DC-DC升压稳压变换器设计(DOC)
一款DC_DC升压开关电源的设计
| 123一款DC－DC升压开关电源的设计梁启文（湛江师范学院 信息学院，广东 湛江 ５２４０４８）摘 要：介绍了一种单端反激式ＤＣ—ＤＣ变换电路。
以固定频率脉宽调制控制集成ＴＬ４９４为核心，设计制作了一款升压型开关稳压电源，并对该电源进行了实验测试，其测试结果表明：该开关稳压电源具有输入电压范围宽、高负载稳定度、效率高、工作可靠等优点。
关健词：开关电源；ＤＣ—ＤＣ升压；ＴＬ４９４；光电耦合中图分类号：ＴＭ５６４．９ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３－７２４１（２００８）０４－０１２３－０３A DC-DC Boost Switching Power SupplyLIANG Qi-wen(School of Information Science and Technology ,Zhanjiang Normal College , Zhanjiang 524048 China)Abstract: This paper introduces a single-end fly-back DC-DC inverter circuit. The boost switching power supply is based on TL494 with the characteristic of PWM of constant frequency. The design of the power supply is verified by testing. Keywords: switching power supply; DC-DC step-up; TL494; photo coupling收稿日期：２００７－０１－１４１ 引言开关稳压电源是一门涉及众多学科的复杂技术，它已广泛用于工业、交通、电力、通信、家用电器等领域，现已成为十分热门的技术［１］。
本文就是利用开关电源中的脉冲宽度调制器（ＰＷＭ）技术，采用ＴＬ４９４集成器件设计一种ＤＣ—ＤＣ升压型开关稳压电源，输入交流电压范围为１５～２１Ｖ，直流输出电压为３０－３６Ｖ可调、输出电流为１Ａ，本方案使用的元件少，具有成本低、系统可靠、性能高等优点。
DCDC升压稳压变换器设计
DCDC升压稳压变换器设计DC-DC升压稳压变换器是一种常见的电源变换器，用于将低压直流电源（如电池）的电压升高为所需的高压输出。
本文将介绍DC-DC升压稳压变换器的设计原理、组成部分及其工作原理，并进行详细的分析和说明。
DC-DC升压稳压变换器设计的主要目标是将输入直流电压升压到所需的输出电压，同时保持输出电压稳定且具有良好的电流调整性能。
为了实现这一目标，设计者需要考虑以下几个方面：1.输入输出电压和电流：首先确定所需输出电压和电流的数值。
根据要求选择相应的元件和电路拓扑结构。
2. 拓扑结构选择：常见的DC-DC升压稳压变换器拓扑结构有Boost、Flyback和SEPIC等。
选择适合的拓扑结构需要考虑功率转换效率、元件数量和输入输出电流等因素。
3.元件参数选择：选择合适的功率开关管、电感、电容和二极管等元件参数。
元件的选择需考虑其工作频率、电流承受能力和输出纹波等因素。
4.控制电路设计：设计合适的开关控制电路，能够实现稳定的输出电压。
常用的控制电路有单片机控制、模拟控制和PWM控制等。
采用合适的控制方法可以保持输出电压的稳定性和动态响应性。
5.保护电路设计：为了保护DC-DC升压稳压变换器和被供电设备的安全，需要考虑过压、过流和短路保护等电路设计。
这些保护电路可以提高系统的可靠性和安全性。
在进行具体的设计时，首先需要确定输出电压和电流的数值要求，并进一步计算电路参数。
然后选择合适的拓扑结构和元件，并设计出合适的控制电路和保护电路。
接下来进行电路仿真和实验验证，对设计结果进行验证和调整，确保电路性能和稳定性。
最后对整个设计过程进行总结和文档记录。
综上所述，DC-DC升压稳压变换器设计是一个复杂而关键的过程，需要考虑多个因素并进行系统性的设计和调试。
通过合理设计和优化，可以得到稳定性好、效率高且尺寸小巧的DC-DC升压稳压变换器。
这些变换器可以广泛应用于各种电子设备和系统中，如移动电源、电动车充电器和太阳能系统等。
基于UC3843的高效DC-DC升压电路设计
基于UC3843的高效DC-DC升压电路的设计***摘要：这是基于UC3843芯片的DC-DC转换器。
系统实质是一个振荡电路，在输入电压为8-13V的情况下，将输入电压通过整流滤波电路，将输出电压与基准电压的比较信号，输入UC3843芯片进行处理，控制NMOS的开断，从而实现直流升压并保证输出电压的稳定，经过稳压后，该电源可输出16V和19V两档的电压，经过实际测试，符合可编程序控制器专用电源的标准。
这种转换电能的方式，不仅应用在电源电路，广泛应用于现代电子产品。
开关电源从小、薄、轻的角度，优越于传统电源，特别是在如液晶显示器的背光电路、日光灯的驱动电路等。
0 引言现代电子器件课程设计题目是要我们做一个DC-DC升压电路，其实也就是做一个稳压电源，综合我国的现状来看，有比较古老的线性电源和相对来说比较新颖的开关电源。
其中开关电源具有工频变压器所不具备的优点，新型、高效、节能的开关电源代表着稳压电源的发展方向，因为开关电源内部工作于高频率状态，本身的功耗很低，电源效率就可做得较高，一般均可做到80%，甚至接近90%。
这样高的效率不是普通工频变压器稳压电源所能比拟的。
开关电源常用的单端或双端输出脉宽调制（PWM），省去了笨重的工频变压器，可制成几瓦至几千瓦的电源。
