DC-DC电源变换器的设计与制作

DC-DC 电源变换器的设计与制作

综合实训技术报告

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目录

目录 (2)

概要 (3)

1、课题内容及求 (4)

2、设计方案及原理图 (5)

3、电路实物图及PCB覆铜面 (13)

4、元器件选择 (16)

5、芯片资料 (20)

6、参考资料及网站 (27)

7、致谢 (27)

第一章：概要

DC-DC电源变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压，这种技术被应用于无轨电车，地铁列车，电动车的无级变速和控制，同时使上述控制获得加速平稳，快速响应的性能，并能同时收到节约电能的效果。开关电源以其效率高、功率密度高而在电源领域中占主要地位，为了以更低的功耗获得更高的速度和更加的性能，半导体器件正在向1V工作电压发展，这也对DC/DC变换器提出了更高的要求。除了需要增添更多的功能外，还需要延长电池的寿命，并缩小系统体积。目前仍以PWM型DC/DC产品为主流产品。

本设计对一种新颖的DC/DC变换器的设计和实现进行了论述，开关电路设计实现了输入为12V，输出为+5V/0.8A和28V/0.5A的集成DC/DC变换器MC34063。线性部分实现输入12V，输出分别为5V/1A、2~9V/0.3A、3.3V/0.5A。

课题内容及求课题基本内容内容：

输入电压12V±10%

12V/2A 开

关

切

换

开关

电源

28V/0.2A

5V/0.8A

线性

电源

5V/1A

3.3V/0.5A

2V/9V

课题要求：

1、用开关切换的方式实现DC/DC开关电源和DC/DC线性电源。

2、DC/DC开关电源输出电压要求:

28V/0.5A，纹波≤0.28Vpp(Vpp);5V/0.8A,纹波≤0.05Vpp(1%) 电压调整率≤2%，负载调整率≤2%，效率≤70%。

3、DC/DC线性电源输出电压要求：5V/1A纹波≤25mVpp(0.5%)

3.3V/0.5A纹波≤17.5mV(0.5%)

2~9V/0.3A纹波≤45mV(0.5%)

电压调整率≤5%，

负载调整率≤5%，

效率≥30% 。

4、设计需考虑电路结构的简洁，材料成本低，调试的方便。

设计方案及原理图

设计方案1：

电路优点：电路采用集成芯片，输出电压精度高，稳定度高，电路相对简单。 电路缺点：由于电路采用集成芯片，所以电路中的各个分立元件参数不容易确定。

设计方案2：

电路优点：电路各元件参数比较容易计算，电路容易计算。

电路缺点：电路较复杂，输出电压精确度不高，不稳定。（由于采用的是分立元件，电路无集成性）

最终方案：

采用设计方案1，因为设计方案1比较符合课题要求的第四条且电路的设计容易调试，电路简单明了。若采用方案2，则电路分立元件较多比较复杂，焊点多，

容易出现各种问题，调试不方便。如下图：

原理图

根据要求可设计电路如图：

各电路部分

:

1、线性电路部分：

详细设计过程：

3、开关电源部分：

28V输出

5V输出Array

详细设计过程：

电路中Rw1，

Rw2分别为功率电阻，将它们接在开关电源的输出端做为其负载，便于测量。

电路实物图及覆铜面

电路实物图如下：

一、PCB电路装配流程：

1、首先装配贴片元件；

2、装配电阻、发光二极管、芯片底座、二极管、电源插座（都是插装式元件）；

3、装配电解电容（按高低顺序装配，方便焊接）；

4、装配芯片LM780

5、LM317（先装配散热器，然后根据散热器上的螺丝

扣对应焊接芯片）。

二、焊接过程注意事项:

1、焊接贴片元件时先在其中一个引脚对应的焊盘上镀锡，然后用镊子夹着焊

接上其中以管脚，再焊接令一管脚；

2、注意不同元件的焊接方式，防止虚焊，漏焊；

3、焊接过程中要注意烙铁头的卫生，若烙铁头很脏，会影响电路的焊接质量，

更容易引起漏焊，焊接时要用湿海绵不停地擦拭烙铁头；

4、焊接一个元器件的时间不能超过3秒，否则会引起元器件的损伤。另外焊

接时焊锡不宜过多，不仅会引起焊盘的凸起还会影响电路的焊接质量。

5、一般选30-60W外热式电烙铁，1mm以下含松香焊锡，烙铁头必须清洁，

可在含水海绵上擦拭，不可用硬物刮擦。焊接时，烙铁头应同时接触器件引脚及电路板，再送入焊锡。

三、电路板调试过程：

1、先用万用表检测电路中是否存在短路，断路问题。元件是否安装正确。开

关通路，断开是否正常。

2、接通电源，闭合相应开关用万用表测试输出电压，电流是否达到要求。

3、连接示波器，测试纹波电压、电压调整率、负载调整率的数值。

四、调试过程中注意事项：

1、用万用表测试通断时，禁止接通电源；

2、调试前应确定所有接地是否连接在了一起；

3、应在断开电源的情况下更换元器件；

4、元器件的引脚留取不宜过长，正常留取，否则电路测试过程中容易引起电

路短路。

PCB覆铜面：

由于是采用双面板，所以电路的覆铜面有两张。

图如下