實習(xí)報告撰寫范文
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目錄
一、 設(shè)計目的
二、 設(shè)計要求
三、 設(shè)計方案
1、DC-DC工作原理
2.總體設(shè)計
3、方案選擇
4、UC3843芯片介紹
5、電路中重要參數(shù)的計算
四、 設(shè)計內(nèi)容
1、 電路圖
2、UC3843引腳輸出波形
3、接負載時PWM波
4、實物圖
5、實驗結(jié)果分析
五、實習(xí)總結(jié)
摘要:該實習(xí)內(nèi)容是制作DC-DC降壓電源,采用PWM脈寬調(diào)制方式的方案,所用控制芯片為UC3843.整個過程需要使用Altium designer軟件。
一、 設(shè)計目的
學(xué)習(xí)繪制原理圖、PCB圖、打印、曝光、顯影、腐蝕鉆孔、焊接電路工作原理等,對制作元器件的裝機與調(diào)試進行理性的認識,做好日后學(xué)習(xí)計算機硬件基礎(chǔ)。同時學(xué)習(xí)掌握DC-DC電源制作原理,并親自實踐焊接實物電路,培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的能力,提高了分析問題和解決問題的能力,以及動手實踐的能力。
二、 設(shè)計要求
1、 掌握PCB制板技術(shù)、焊接技術(shù)、電路檢測以及集成電路的使用方法
2、 掌握UC3843的非隔離開關(guān)電源的設(shè)計、組裝與調(diào)試方法
3、 研究開關(guān)電源的實現(xiàn)方法,并按照設(shè)計指標要求進行電路的設(shè)計與仿真。
4、 掌握開關(guān)電源的工作電源。
5、 設(shè)計硬件系統(tǒng)并進行仿真,掌握系統(tǒng)的調(diào)試方法,使系統(tǒng)達到設(shè)計要求。
三、 設(shè)計方案
1.DC-DC工作原理
DC-DC電源和LDO電源的另一個區(qū)別是DC-DC電源既可以降壓也可以升壓還可以反相(正電壓變負電壓),而LDO電源只能降壓。
DC-DC轉(zhuǎn)換器一般由控制芯片,電感線圈,二極管,三極管,電容器構(gòu)成。在討論DC-DC轉(zhuǎn)換器的性能時,如果單針對控制芯片,是不能判斷其優(yōu)劣的。其外圍電路的元器件特性,和基板的布線方式等,能改變電源電路的性能,因此,應(yīng)進行綜合判斷。
2.總體設(shè)計
圖2 UC3843雙閉環(huán)控制框圖
1)整個穩(wěn)壓過程有兩個閉環(huán)來控制
電壓閉環(huán):輸出電壓通過取樣后反饋給誤差放大器,用于放大器內(nèi)部的2.5V基準電壓比較后測試誤差電壓,誤差放大器控制由于負載變化造成的輸出電壓的變化。
電流閉環(huán):RS為開關(guān)管源極到公共端間的電流檢測電阻,開關(guān)管導(dǎo)通期間流通電感L的電流在RS產(chǎn)生的電壓送至PWM比較器同相輸入端,與誤差電壓比較后控制調(diào)制脈沖的寬度,從而保持穩(wěn)定的輸出電壓。
2)提高效率的方法及實現(xiàn)方案
影響系統(tǒng)效率的主要因素有:
a.功率變換器開關(guān)器件的開關(guān)損耗;
b.感性元件的鐵損和銅損;
c.控制電路的損耗等。
3.方案選擇
脈沖寬度調(diào)試:脈寬調(diào)制簡稱PWM,特點是開關(guān)周期為恒定值,通過調(diào)節(jié)脈沖寬度來改變占空比,實現(xiàn)穩(wěn)壓目的。其核心是PWM控制器。脈寬調(diào)制式開關(guān)電源的應(yīng)用最為普通,其占空比調(diào)節(jié)范圍大,PWM還可以和主系統(tǒng)的時鐘保持同步