用于脉宽调制的集成电路很多，我们选择的是UC3843这个芯片。
1 系统原理框图设计根据课程设计的要求，系统输入采用8V-13V直流供电，输出为16V，19V两档可调设计。
电压输入系统后，经过滤波和升压模块达到要求的电压，再经过滤波和调挡模块输出要求的电压。
其原理框图如图1所示。
图1 系统原理框图2UC3843介绍2.1 UC3843的主要特性图2 UC3842-UC3845的外形图。
UC3843是近年来问世的新型脉宽调制集成电路，它具有功能全，工作频率高，引脚少外围元件简单等特点，它的电压调整率可达0.01%V，非常接近线性稳压电源的调整率。
DC—DC升压开关变换器设计
DC—DC升压开关变换器设计本设计设计了相应的硬件电路，研制了一款小功率开关电源。
整个系统包括主电路、控制电路、驱动电路、保护电路和反馈电路几部分内容。
系统主电路由Boost升压斩波电路和相应的滤波保护电路组成。
控制电路包括主电路开关管控制脉冲的产生和保护电路。
论文具体地介绍了主电路、控制电路、驱动电路等各部分的设计过程，包括元器件的选取以及参数计算。
本设计中采用的芯片主要是PWM控制芯片SG3525、光电耦合芯片PC817和半桥驱动芯片IR2110。
设计过程中充分利用了SG3525的控制性能，具有较宽的可调工作频率，死区时间可调，具有输入欠电压锁定功能和双路输出电流。
标签：SG3525，开关稳压电源，PWM，升压斩波1绪论近年来，随着电力电子学的高速发展，电力供给系统也得到了很大的发展。
同时，人们对电源的要求也越来越高。
在高效率、大容量、小体积之后，对电源系统的输入功率因数和软开关技术也提出了更高的要求。
电源是给电子设备提供所需要的能量的设备，这就决定了电源在电子设备中的重要性。
电子设备要获得好的工作可靠性必须有高质量的电源，所以电子设备对电源的要求日趋增高。
相对于线性稳压电源来说，开关稳压电源的优点更能满足现代电子设备的要求。
但是，由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率，近年来国内外的专家学者提出了众多的电路拓扑，使得软开关技术成为电力电子技术研究的热点。
因此对于现代的开关电源功率交换技术的发展趋势，可以概括为：高频化、高效率、无污染和模块化。
2开关电源概况2.1开关电源基本拓扑结构开关变换器是电能变换的核心装置。
按转换电能的种类，可把变换器分为四类：①直流变换器（DC-DC），将一种直流电能转换为另一种或多种直流电能的变换器，是直流开关电源的主要部件；②逆变器（DC-AC），将直流电能变为交流电能的电能变换器，是交流开关电源和不间断电源UPS的主要部件；③整流器（AC-DC），将交流电转为直流电的电能变换器；④交交变频器（AC-AC），将一种频率的交流电转换成另一种频率可变的交流电，或者将一种频率可变的交流电转变为恒定频率的交流电的电能变换器。
基于TL494的DC-DC升压稳压变换器设计
电力电子技术课程设计报告设计课题：基于TL494的脉宽调制电路应用专业班级：学生学号：学生姓名：指导老师：师学院物理与电子信息工程系目录一、设计任务要求 (3)二、设计方案分析 (3)2.1、DC-DC升压变换器的工作原理 (4)2.2、DC-DC升压变换器输入、输出电压的关系 (5)2.3、DC-DC变换器稳压原理 (6)2.4、集成脉宽调制控制器TL494介绍 (6)三、主要单元电路设计 (8)3.1、DC-DC升压变换器主回路设计 (8)3.2、DC-DC变换器控制电路设计 (10)四、系统安装与调试 (12)五、总结 (12)六、附录 (13)基于TL494的DC-DC升压稳压变换器设计一、设计任务要求基于TL494设计一个将12V升高到24V的DC-DC变换器。
在电阻负载下，要求如下：1、输出电压U0=24V。
2、最大输出电流I0max=1A。
3、当输入UI=11~13V变化时，电压调整率SV≤2%（在I0=1A时）。
4、当I0从0变化到1A时，负载调整率SI≤5%（在UI=12V时）。
5、要求该变换器的在满载时的效率η≥70%。
6、输出噪声纹波电压峰-峰值U0PP≤1V（在UI=12V，U0=24V，I0=1A 条件下）。
7、要求该变换器具有过流保护功能，动作电流设定在1.2A。
二、设计方案分析2.1、DC-DC升压变换器的工作原理DC-DC功率变换器的种类很多。
按照输入/输出电路是否隔离来分，可分为非隔离型和隔离型两大类。
非隔离型的DC-DC变换器又可分为降压式、升压式、极性反转式等几种；隔离型的DC-DC变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。
下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC变换器的工作原理。
图1（a）是升压式DC-DC变换器的主电路，它主要由功率开关管VT、储能电感L、滤波电容C和续流二极管VD组成。
电路的工作原理是，当控制信号Vi 为高电平时，开关管VT 导通，能量从输入电源流入，储存于电感L 中，由于VT 导通时其饱和压降很小，所以二极管D 反偏而截止，此时存储在滤波电容C 中的能量释放给负载。
基于TL494的DC-DC升压稳压变换器设计
电力电子技术课程设计报告设计课题：基于TL494的脉宽调制电路应用专业班级：学生学号：学生姓名：指导老师：漳州师范学院物理与电子信息工程系目录一、设计任务要求 (3)二、设计方案分析 (3)2.1、DC-DC升压变换器的工作原理 (4)2.2、DC-DC升压变换器输入、输出电压的关系 (5)2.3、DC-DC变换器稳压原理 (6)2.4、集成脉宽调制控制器TL494介绍 (6)三、主要单元电路设计 (8)3.1、DC-DC升压变换器主回路设计 (8)3.2、DC-DC变换器控制电路设计 (10)四、系统安装与调试 (12)五、总结 (12)六、附录 (13)基于TL494的DC-DC升压稳压变换器设计一、设计任务要求基于TL494设计一个将12V升高到24V的DC-DC变换器。
