《X年全国大学生电子设计竞赛论文模板(修复的)xnp》由会员分享，可在线阅读，更多相关《X年全国大学生电子设计竞赛论文模板(修复的)xnp（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、20144年福建省省大学生生电子设设计竞赛赛LED驱驱动并联联供电系系统设计计（E题） 组组员： 叶榕榕 郑伯强强 陈子峰峰 20144年9月月6日II摘要：本系统以以STCC89CC5电路路为核心心，以UUCC2280119为主主控制器器，以LLM50017为为辅助控控制，根根据反馈馈信号对对电压做做出调整整，进行行可靠的的闭环控控制，从从而实现现最大范范围调整整输出电电流，检检测相应应的输出出电压范范围，参参数测量量显示。同同时系统统具有输输出过流流保护和和输入欠欠压保护护功能，且且可以实实现对输输入电压压、输出出电压和和输出电电流的测测量和检检测。关键词：电源 ；功率率因数校校正；UUC
2、C2280119；LLM50017目 录1系统统方案111.1整整流方案案论证111.2控控制系统统方案论论证11.3 隔离电电路的论论证与选选择21.4单单片机模模块的论论证和选选择22系统统理论分分析与计计算32.1 电路的的分析332.1.1 BBoosst变换换器32.1.2 PPFC442.1.3 隔隔离电路路72.2电电路的计计算72.2.1 桥桥式整流流器82.2.2 输输入电容容82.2.3 升升压电感感92.2.4 升升压二极极管92.2.5 开开关元件件92.2.6 检检测电阻阻102.2.7 输输出电容容103电路路与程序序设计1173.1电电路的设设计1883.1.1系
3、统统总体框框图1883.1.2 主主控制子子系统框框图与电电路原理理图1883.2程程序的设设计1993.2.1程序序功能描描述与设设计思路路193.2.2程序序流程图图194测试试方案与与测试结结果2004.1测测试方案案204.1.1 硬硬件测试试204.1.2 硬硬件软件件联调2204.2 测试条条件与仪仪器2004.3 测试结结果及分分析2004.3.1测试试结果(数据)204.3.2测试试分析与与结论221附录1：电路原原理图222附录2：源程序序23LED驱驱动并联联供电系系统设计计（题）【Z0116组】1系统统方案本系统主主要由整整流模块块、主控制模块块、隔离离模块、单单片机模模
4、块组成成，下面面分别论论证这几几个模块块的选择择。1.1整整流方案案论证方案一:采用有有中心抽抽头的整整流,可可以做到到无论正正半周或或负半周周，通过过负载电电阻R的的电流方方向总是是相同的的,这样样可以有有较高的的效率。但但在这种种整流方方式时其其电源变变压器必必须有中中心抽头头。方案二:采用桥桥式整流流,桥式式整流克克服了一一般整流流的利用用率不高高的缺点点。而且且,桥式式整流电电路克服服了变压压器次级级有中心心抽头的的全波整整流电路路要求变变压器次次级有中中心抽头头和二极极管承受受反压大大的缺点点，只多多用了两两只二极极管。在在半导体体器件发发展快，成成本较低低的今天天，此缺缺点并不不突
5、出.基于上述述分析，选选择方案案二。1.2控控制系统统方案论论证方案一：采用无无源功率率校正方方式(PPPFCC)，此此种方案案由无源源器件构构成功率率校正模模块,可可以轻松松简单地地实现开开关电源源的控制制，并且且可以使使输入电电流的总总谐波含含量与基基波比降降低到330%以以下,输输入电流流总谐波波含量及及3、55、 77等奇次次谐波都都得到很很大改善善,功率率因数也也可以提提高到一一定程度度上。由由于在电电路中使使用串联联电感补补偿的方方法,所所以成本本相对较较低。但但无源PPFC的的缺点是是增加的的无源元元件,一一般体积积都很大大也比较较重,校校正后的的功率因因数也不不是很高高,只能能
