第四講電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第四講電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五常用的穩(wěn)壓管有：Onsemi公司（安森美），ST公司等的IN5000系列：IN53333.3V5W,IN53385.1V5WIN5919B5.6V3W,IN592510V3WNXP公司：BZX84系列：BZX84B5V65.60.25WBZX84C1515V,0.25W常用功率有:1/4,1/2W,1W,2W,3W,5W一、線性直流電源1、常用穩(wěn)壓器件1)穩(wěn)壓二極管參數(shù)：a、穩(wěn)壓電壓b、額定功率c、穩(wěn)定電流范圍IZ取穩(wěn)壓管最大工作電流的中間值第二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五2）三端穩(wěn)壓器78系列，最大輸入電壓35V，輸出電流1A，輸出電壓誤差5%常用型號(hào):7805，7806，7808，7809，7812，7815，7818，7824（40V)78M系列，最大輸入電壓35V,輸出電流500mA,78L系列，最大輸入電壓32V,輸出電流100mA,78系列三端穩(wěn)壓器要求輸入與輸出間壓差在3V以上。否則輸出電壓不能穩(wěn)定。78系列為正極性穩(wěn)壓器與之對(duì)應(yīng)的有負(fù)極性穩(wěn)壓器79系列。如：7905(-5V),7909（-9V）,7912(-12V),79L05(-5V,100mA)等 78，79系列內(nèi)部具有過流過溫等保護(hù)功能，可靠性高，價(jià)低，最致命的缺點(diǎn)，所需入、出壓差大，即功耗大。第三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五3）輸出電壓可調(diào)三端穩(wěn)壓器常用三端可調(diào)穩(wěn)壓器有：LM317調(diào)節(jié)RW大小，即可方便的改變輸出電壓。最大輸入電壓40V，最大輸出電流1.5A，最大輸出電壓32V,最小輸出1.25V，電壓調(diào)節(jié)范圍：1.25V~32V/1.5A。第六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五4）低壓差穩(wěn)壓器78、79系列穩(wěn)壓器價(jià)格低，但缺點(diǎn)入出間所需壓差大，從而引起功率耗大，電源效率低，尤其對(duì)電池供電產(chǎn)品非常不利。常用低壓差穩(wěn)壓器生產(chǎn)公司:TI公司、ONSEMI、MAXIM、NATIONAL，如TI產(chǎn)品：A、750系列，TL750L052.55元/每片輸出穩(wěn)壓值5V,最大輸出電流150mA,最大輸入26V,精度4%。典型壓差電壓VIN-VOUT-=0.2V-0.6V,最大壓差0.6V該系列有:TL750L08,750L10,750L12B、TPS73505V/500mA12.5元/每片輸出穩(wěn)壓值5V,最大輸出電流500mA,最大輸入10V,精度2%。I0=10mA，5mV壓差I(lǐng)0=100mA，50mV壓差I(lǐng)0=500mA，270mV壓差第七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五C、MAXIM產(chǎn)品：MAX8556第八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五5)基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源

A/D轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器常需用高精度基準(zhǔn)電壓即要求基準(zhǔn)參考電壓不僅穩(wěn)定，溫度系數(shù)也要求小，時(shí)漂也要求小。只有這樣才能保證有較高的電壓采樣精度。常用電壓基準(zhǔn)片有：輸入均4.5~30V左右LM336B-2.52.5V,±1%,10mA,溫度系數(shù):±20ppmv/℃LM385B-2.52.5V,±1.5%,10mA,溫度系數(shù):±