在电阻负载下，要求如下：1、输出电压U0=24V。
2、最大输出电流I0max=1A。
3、当输入UI=11~13V变化时，电压调整率SV≤2%（在I0=1A时）。
4、当I0从0变化到1A时，负载调整率SI≤5%（在UI=12V时）。
5、要求该变换器的在满载时的效率η≥70%。
6、输出噪声纹波电压峰-峰值U0PP≤1V（在UI=12V，U0=24V，I0=1A条件下）。
7、要求该变换器具有过流保护功能，动作电流设定在1.2A。
二、设计方案分析2.1、DC-DC升压变换器的工作原理DC-DC功率变换器的种类很多。
按照输入/输出电路是否隔离来分，可分为非隔离型和隔离型两大类。
非隔离型的DC-DC变换器又可分为降压式、升压式、极性反转式等几种；隔离型的DC-DC变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。
下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC变换器的工作原理。
图1（a）是升压式DC-DC变换器的主电路，它主要由功率开关管VT、储能电感L、滤波电容C和续流二极管VD组成。
电路的工作原理是，当控制信号Vi 为高电平时，开关管VT 导通，能量从输入电源流入，储存于电感L 中，由于VT 导通时其饱和压降很小，所以二极管D 反偏而截止，此时存储在滤波电容C 中的能量释放给负载。
升压式DC-DC变换实验系统设计
吉林化工学院毕业设计说明书升压式DC-DC变换实验系统设计Design of Boost DC-DC Converter Experiment System学生学号：08550227学生姓名：王索成专业班级：电气0802指导教师：孙黎、刘刚职称：讲师、副教授起止日期：2012.2.27-2012.6.12吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology吉林化工学院毕业设计说明书- I -摘 要论述了升压式DC-DC 变换实验系统设计及制作的过程，经理论分析及实验调整设计出了以单片机为核心的控制电路，编制了C430语言控制程序，使用Protel 绘制了印刷电路版图，制作出了原理样机。
升压式DC-DC 变换实验系统主要由MSP430F169单片机系统、LCM12864显示模块、键盘电路、整流滤波电路、升压式DC-DC 变换电路、PWM 驱动电路和输出电压检测电路等构成。
该系统将220V 交流电经降压变压器变换后转换成18V 交流电，通过整流滤波转换成为直流电作为升压式DC-DC 变换电路的E ，然后单片机会根据操作者设定的电压值来调整PWM 的脉宽来调节输出电压O U ，同时单片机也会根据输出电压检测电路对输出电压的采样值来进一步调整输出电压O U ，从而保证系统在电源电压波动或者负载变化时能及时调整输出电压O U 的稳定。
本系统电压输出范围20-40V ，同时能够在液晶显示器上显示设定值电压和实际的输出电压值。
通过对原理样机进行检验，达到了设计的要求。
关键词：DC -DC 变换；MSP430F169；PWM升压式DC-DC变换实验系统设计AbstractThis paper discusses the design and production process of boost DC-DC converter system design. Through theoretical analysis and experimental adjusted, designing control circuit based on single-chip microcomputer as the core components, and C430 language of control procedures, mapping the printed circuit diagram by Protel and making a prototype. The boost DC-DC converter system design is made of MSP430F169, LCM 12864display, keyboard circuit, resistance of rectifier-filter circuits, boost chopper circuit, PWM driving circuit, out voltage detection circuit and so on. The system will be 220V AC by the transform of the step-down transformer to convert 18V AC rectifier filter to convert DC as a step-up DC-DC conversion circuit, and then the microcontroller according to the voltage value set by the operator to adjust the PWM pulse width to regulate the output voltage, the microcontroller will be based on the