电源实验报告

简易直流开关电源的制作总结报告

一、 任务

制作一个简易直流开关电源，掌握直流开关电源的电路组成、工作原理和参数设计编程，并采用通用元件LM393、LM358等进行设计和制作。

二、 要求

1、制作一个DC 升压变换器，输入电压为10V ，输出电压为15～20V 连续可调；

2、输出电流为100mA ；

3、在输出电压为15V ，输出电流为100mA 条件下，输出电压纹波≤0.2V P-P 。

三、工作原理：

直流开关电源的原理是采用PWM 波控制开关管的导通和截止，由直流电压和三角波比较产生。比较器LM393的一半U1用作三角波发生器，另一半U2产生PWM 波，控制开关管Q ，通过电感L 、电容C 的充放电实现开关升压变换；为了使输出电压稳定，U3用作误差放大器，把输出电压值和基准值做差分，误差送U2，起到稳定输出电压的作用。

基取

输出U o

图3 简易开关电源工作原理框图

四、总体电路图设计:

此电路分为3个模块：三角波发生器，DC-DC 升压电路（BOOST ），误差放大器。 其中Boost 升压电路中的电感L 和电容C 计算如下：

(1) (2)2 (3)i S o O s pp

U D L f I I D C f V -==(1) (2)2 (3)i S o O s pp

U D L f I I D C f V -=

=

式中Ui 为电源电压，占空比D 由升压倍数决定，若输入电压Ui 为15V ，输出电压Uo 为30V ，则根据公式占空比D 为0.5；Io 为输出电流，f 是驱动三极管或MOS 功率管开关的频率，一般取20～50KHz ； Vpp 是输出电压的波动值，取2～3V 为佳。

由于题目中有要求在输出电压为15V ，输出电流为100mA 条件下，输出电压纹波≤0.2V P-P 。所以通过上述式子可以算出频率，电容大小还有负载阻值。

五、制作中遇到的问题：

1、输出电压调不到20v 。

解决方法:将误差放大器的增益扩大。

2、输出电压纹波较大。

解决方法：电源输出时先加个电容滤波，因为电源自身带有一定幅度的纹波，然后在输出端加个大电容来滤波使得纹波尽量小。

3、输出电压较大时负载很烫。

解决方法：换用功率电阻，或者采用10个1.5k 的电阻并联用来分流。

四、测试记录：

1、波形测试： 三角波频率 KHz 、幅度 V 、是否有PWM 波 ；

2、把电路1、2连通，调节W ，观察是否有PWM 波： ，输出电压 ；

3、输出5～10V 数字设定调节： 、 、 、 、 、 ；

五、问答题：

1、输出电压Uo 和PWM 波的什么参数有关，它们的数学关系是什么？

2、若开关频率为10KHz ，Vcc 为10V ，输出电压Uo 为20V ，计算L 、C 的参数。 答：1、输出电压与pwm 波的占空比D 有关

数学关系式为：

• 输入和输出电压的关系：

• Uo=Ui/(1－D)

• D 为pwm 波占空比；

Ui 为电源输入电压；

2、根据下列式子

将频率电压代入后可以算出L，C为：

先算出占空比D为0.5，从而代入式子中，算出L=2.5mH，C=25uF。