20ppmv/℃MC14032.5V,±0.025V,10mA,±

10ppmv/℃AD5802.5V±0.4%,10mA,±

10ppmv/℃以上穩(wěn)壓電路的輸入電壓范圍：4.5V~30V第十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五TL431是輸出電壓可調(diào)的基準(zhǔn)電壓源：IOUT=100~150mA,VREF=2.5V,電壓溫漂±30ppm/℃,最大輸入電壓36V.上式中Vref=2.5V紅線輸出:2.5V第十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五高精度基準(zhǔn)芯片：第十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五6)負(fù)電源輸出對(duì)于用電池供電的產(chǎn)品如何減少電池?cái)?shù)量，為整機(jī)線路的某些IC（如雙電源供電的運(yùn)放）提供一組負(fù)電源是電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)經(jīng)常會(huì)碰到的一個(gè)小問題。對(duì)于小電流產(chǎn)品可用ICL7660(max1044)解決。ICL7660主要技術(shù)指標(biāo)：工作電壓范圍：1.5v~10v轉(zhuǎn)換效率:98%正電源輸入，負(fù)電源輸出最大輸出電流:50mA

C1和C2稱為泵電容，一般取10uF，耐壓>電源供電電壓V+ 對(duì)于大電流輸出可用開關(guān)電源中的CUK電路解決。第十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五二、開關(guān)電源設(shè)計(jì)開關(guān)電源分二類：A、DC/DCB、AC/DCA、DC/DC直流電源設(shè)計(jì)：非隔離式和隔離式1、直流降壓斬波電路（BUCK）：Uout=D╳Uin=Uin╳Ton/T第十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五2、直流升壓斬波電路（BOOST）Uout=Uin╳

T/Toff第十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五3、升降壓和極性反轉(zhuǎn)電路（CUK電路）Uo=--E╳

Ton/Toff第二十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五4、多功能DC/DC控制芯片:第二十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第二十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第二十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第二十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五三、程控電源設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)輸出電壓步進(jìn)可調(diào)的數(shù)控電壓源，并由數(shù)碼管或LCD顯示其電壓輸出值。具體要求如下：輸入電壓：10Ｖ輸出電壓：1.5~5V輸出步進(jìn)單位：0.02V輸出紋波電壓：<５０mV輸出額定電流：1A輸出電壓由數(shù)碼管顯示由“+”、“-”鍵分別控制輸出電壓的步進(jìn)增減具有輸出過流保護(hù)功能，輸出電流達(dá)1.5A時(shí)，切斷輸出回路第二十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第二十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第二十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第二十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第二十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第三十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第三十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第三十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第三十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第三十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第三十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第三十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第三十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第三十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五B、AC/DC開關(guān)電源設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)要求已知條件：輸入電壓AC：85—256V輸出功率PO=15W輸出電壓：7.5V紋波電壓:±50mV1.2電路結(jié)構(gòu)選擇考慮功率較小,可選擇單端反激式,主要選擇AdvancedPowerIntegration公司集成控制芯片:TOP202VDS=700V,DMAX=0.6P=15W—30W,FS=100KHZ主要參數(shù)和電路結(jié)構(gòu)見手冊(cè)1.3高頻變壓器設(shè)計(jì)A、計(jì)算最大和最小輸入電壓:第三十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第四十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五第四十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五1.3高頻變壓器設(shè)計(jì)A、計(jì)算最大和最小直流輸入電壓（加到變壓器初級(jí)）:Vmin=1.1×Vacmin=1.1×85=93VVmax=1.4142×Vacmax=1.4142×265=375VB、輸入電流平均值第四十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五C、輸入電流峰值取1，DMAX取0.6D、輸入電流有效值第四十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五E、計(jì)算變壓器初級(jí)電感量第四十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五F、計(jì)算變壓器原副邊匝比選PC40RM6磁芯。其飽和磁通密度BT=390mT，有效截面積Ae=37mm2，電感系數(shù)AL=1600nH/N2由初級(jí)電感量LP估算原邊匝數(shù)：

考慮實(shí)際使用時(shí)變壓器須加氣隙，故單位匝數(shù)的電感量將下降,故可?。篘P=2×25=50匝第四十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期五副邊實(shí)取4匝，則對(duì)應(yīng)原邊調(diào)整為15.3×4=61匝G、計(jì)算變壓器氣隙H、變壓器線徑計(jì)算原邊線徑：第