1)

2 题目描述和要求 (1)

3 电路设计 (1)

3.1 系统设计思路 (1)

3.2 Boost电路结构分析 (3)

3.3 推导与计算 (5)

4 LTspice仿真 (6)

5 电路焊接与调试 (8)

5.1 元件清单 (8)

5.2 电路焊接 (9)

5.3 电路测试 (9)

6 总结 (12)

7 指导教师意见 (13)

参考文献 (13)

基于TL3842的升压电路

1 课程设计目的

模拟电子线路课程设计是对自身的模拟电子线路知识的一个检验，基础知识扎实与否很大程度决定了设计出来的产品效果，若出现问题可运用所学过的知识进行判断修改，具体目的如下。

（1）加强对模拟电路知识的运用。

（2）学习Proteus、LTspice等仿真软件的使用。

（3）会运用LTspice工具对所做出的理论设计进行模拟仿真测试，进一步完善理论设计。

（4）通过查阅元件手册和文献资料，熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用元器件的原则，找到最合适电路的元器件。

（5）熟悉电子仪器的正确使用方法，能够分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的意外问题。

（6）学会撰写课程设计报告。

2 题目描述和要求

开关电源是一种效率高、功耗小、稳定性可靠性高的电源，相比线性稳压电源有点明显，因此与时俱进，我们小组决定做开关电源，具体描述如下。（1）课程设计题目：利用TL3842制作一个BOOST DC-DC变换器，即升压式开关电源。

（2）课程设计要求：输入直流电压Vmin=18V，Vmax=30V。输入稳定的36V直流电压，并且纹波电压V<10mV。

3 电路设计

3.1 系统设计思路

在实际应用中经常会涉及到升压电路的设计,对于较大的功率输出,如70W 以上的DC／DC升压电路,由于专用升压芯片内部开关管的限制,难于做到大功率升压变换,而且芯片的价格昂贵,在实际应用时受到很大限制。考虑到Boost升压结构外接开关管选择余地很大,选择合适的控制芯片,便可设计出大功率输出的

DC／DC升压电路。 TL3842是一种电流型脉宽调制电源芯片,价格低廉,广泛应用于电子信息设备的电源电路设计,常用作隔离回扫式开关电源的控制电路,根据TL3842的功能特点,结合Boost拓扑结构,完全可设计成电流型控制的升压DC／DC电路,且外接元器件少,控制灵活,成本低,输出功率容易做到100W以上,具有其他专用芯片难以实现的功能。

TL3842作为控制的Boost电路拓扑结构如图3-1所示。

图3-1 TL3842控制的DC/DC升压电路结构图

TL3842作为控制的Boost电路图如图3-2所示。

图3-2 TL3842控制的DC/DC升压电路图

图3-2中输入电压Vi=18~30V，即给芯片供电，又给升压转换。开关管以

TL3842设定的频率周期开闭，使电感L储能并释放能量。当开关管导通时，电感以Vi/L的速度充电，把能量储存在L中。当开关截止时，L产生反向感应电压，通过二极管D把储存的电能以（Vo-Vi）/L的速度释放到输出电容C2中。输出电压由传递的能量多少来控制，而传递能量的多少通过电感电流峰值来控制。

整个稳压过程由两个闭环控制，即:

闭环1 输出电压通过取样反馈给误差放大器，用于同放大器内部的2.5V基准电压比较后产生误差电压，误差放大器控制由于负责变化造成的输出电压变化。

闭环2 Rs为开关管S极到公共端间的电流检测电阻，开关管导通期间流经电感L的电流在Rs上产生的电压送至PWM比较同相输入端，与误差电压进行比较后控制调制脉冲的脉宽，从而保持稳定的输出电压。误差信号实际控制着峰值电感电流。

3.2 Boost电路结构分析

Boost电路原理图如图3-3所示。

图3-3 Boost电路原理图

在图3-3中VT为开关功率管，L为储能电感，VD为整流二极管，应还有一个C为输入滤波电容，Co为输出滤波电容，RL为负载电阻。因开关管与负载并联，所以图3-3所示电路又称为并联型开关变化电路。

该电路属于非隔离型功率变换器，非隔离型变换器具有电路简单、工作可靠等优点，但Boost变换器只能升压，还具有以下缺点：变换器电路输入、输出共用一个公共点，不能实现直流隔离；变换器只能单路输出供电，不能多路供电。

Boost 升压拓扑结构电路基本波形如图3-4所示。

图3-4 Boost 升压拓扑结构电路基本波形

开关管导通时，设L 中电流变化为1L I ∆，由图3-3得

ON L L I t I L U U /1∆⋅==

L t U I ON I L /1=∆

在OFF t 期间，开关管基极电位为低电平，开关管截止，L 中电流不能突变，它所产生的感生电动势阻止电流减小，产生的感生电动势阻止电流减小，产生的感生电动势极性为左负右正，二极管导通。电感中储存的能量产生电流向C 充电和负载RL 供电。

开关管截止时，设L 中电流变化为2L I ∆，由等效电路得

L t U Uo I OFF I L /)(2-=∆

在电路稳定状态下，21L L I I ∆=∆。令T t ON /=δ，可得

)1/()]1/(1[δδδ-=-+=I I U U Uo