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1、电力电子课程设计班级: 级电气工程及其自动化 姓名: 和 健 学号: 时间: 13-第二学期第17-18周 指引教师: 李 艳 成绩: 目 录绪论1. 设计题目 2. 设计目的3. 硬件设计3.1芯片简介3.2原理图简介4.数据解决4.1数据测量4.2波形测量5实物连接图6总结心得绪论电源装置是电力电子技术应用的一种重要领域,其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、体积小和重量轻等突出长处,获得了广泛的应用。开关电源的控制电路可以分为电压控制型和电流控制型,前者是一种单闭环电压控制系统,系统响应慢,很难达到较高的线形调节率精度,后者,较电压控制型有不可比拟的长处。1、 设计题目基于UC384
2、2的buck降压电路的设计2、设计目的尝试使用UC3842芯片矩形波输出驱动MOS管,来实际应用于电力电子课本中BUCK降压电路的设计。3、硬件设计采用TI公司生产的高性能开关电源芯片UC3842,结合外围电路(振荡电路,反馈电压,电流检测电路)来控制占空比,振荡频率,电压,从而控制PWM输出波形。运用芯片输出PWM电压来驱动BUCK降压电路核心原件MOS管IRF840的通断,实现降压电路降压功能。3.1芯片简介3.2原理图简介3.2.1 运用3842有关知识设计出下面MOS管IRF840驱动电路参数设立R1=88K R2=4.7K R3=3K RT1、RT2、RT3为可调电阻 CT为可变电容
3、电路分析:RT1、CT与3842芯片4脚连接的OSC 构成电路中最重要的控制电压输出频率的振荡电路。调节RT1或CT大小可在示波器上明显观测出PWM输出波形频率变化。 (RT1=5.2K,CT独石电容为2.2nF)由芯片资料简介得出 f=1.8/(RT1*CT)=1.8/(5.2*103 *2.2*10-9)=17.482KHZ周期T=5.7us占空比= t开/T=1.2/3.0=0.36PWM输出波形1脚为误差放大器输出端。2脚为监测反馈电压输入端,此电路中采用分压电路串可调电阻,由VFB端输入的反馈压与内置2.5v电压比较误差电压用于可调脉冲宽度。即调节PWM的占空比。3脚用NPN8050
4、三极管接可调变阻构成过流保护。 6脚输出去控制PWM输出,进而控制MOS管通断即可控制降压过程。BUCK DC-DC降压电路原理图分析电路T0时刻导通三极管,电源E向负载供电。T1时刻关闭三极管。至一种周期结束,反复该导通关闭过程,当电路处在稳定过程中,负载电流在一种周期内初始值和终值相等。因此负载电压的平均值Uo=t开/(t开+t关)=(t开/T)*Et开/T的值为占空比、T为PWM矩形波周期由上式知:控制输出电压只要控制PWM的占空比,结合UC3842 的整体电路图该降压电路采用电力电子实验报告中BUCK降压电路实验原图。其中输入采用DC19.89V,开关管选用MOS IRF840,R1=
5、470,L=200uH, 二极管选用IN4007,电容为220uF,负载采用20/20W的水泥电阻。综合3842芯片驱动电路和BUCK DC-DC降压电路可得出:基于UC3842的buck降压电路整体电路分析:BUCK降压电路MOS开关管采用UC3842芯片6脚输出的PWM矩形波驱动,运用开关管通断的特性,电感的储能,电容的稳压,二极管的断间续流功能,实现电路的降压功能。4、数据解决4.1数据测量UC3842芯片的驱动电压BUCK DC-DC 电路的输入电压PWM矩形波 输出电压f=1.8/(RT1*CT)=1.8/(5.2*103 * 2.2*10-9)=17.482KHZ占空比= t开/T
6、=1.2/3.0=0.36输出电压Uo=t开/(t开+t关) =(t开/T)*E=0.36*19.89V=7.2V3842各引脚输出波形如下1脚输出波形,误差放大器输出,变化2脚输入电压(即调节分压电阻)即可变化1脚输出。当2引脚输入电压不不小于2.5V,1脚输出为峰值电压为7.5V左右的电压波形当2引脚输入电压不小于2.5V,1脚输出为峰值电压为2.5V左右的电压波形2脚为反馈电压输入脚,与外接分压电阻相连。调节该分压电阻值,即可变化6脚输出矩形波的占空比。3脚为电流检测脚,与SS8050 PNP三极管e极相连相连,由4脚可调电阻,电容电流控制b极电流,然后经三极管放大,连接电阻RT2,即可
7、测出电压。如果电压不小于1V关断6脚输出,进而控制MOS开关管通断。4脚为RC OSC振荡电路可调电阻RT1输入端,变化RT1 、CT的值即可根据f=1.8/(RT1*CT)公式计算所需要的6脚输出电压频率,即控制内部振荡器的工作频率。6脚为输出脚,驱动MOS开关管的通断7脚为外部电源输入脚,芯片最小驱动电压为16V,该电路采用19.89V直流电压。8脚为芯片5v基准电压输出,最大输出电流50mA。本电路设计中振荡电路,电压反馈电路,电流检测电路都采用该基准电压。降压电路输出波形给负载端加20欧/20W的水泥电阻,测量输出波形,从波形上看,实际输出电压为4.3V。5实物连接图6、总结通过运用3842芯片自行设计出矩形波输出电路,运用电力电子实验报告的BUUCK DC-DC降压电路,实现对20V电压的可控降压电路设计。通过这次的电力电子设计,让我再一次深深理解到使用芯片的流程,必须要理解芯片的个各引脚功能,另一方面要弄懂芯片内部构造,然后借鉴已有的电路原理设计,自行设计出电路图。固然,通过本次课程设计中查阅大量的资料文献,我掌握了相称一部分有关PWM波控制输出有关知识,例如,振荡电路等,波形观测,计算。也弄懂了有关降压电路的许多知识,基本上把电力电子课本上的有关知识理解的很夯实。