6、达到00.70.88,并且且发热量量比较大大,容易易产生工工频振动动和噪声声。方案二：采用有有源功率率校正方方式(AAPFCC)中的的升压变变换方式式(Booostt PFFC)，此此种方案案由有源源器件构构成功率率校正模模块,其其中,BBoosst变换换器具有有电感电电流连续续,储能能电感同同时也可可作为滤滤波器抑抑制RFFI和EEMI噪噪声,传传导噪声声低,电电流波形形失真小小输出功功率大,共发射射极(或或源极)使得驱驱动电路路简化.使用此此方案可可以很方方便地在在程序中中实现对对电源的的调节，减减少了硬硬件电路路。基于上述述分析，选选择方案案二。1.3 隔离电路路的论证证与选择择方案一：
7、使用光光耦隔离离，对输输入输出出电信号号有良好好的隔离离作用。使使用多用用，途广广泛，但但是传输输延迟较较大，。方案二：LM550177可为隔隔离式输输出提供供出色的的调整。与与传统反反激式电电路相比比，此设设计具有有板尺寸寸更小、BBOM 最低、无无需光耦耦合器等等特点。此此款设计计非常适适合需要要偏置电电源的应应用。综合考虑虑采用方方案二。1.4单单片机模模块的论论证和选选择方案一:采用凌凌阳的116位单单片机进进行数据据测量。凌凌阳的116位单单片机具具有丰富富的资源源、指令令周期短短、工作作速率快快、低功功耗、低低电压、可可编程音音频处理理等优点点，完全全适合于于对开关关电源的的控制。
8、方案二:采用SSTC889C552单片片机进行行测量。SSTC889C552虽然然处理速速度和所所拥有的的资源上上不如凌凌阳单片片机,然然而其基基本能够够完成一一些简单单的数据据处理.其运算算速度已已经可以以满足控控制开关关电源的的需求,而且具具有价格格低廉、使使用简单单等优点点。基于上述述分析，选选择方案案二。2系统统理论分分析与计计算2.1电电路的分分析2.1.1Booostt变换器器Boosst变换换器由QQ1、电电感L11、二极极管D11和输出出电容CC0组成，原原理框图图如图11所示：图1 BBoosst调整整器原理理框图工作原理理：在Vdcc和开关关管Q11之间串串接电感感L1，电
9、电感的下下端通过过整流二二极管DD1给输输出电容容C0及负载载供电。当当Q1在在Tonn时段导导通时，DD1反偏偏，L11的电流流线性上上升直到到,此时时了L11存储了了能量 3-1由于在QQ1导通通时段输输出电流流完全由由C0提供，所所以C00应选得得足够大大，以使使在Toon时段段向负载载供电时时其电压压降低能能满足要要求。Q1关断断时，由由于电感感电流不不能突变变，L11的电压压极性颠颠倒，LL1异名名端电压压相对同同名端为为正。LL1同名名端为VVdc且且L1经经D1向向C0充电，使使C0两端电电压高于于Vdcc，此时时电感储储能给负负载提供供电流并并补充CC0单独向向负载供供电时损损
10、失的电电荷。若若Q1下下次导通通之前，流流过D11的电流流已下降降到零，则则认为上上次Q11导通时时存储于于L1中中的能量量已释放放完毕，电电路工作作于不连连续模式式；反之之若电流流在关断断时间结结束时还还未下降降到零，则则由于电电感电流流不能突突变，QQ1下次次导通时时电流上上升会有有一个阶阶梯，此此时称电电路工作作于连续续模式。输出电压压的调整整是通过过负反馈馈环控制制Q1导导通时间间实现的的。若直直流负载载电流上上升，则则导通时时间会自自动增加加为负载载提供更更多能量量。若VVdc下下降而TTon不不变，则则峰值电电流即LL1的储储能会下下降，导导致输出出电压下下降。但但负反馈馈环会检检