output voltage detection circuit to adjust the output voltage sampling value of the output voltage, thus ensuring the system time to adjust the output voltage stable power supply voltage fluctuations or load changes. The voltage output range of the system is 20-40V, at the same time it makes set value and the actual value of the output voltage display on the LCM 12864display. It meets the design requirements after the inspection of the prototype.Key Words：DC-DC converter；MSP430F169；PWM- II -吉林化工学院毕业设计说明书目录摘要 (I)Abstract ..............................................................................................................................................I I 第1章绪论. (1)1.1 课题背景和意义 (1)1.2 DC-DC变换器的定义及分类 (1)1.3 DC-DC变换器的基本工作原理 (1)1.3.1 降压斩波电路 (1)1.3.2 升压斩波电路 (3)1.4 课题要求及系统框图设计 (5)第2章MSP430F169单片机系统设计 (6)2.1 MSP430F169单片机的简介 (6)2.1.1 MSP430 单片机的发展 (6)2.1.2 MSP430F169单片机结构及特点 (7)2.1.3 MSP430F169单片机引脚说明 (8)2.2 单片机小系统设计 (9)2.3 显示器LCM12864简介 (10)2.3.1 中文图形液晶显示模块主要特性 (10)2.3.2 模块的硬件说明 (11)2.3.3 操作时序 (11)2.3.4 初始化流程 (13)2.4 键盘电路设计 (14)第3章升压式DC-DC变换电路设计 (15)3.1 整流滤波电路的设计 (15)3.2 升压式DC-DC转换电路的设计 (15)3.3 PWM驱动电路 (16)3.4 输出电压检测电路 (17)第4章软件流程设计 (18)4.1 IAR Embedded Workbench IDE软件使用 (18)4.1.1 IAR Embedded Workbench IDE 简介 (18)4.1.2 IAR Embedded Workbench IDE 操作步骤 (18)4.2 反馈调节设计 (18)- III -升压式DC-DC变换实验系统设计4.3 主程序 (18)4.4 看门狗中断子程序 (19)4.5 定时器A中断子程序 (20)第5章印刷电路板设计 (21)5.1 印刷电路板基本概念 (21)5.2 印刷电路板布线 (23)5.3 印刷电路板图设计 (25)5.3.1 电路原理图设计 (25)5.3.2 印刷电路板设计 (26)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)- IV -吉林化工学院毕业设计说明书- 1 -第1章 绪论1.1 课题背景和意义DC-DC 直流变换作为开关电源的一个重要组成部分，广泛应用于工业生产、家用电器、计算机、航天卫星、军事科研等领域中，用于对电能进行转换、加工和调节。
DC—DC变换器-10页精选文档
DC-DC升压稳压变换器设计一、设计任务：设计一个将12V升高到24V的DC-DC变换器。
在电阻负载下，要求如下：1、输出电压U0=24V。
2、最大输出电流I0max=1A。
3、当输入U I=11~13V变化时，电压调整率S V≤2%（在I0=1A时）。
4、当I0从0变化到1A时，负载调整率S I≤5%（在U I=12V时）。
5、要求该变换器的在满载时的效率η≥70%。
6、输出噪声纹波电压峰-峰值U0PP≤1V（在U I=12V，U0=24V，I0=1A条件下）。
7、要求该变换器具有过流保护功能，动作电流I0(th)设定在1.2A。
二、设计方案分析1、DC-DC升压变换器的工作原理DC-DC功率变换器的种类很多。
按照输入/输出电路是否隔离来分，可分为非隔离型和隔离型两大类。
非隔离型的DC-DC变换器又可分为降压式、升压式、极性反转式等几种；隔离型的DC-DC变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。
下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC变换器的工作原理。
图1（a）是升压式DC-DC变换器的主电路，它主要由功率开关管VT、储能电感L、滤波电容C和续流二极管VD组成。
电路的工作原理是：当控制信号V i为高电平时，开关管VT导通，能量从输入电源流入，储存于电感L中，由于VT导通时其饱和压降很小，所以二极管D反偏而截止，此时存储在滤波电容C 中的能量释放给负载。
当控制信号V i 为低电平时，开关管VT 截止，由于电感L 中的电流不能突变，它所产生的感应电势将阻止电流的减小，感应电势的极性是左负右正，使二极管D 导通，此时存储在电感L 中的能量经二极管D 对滤波电容C 充电，同时提供给负载。