脈沖頻率式:脈頻調(diào)制簡稱PFM。其特點是脈沖寬度為恒定值,通過調(diào)節(jié)開關(guān)頻率來改變占空比,實現(xiàn)穩(wěn)壓目的。其核心是PFM控制器。
脈頻調(diào)制式開關(guān)電源特別適合于便攜式設(shè)備,它能在低占空比、低頻的條件下降低控制芯片的靜態(tài)電流。 通常情況下,采用PFM和PWM這兩種不同調(diào)制方式的DC-DC轉(zhuǎn)換器的性能不同點如下。
a、PWM控制型效率高并具有良好的輸出電壓紋波和噪聲。
b、PFM控制型即使長時間使用,尤其小負載時具有耗電小的優(yōu)點。
c、PWM/PFM轉(zhuǎn)換型小負載時實行PFM控制,且在重負載時自動轉(zhuǎn)換到PWM控制。
比較兩種開關(guān)電源工作方式方案,我們選用脈寬調(diào)制。選用的PWM控制器為UC3843器件。
4.UC3843芯片介紹
UC3843是近年來問世的新型脈寬調(diào)制集成電路,它具有功能全,工作頻率高,引腳少、外圍元件簡單等特點,它的電壓調(diào)整率可達0.01%V,非常接近線性穩(wěn)壓電源的調(diào)整率。工作頻率可達500KHz,啟動電流僅需1mA,所以它的啟動電路非常簡單。下面是它的主要特性:
l 最優(yōu)化的離線DC-DC變換器
l 單步脈沖控制電路
l 斷電停滯特性
l 雙脈沖抑制
l 大電流標識輸出
l 500kHz的工作頻率
各管腳功能說明:
UC3843芯片八腳雙列直插封裝圖如下:
UC3843實物圖
5.電路中重要參數(shù)的計算
輸出電感的計算:(此計算公式的前提是CCM模式下的,CCM模式即電路工作在連續(xù)電流模式下,在各個工作狀態(tài)電感中電流都大于0。) 電感的紋波電流dI一般不超過最大輸出電流的30%。
最小感應(yīng)系數(shù)有V=LdI/dt得Lmin=Vdt/dI。dI為電感紋波電流,dt為開關(guān)導(dǎo)通時間,
V=Vin-Vout(V為電感兩端電壓)
dt=D*T;
D=Vout/Vin(為占空比)
T=(1/500K)s
四、設(shè)計內(nèi)容
1、電路圖
2、PCB
3、 UC3843引腳輸出波形
3、接負載時PWM波
4、實物圖
5、實驗結(jié)果分析 數(shù)據(jù)統(tǒng)計
由實驗測試所得結(jié)果可以看出,我們所制作的電源效率上基本達到設(shè)計制作的基本要求,效率為80%左右。
五、 實習(xí)總結(jié)
通過這次實習(xí)我們對制作DC-DC電源有了更深的了解,認真學(xué)習(xí)了解并掌握電源的工作原理,器件規(guī)格的計算與選擇。對制作所用的芯片UC3843做了深入的了解和學(xué)習(xí),掌握了該芯片的工作原理和特性,以及它所適合的應(yīng)用場所。實習(xí)過程我們也同時學(xué)會了altium designer軟件的使用,使用這款軟件我們畫出電源原理圖,生成pcb板,繪制電源的三維立體模型等。在這個過程中我們提高了動手能力,理論聯(lián)系實踐的能力,解決問題的能力。在這次實習(xí)過程中我們充分發(fā)揮了團隊的力量,每個人都有自己分工,時間利用率,制作效率都非常高。完成實習(xí)任務(wù),對于我們這個小組每個人來說都取得了很大的進步,學(xué)習(xí)了很多的知識,取得的經(jīng)驗是難能可貴的。
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