11、测到电电压的下下降，并并通过增增大Toon来维维持输出出电压恒恒定。2.1.2 PPFCUCC2280119主要要用于AAC/DDC，如如服务器器，通讯讯整流模模块，工工业电源源等。仅仅用一支支8PIIN的ICC及少数数外围元元件即可可解决问问题。外外部元件件非常简简捷。主要特色色如下:l 不用检测测线路电电压。l 内部定频频在655KHzz，易于于处理EEMI。l 最大占空空比达997%。l 逐个周期期峰值电电流跟制制。l 开环检测测。UCC2280119引脚脚说明UCC2280119采用用8-LLeadd PDDIP和和8-LLeadd SOOIC两两种封装装形式，其其引脚排排列如图图8所
12、示示，引脚脚功能介介绍如下下GND GATE ICOMP VCC ISENSE VSENSEVINS VCOMP12348765图2 UUCC2280119的引引脚排列列表3.11 UCCC2880199引脚功功能说明明引脚号引脚符号号引脚功能能1GND芯片接地地端2ICOMMP电流环路路补偿，跨跨导电流流放大器器输出端端，引脚脚的工作作电压高高于0.6V3ISENNSE电感电流流检测。该该管脚通通过对电电流检测测电阻外外接一2220电电阻可以以有效抑抑制浪涌涌电流的的涌入4VINSS交流输入入电压检检测。当当系统交交流输入入电压高高于用户户定义的的正常工工作电压压或低于于掉电保保护电压压时，
13、输输入掉电电保护（IIBOPP）动作作5VCOMMP电压环路路补偿。该该引脚经经过外部部阻容电电路接地地，构成成电压环环路补偿偿器6VSENNSE输出电压压检测。BBoosst PPFC变变换器的的直流输输入电压压经过电电阻分压压器采样样后接入入该引脚脚，为了了滤除高高频噪声声干扰，该该引脚对对地外接接一个小小电容7VCC芯片工作作电源。为为防止高高频噪声声对电源源的干扰扰，通常常该管脚脚对地外外接一个个0.11uF的陶陶瓷电容容，并且且尽量靠靠近UCCC2880199芯片8GATEE栅极驱动动。推挽挽式栅极极驱动，可可以驱动动外部一一个或多多个功率率MOSSFETT，提供供1.552.0A电
14、电流驱动动UCC2280119的内内部结构构和工作作原理UCC2280119是一一款在连连续工作作模式下下，以固固定频率率工作的的具有功功率因数数校正功功能(PPFC)的控制制芯片，该该芯片具具有软启启动、欠欠/过压压保护、过过流保护护、开路路保护以以及峰值值电流限限制等功功能，UUCC2280119内部部结构框框图，如图3所示：图3 UUCC2280119内部部结构UCC2280119的控控制调节节功能是是通过两两个回路路完成的的：一个个是内部部的电流流回路；来自取取样电阻阻的负极极性电压压信号从从ISEENSEE端进入入到芯片片内部后后经反相相器成为为正极性性信号，该该信号经经过电流流放大器器后输出出为ICCOMPP；斜坡坡信号发发生器产产生的信信号与IICOMMP电压压进行比比较，其其输出作作为芯片片内部RRS触发发器的输输入，与与内部665kHHZ振荡荡信号一一起控制制PWMM的占空空比，输输出脉冲冲经推挽挽电路控控制功率率开关器器件的通通断；从从图2可可以看出出，假设设当斜坡坡电压线线性上升升并刚好好超过IICOMMP的电电压时经经过的时时间为ttOFFF，而这这个时间间又决定定了DOOFF，根根据斩波波拓扑方方程有DDOFFF =VVIN/VVOUTT，由于于VINN的波形形是正弦弦波，而而ICOOMP的的电压与与电感电电流成正正比，控控制回路路就