电路各点的工作波形如图1（b ）。
图1 DC-DC 升压式变换器电路及工作波形 2、DC-DC 升压变换器输入、输出电压的关系假定储能电感L 充电回路的电阻很小，即时间常数很大，当开关管VT 导通时，忽略管子的导通压降，通过电感L 的电流近似是线性增加的。
DC-DC升降压电路设计
升降压开关电源设计题目（三）
电源的基本要求
（1）基本电路包括DC/DC，电流保护等基本模块，并具有相应的测试点(2’)
（2）输出Uo可调范围：10V~15V（10’）
（3）最大输出电流Imax：1.0A（10’）
（4）稳压输入DC/DC电压变化从8V变化到10V的调整率小于10%（10’）
（5）输出电流Io从0变1.0 A，负载调整率小于10%（DC/DC 的输入电压为10V）（10’）
（6）DC/DC变换器的效率大于85%（15’）
（7）输出纹波电压峰峰值小于1V（Uo=15V,，Io=500mA）（10’）
（8）具有过流保护功能，动作电流Io=1.5 A（10%容量）（10’）
（9）报告针对上面设计要求逐项给出设计原理与仿真分析（20’）
发挥部分:：
（10）最大输出电流Imax：2.0 A （10’）
（11）稳压输入DC/DC电压变化从5 V变化到10 V的调整率小于5% （10’）
（12）输出电流Io从0变2A，负载调整率小于5%（DC/DC 的输入电压为10 V）（10’）
（13）DC/DC变换器的效率大于90% （20’）
（14）输出纹波电压峰峰值小于0.5 V（Uo=15V,，Io=1.0 A）（10’）。
DC-DC升压稳压变换器设计
课程设计报告课程明称电子技术题目DC—DC升压稳压变换器设计系部专业班级姓名学号指导老师2014年1月6日目录摘要 (1)一．设计目的 (1)二．设计要求 (1)三．开关电源简介…………………………………………………………………。
.1 四．DC/DC变换器原理………………………………………………………….。
24.1Booster型DC/DC变换器……………………………………………。
24。
2Buck型DC/DC变换器 (3)4.3Buck. Booster型变换器 (4)4.4Cuk型变换器 (5)4。
5pwm工作方式………………………………………………………………。
54.6PFM工作方式……………………………………………………………….。
64。
7PSM调制模式……………………………………………………………….。
6 五.外围元器件的选择………………………………………………………………….。
65。
1电容的取值 (7)5.2电感的取值 (7)5。
3运放的选择……………………………………………………………………。
85。
4功率输出级的设计 (8)六．方案分析 (9)七．电路设计……………………………………………………………………………。
107。
1复合管准互补推免电路的实现…………………………………。
107。
2整体电路原理图……………………………………………………………。
107.3对电路各部分的定性说明及定量计算…………………………。
117.4直流稳压源..............................................................................。
11 八．保护电路.......................................................................................。
12 九.安装调试.. (13)十．心得体会…………………………………………………………………………….。
DC升降压变换器的设计与仿真.doc
DC升降压变换器的设计与仿真. 1介绍电力电子设备，也称为电力电子设备。
它主要研究各种电力电子器件和由这些电力电子器件构成的各种电路或器件，以完成电能的转换和控制。
在自动化专业的专业基础技能设计中，课程设计是自动化专业学生非常重要的实践教学环节。
通过设计，学生可以巩固和加深对变换器电路基础理论的理解，提高运用电路基础理论分析和处理实际问题的能力，培养创新精神和能力。
斩波电路(DC斩波器)的功能是将直流电流转换成另一个具有固定电压或可调电压的直流电流，也称为直流-直流转换器(DC/DC转换器)。
DC斩波电路有多种类型，包括六种基本斩波电路: 降压斩波电路、升压斩波电路、降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路，前两者是最基本的电路。
应用Multisim 建立了电路的仿真模型，并在此基础上对带升降压斩波器的升压-降压电路进行了详细的仿真分析。
本文分析了升降压斩波电路的工作原理，并利用Multisim对其进行升压，主要研究各种电力电子器件以及由这些电力电子器件构成的各种电路或器件来完成电能的转换和控制。
在自动化专业的专业基础技能设计中，课程设计是自动化专业学生非常重要的实践教学环节。
通过设计，学生可以巩固和加深对变换器电路基础理论的理解，提高运用电路基础理论分析和处理实际问题的能力，培养创新精神和能力。
斩波电路(DC斩波器)的功能是将直流电流转换成另一个具有固定电压或可调电压的直流电流，也称为直流-直流转换器(DC/DC转换器)。
DC斩波电路有多种类型，包括六种基本斩波电路:降压斩波电路、升压斩波电路、降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路，前两者是最基本的电路。
应用Multisim 建立了电路的仿真模型，并在此基础上对带升降压斩波器的升压-降压电路进行了详细的仿真分析。
