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整流濾波電路、AC-DC變換電路、DC-DC穩壓變換電路，等部分組成了本次研究的課題。整流濾波電路和AC-DC變換電路：由濾波電容、隔離變壓器、橋式整流堆等元件組成，實現在隔離變壓器副邊輸出15 ～ 20Ｖ的電壓，濾波后給DC-DC提供18-26V的直流輸入電壓。DC-DC變換電路: 是應用Boost型拓撲結構，含有UC3843及其外圍的電路構成的脈寬調制電路, 肖特基二極管、功率電感、快速功率場效應管等。本系統通過調節取樣電阻形成閉環反饋回路。本系統具有精度高，電壓調整率低、調整速度快，效率高，輸出紋波小等等優點，實現了非常好的功能。 請參閱：更多電源管理、數據轉換設計方案。 1 穩壓電源的設計方案 可知DC-DC變換的種類分為：隔離和非隔離。輸入輸出隔離雖然安全系數比較高，可是隔離變壓器會有漏磁和損耗等不利的缺點，從而會造成效率降低，根據本研究的要求，并沒有要求輸入輸出隔離，所以最終決定選擇的是非隔離方式，幾種方案如下： 1.1 串聯開關電路 占空比為D的PWM波控制開關管Q1，從而達到這樣的一個效果，交替導通或截止，再經L和C濾波器在負載R上得到穩定直流輸出電壓Uo。本電路屬于降壓型電路，題目要求的30--36V 的輸出電壓是實現不了的。 1.2 并聯開關電路 串聯開關電路與并聯開關電路原理很相似，但是此電路為升壓型電路，在開關導通的時候，電感開始儲能，在截止的時候，電感能量開始輸出。所以電感繞制只要是合理，就能達到題目要求的30-36V，并且輸出電壓Uo呈現連續平滑的特性。（圖1） 圖1 1.3 串并聯開關電路 下面是串并聯開關電路形式，也稱為升降壓式開關電路，反轉式開關電路。無論在開關管VT1之前的脈動直流電壓，高于或低于輸出端的穩定電壓，此電路均能實現功能。實際上，本電路是在串聯開關電路是通過在后加入一個并聯開關電路。用電感的儲能特性來實現升降壓，電路控制式比較復雜的。 考慮到本設計是只需要升壓的，所以選擇方案二。（圖2） 圖2 2 單元電路設計與分析 2.1 AC-DC 變換電路（圖3） 圖3 2.2 并聯開關電路（圖4） 圖4 3 總原理圖以及元器件清單 3.1 總原理圖（如圖5） 圖5 3.2 工作原理 本設計是將220V市電經過降壓整流濾波，從而得到比較穩定的直流電壓，改直流電壓經Boost升壓斬波電路升壓后在濾波得到平滑的直流輸出，同時，UC3843輸出PWM信號驅動開關管從而控制閉環反饋。研究中，調整分壓電路，使輸出電壓穩定在30~36V之間，在輸出電壓增高時，反饋信號和參考電壓比較后，誤差放大器輸出增加，從而使輸出脈沖寬度變窄，變短了開關管導通時間，從而降低輸出電壓。按照同樣的道理，當輸出電壓降低時，參考電壓和反饋信號比較后，誤差放大器輸出減小，從而使輸出脈沖寬度變寬，開關管導通時間變長，輸出電壓會升高。因此閉環反饋調節的最終結果是使輸出電壓穩定在30~36V之間。并且本，電路是具有過流保護功能，當輸出電流大于2A 時，誤差放大器輸出也會增加，輸出電壓減小，會起到限流作用，從而保護場效應管。 3.3 元器件的清單（圖6） 圖6 4 結論及結果 系統通過UC3843脈寬控制器，實現對BOOST升壓斬波電路穩壓輸出，通過整流濾波電路，過流保護電路，DC-DC變換電路穩壓反饋電路部分的調節，實現對Boost升壓斬波電路平滑調壓輸入220V市電輸出在30~36V之間可調。 |