本文分析了升降压斩波电路的工作原理，并利用Multisim对电压进行升压:当可控开关v处于导通状态时，电源e通过v向电感l供电以存储能量，电流为I1，方向如图1所示。
基于UC3843的升压型DC-DC设计
电子技术课程设计报告设计课题：基于UC3843的升压型DC-DC设计专业班级：学生姓名：指导教师：设计时间：目录一设计任务与要求 (3)二集成稳压电源和开关电源的区别 (3)2.1 集成稳压器的组成 (3)2.2 开关电源的组成 (5)三开关电源的分类 (5)四常见开关电源的介绍 (6)4.1基本电路 (6)4.2 单端反激式开关电源 (7)4.3单端正激式开关电源 (8)4.4自激式开关稳压电源 (9)4.5 推挽式开关电源 (9)4.6 降压式开关电源 (10)4.7 升压式开关电源 (11)4.8 反转式开关电源 (11)五升压开关电源设计并计算参数 (11)5.1 Boost变换器 (12)5.2 uc3843的介绍 (13)5.3 电路参数设计 (14)六原理图和PCB图清单 (15)6.1原理图 (15)6.2元件清单 (16)6.3pcb图 (16)七性能测试结果分析 (18)八.结论与心得 (19)九.参考文献 (19)基于UC3843的升压型DC-DC设计一、设计任务与要求1．掌握PCB制板技术、焊接技术、电路检测以及集成电路的使用方法。
2．掌握UC3843的非隔离开关电源的设计、组装与调试方法。
3．研究开关电源的实现方法，并按照设计指标要求进行电路的设计与仿真。
具体要求如下：①分析、掌握该课题总体方案，广泛阅读相关技术资料，并提出自己的见解。
②掌握开关电源的工作原理。
③设计硬件系统并进行仿真，掌握系统调试方法，使系统达到设计要求。
主要技术指标设计要求：直流输入电压：9~12V；输出电压：30V；输出电流：0.8A；效率：≥66%。
二，集成稳压电源和开关电源的区别（1）、集成稳压器的组成图1 集成稳压器的组成电路内部包括了串联型直流稳压电路的各个组成部分,另外加上保护电路和启动电路。
1调整管在W7800系列三端集成稳压电路中，调整管为由两个三极管组成的复合管。
这种结构要求放大电路用较小的电流即可驱动调整管发射极回路中较大的输出电流，而且提高了调整管的输入电阻。
DC-DC升压变换器的设计与制作
昆明理工大学毕业设计（论文）
开题报告
题目： DC-DC升压变换器的设计与制作
学院：应用技术学院
专业：电子信息工程
学生姓名：
指导教师：
日期： 2011-2-25
设计（论文）的技术路线及预期目标：
1、技术路线
设计路线主要分为两个部分：
1、主回路（升高电压）
主要由功率开关管、储能电感、滤波电容、开关管和续流二极管组成。
利用无源元件电感和电容的能量储存特性，从输入电压获得能量，暂时把能量以磁场的形式存储在电感中，或者以电场的形式存储在电容之中，然后将其变换到负载，这样就完成升压功能。
2、控制电路（稳定电压）
由于主电路设计输出的电压在输入电压或负载变化时，往往是不稳定的，这时就需要设计一个控制电路来稳定输出电压。
根据主电路电压输出公式，采用脉冲频率调制（PFM）控制方式和脉宽调制（PWM）控制方式都能稳定输出电压，而本设计是采用脉宽调制（PWM）控制方式，保持脉冲的周期不变，通过改变开关管的导通时间，即脉冲的占空比，以实现输出电压的稳定。
也就是采用电压控制型调制方式来稳定输出电压。
这样控制电路主要由误差放大器、PWM比较器、振荡器、驱动电路组成。
其整体设计思路如下图：
通过这样技术路线把设计简单化、模块化，能使电路的制作和调试更加简单，成功的概率大大提高。
2、预期目标。
一种DC-DC升压转换器的设计
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄ：Ｐｏｒｔａｂｌｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｓ；Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ；ＤＣ－ＤＣ ｂｏｏｓｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ；Ｐｕｌｓｅ－ｓｋｉｐｐｉｎｇ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
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西北工业大学业
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Ｔｈｅ ｏｓｃｉｌｌａｔｕｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ＤＣ－ＤＣ ｂｏｏｓｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ａｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ
ｕｓｉｎｇ Ｈｓｐｉｃｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｅｒｒｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ｏｃａｌｌｌａｔｏｒ ｉｓ ３％ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒａｎｇ（－，ｔＯ。Ｃｔｏ ８５。ｃ）’ａｎｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｒａｎｇｅ（２．６Ｖ～５．５ｖ）． Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｐｏｒｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ ｉｓ ｗｉｔｉａｉｌｌ
容器的充电和放电，从而使输入电压以一定因数（ｏ．５，２或３）倍增或降低，从而得 到所需要的输出电压。这种特别的调制过程可以保证高达踯％的效率，而且只需
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课程设计报告课程明称电子技术题目DC-DC升压稳压变换器设计系部专业班级姓名学号指导老师2014年1月6日目录摘要 (1)一．设计目的 (1)二．设计要求 (1)三．开关电源简介 (1)四．DC/DC变换器原理 (2)4.1Booster型DC/DC变换器 (2)4.2Buck型DC/DC变换器 (3)4.3Buck. Booster型变换器 (4)4.4Cuk型变换器 (5)4.5pwm工作方式 (5)4.6PFM工作方式 (6)4.7PSM调制模式 (6)五.外围元器件的选择 (6)5.1电容的取值 (7)5.2电感的取值 (7)5.3运放的选择 (8)5.4功率输出级的设计 (8)六．方案分析 (9)七．电路设计 (10)7.1复合管准互补推免电路的实现 (10)7.2整体电路原理图 (10)7.3对电路各部分的定性说明及定量计算 (11)7.4直流稳压源 (11)八．保护电路 (12)九.安装调试 (13)十．心得体会 (13)十一.参考文献 (13)摘要本文设计了一款升压式DC／DC变换器，输入电压范围为2．7V到5．5V，适用锂离子电池供电的便携式设备，可输出高达18V的稳定输出电压，负载电流最大达200mA。
电路采用电压控制型PWM方式调制，内建频率为1．SMHz的振荡器。
采用同步整流技术提高系统效率。
同时对升压型变换器的模型建立进行了研究，设计了过温关断、欠压锁定等保护电路来提高系统可靠性。
此升压式DC／DC变换器的子模块由带隙基准电压源、误差放大器、PWM比较器、钳位电路、振荡器、系统补偿电路等单元电路组成。
一、设计目的根据设计要求，完成DC-DC升压稳压变换器的设计。
进一步加强对模拟电子技术知识的理解和对Protel软件的应用。
学习DC-DC升压稳压变换器的设计方法与小型电子线路系统的安装调试方法。
二、设计要求内容要求：设计一个将110V升高到220V的DC-DC变换器。
三．开关电源简介电源一般按习惯可以分为线性稳压电源(LDO)和开关稳压电源。
开关电源就是利用现代电力电子技术与微电子技术，控制半导体功率开关器件开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。
它代表着稳压电源的发展方向，现己成为DC／DC稳压电源的主流产品。
它通过用电子线路组成开关式(方波)电路来达到对电能的转换。
开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态，本身消耗的能量很低，电源效率可达80％以上，比普通线性稳压电源提高近一倍。
开关电源的发展经历了几个时期管稳压电源时期(1950年代)i晶体管稳压电源时期(1960年代．1970年代中期)、低性能稳压电源时期(1970年代．1980年代末期)、高性能的开关稳压电源时期(1990年代～至今)。
由于开关电源功耗小、效率高(可高达70％．95％)、体积小、重量轻、稳压范围宽、滤波效率高、不需要大容量滤波电容等优点，而线性电源效率低(一般低于50％)，并且电压转换形式单一(只有降压)等缺点，如今开关电源已逐渐取代线性电源。
当然线性电源因为其低噪声、纹波小的优点，在一些电子测量仪器、代线性电源AD／DA和取样保持电路中，线性电源仍然无法被开关电源取代。
开关稳压电源与线性稳压电源相比，其优点是小型、轻量、效率高。
它的这种优点适应电子设备的轻、薄、短、小与节能的要求，其应用范围迅速扩大。
目前它已成为国际上开发中、小功率开关电源、精密开关电源及电源模块的优选。
驱动集成电源市场蓬勃发展的主要原因有两个：首先是在提高性能的基础上，所有电子设备中使用的硅组件正不断增加；其次是消费性电子产品大量数字化的结果。
四．DC／DC变换器原理分析开关电源DC／DC变换器是将一种直流电压变换成另一种固定的或者可调的直流电压，也称为直流．直流变换器，它利用无源元件电感和电容的能量储存特性，从输入电压获得能量，暂时把能量以磁场的形式存储在电感中，或者以电场的形式存储在电容之中，然后将其变换到负载，实现DC／DC变换便携式电子产品通常需要多种电压，但是这些产品只能由一组电池供电，因此所需要的各种直流电压必须通过DC／DC变换器供给。
根据输入电路与输出电路的关系，DC／DC变换器可分为几种类型，降压型(Bulk)，升压型(Boost)和升压．降压型(Boost-Bulk)和反相型(Cul【)DC／DC变换器。
下面分别介绍这几种变换器的工作原理。
4．1 Boost型DC／DC变换器下图是Boost型DC／DC变换器拓扑结构，SW是受控制电路决定的周期性导通的开关， L为升压电感，D为续流二极管，C为滤波电容。
+图2．I Boost变换器拓扑结构开关导通时，输入电压加载在储能电感的两端，能量被储存在电感中而不传递给输出端，根据电感方程，有：由此可以推出：设输入电压‰保持不变，则有：其中五岫为开关SW导通前流过电感L的电流，由此可以看出，开关导通后，电感上的电流线性上升，开关上的电流也呈线性上升，在t=-t。
时刻，当开关导通的状态终止时，电感电流达到最大值：开关断开时，电感电压反向，该电压和电源电压叠加后，通过二极管D和负载电容C加载到负载两端，电感储存的能量通过二极管传递给输出端，同时直流源也给负载提供能量。
则有：在t。
时刻，流过电感L的电流为：当t-tl=to行时，流过电感的电流最小，其值为：将ILmin的表达式带入ILm戤的表达式中，得：该式经整理后可得：由上式可以看出，该电路的输出电压％高于输入电压‰，所以将其称为升压型DC／DC变换器。
工作过程中，开关的导通时间ton或关断时间ton都可以改变变换器的输出电压。
4.2 Buck型DC／DC变换器下图为Buck型DC／DC变换器结构示意图。
SW是受控制电路决定的周期性导通的开关，L和C分别为电感和滤波电容，D为整流二极管。
与前文中对Boost变换器的讨论相类似，根据稳态时电感电流的净增加量和净减少量要相等，得到Buck型变换器输入输出关系：在电感电流连续的条件下：在电感电流不连续的条件下：其中，其中D为开关SW的导通占空比j D2为二极管的导通占空比。
4.2 Buck．Boost型变换器Buck．Boost变换器是降压．升压混合电路，其输出电压可以小于输入电压，也可以大于输入电压，且输出电压极性与输入电压相反。
图为Buck-Boost电路的拓扑结构。
+在电感电流连续的条件下，得到：在电感电流不连续的条件下，得到：其中D为开关SW的导通占空比，D'为二极管的导通占空比。
由上式可知，当D<0．5 时，Buck．Boost电路是降压电路；当D>0．5时，Buck．Boost电路是升压电路：4.3Cuk型变换器Cuk变换器其实是由Boost和Buck两种变换器组合而成。
下图所示是一个Cuk 变换器。
它可以拆分成上面两种电路。
Cuk型电路的最大优点是工作在连续工作模式下时，它的Boost部分提供一个非常平滑的输入电流。
Buck部分提供平滑的输出电流。
与前文讨论类似，在电感电流连续的条件下，得到：在电感电流不连续的条件下，则有：由上式可知，当D<0．5时，Cuk电路是降压电路；当D>0．5时，Cuk电路是升压电路。
Buck-Boost电路和Cuk电路都是升降压型混合电路，故有很多共同特性，不同之处是Cuk电路借助电容来传输能量，而Buck-Boost电路借助电感来传输能量。
4.4 PWM工作方式PWM工作方式是指保持工作频率恒定，通过改变功率开关管的导通时间或者截止时间来改变占比的一种调制方式，是目前功率变换器中应用最为广泛的一种控制方式。
工作原理：首先对被控输出电压进行检测，得到反馈电压，将其加至运放的反相输入端，另一个精确的基准参考电压加至运放的同相输入端。
反馈电压与基准电压比较后输出直流误差电压，加至PWM比较器的同相输入端，另一个固定频率的振荡器产生锯齿波信号加至比较器的反相输入端，二者经过PWM比较器，输出一方波信号，此方波信号的占空比随着误差电压变化而变化，实现脉宽调制。
PWM控制的实质就是在输入电压，内部参数及外接负载变化的情况下，控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节主电路开关管的导通时间(即脉冲宽度)，保持脉冲的周期不变来达到稳定输出电压的目的pJ。
PWM反馈控制分为电压控制和电流控制。
4.5 PFM工作方式PFM是保持方波宽度不变，调节开关管的截止时间，通过改变脉冲频率来稳定输出电压。
其特点是：输出取样值控制频率控制器，占空比变化范围大，效率高，功耗低，输出电压的可调范围比PWM方式大。
并且在负载变化范围大的情况下，可得到较高的效率。
但是，滤波电感为了能适应较宽的频段，其体积和重量必定也要增大。
工作原理：取自输出端的反馈电压加在误差放大器的反相输入端，另一个精确的基准电压加在误差放大器的同相输入端，二者之间的压差被放大后去控制可变频率控制器。
可变频率控制器是一个压控频率变换器，提高输入电压就能提高输出脉冲的频率。
输出电压的改变就是通过调整开关频率得到调整的。
PFM控制的实质就是在轻负载的情况下，变换器只有比较稀的脉冲群，在脉冲群与脉冲群之间个基本点功率管都关断，电路空闲不工作，电感电流为零。
在这个过程中，输出电容为负载提供电流。
当输出电容放电，使得电压低于基准电压时，变换器重新工作，再产生一些脉冲群，使得输出电容被充电。
显然，电路中与负载无关的损耗减小，随着负载电流的减小，空闲时间增加。
4.6、PSM调制模式PSM是通过改变有效工作频率来改变输出功率的控制方式。
其开关损耗与输出功率成正比，效率几乎与负载无关。
工作原理：控制器对输出电压进行检测，如果在一个时钟周期内输出的电压值低于额定值，则这个周期内开关管导通。
否则开关管截止。
这样就可以使得输出电压稳定在额定值左右。
PSM通过控制开关管在一个周期内是否导通来调节输出功率。
在达到稳定后，开关管的平均工作频率，即有效频率由负载决定。
如果负载足够大，开关管将在每个周期内导通，此时有效频率达到最大工作频率f=1／T。
在一般情况下，开关管只在部分周期内导通，此时有效频率fc将小考虑到PWM调制方式控制电路简单，灵活，动态响应比较好，文中设计采用PWM调制方式。
五、外围元器件的选择在选择外围电路的器件参数时，需要考虑到以下几个因素根据工作模式和电流能力选择电感型号，包括最大饱和电流和电感值。
电感应选择直流电阻较低，饱和电流较大的功率电感。
当流经电感的电流较大时，由于磁芯的饱和将使实际电感值下降，所以应选用饱和电流大于实际流过电感的峰值电流的电感。
过小的电感量将会使电感电流不连续造成电流输出能力降低，输出纹波较大。
感值过大会造成瞬间响应变差，并增加DC／DC变换器的体积。
电感值的选取应当以实际输入输出条件及对输出纹波瞬态响应等要求为依据。