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开关稳压电源系统设计方案

时间:08-04 来源:互联网 点击:

耗由两部分构成: 反向恢复损耗和通态损耗。反向恢复损耗估算为:

  式中,UDR为二极管反向电压峰值电压的峰值; IDR为二极管反相恢复电流峰值; tr为反向恢复时间; fs为开关频率; UFD为正向导通压降; IF为正向导通平均电流。

  计算出Pdd = 1. 14 W。

 2. 6. 3 系统总效率

  3 软件流程图

  开关稳压电源系统软件流程如图4。

图4 软件流程图

  4 系统测试

  4. 1 测试仪器

  系统测试所需测试仪器如下:

  EE1410 合成函数信号发生器; TEK 1002B 数字存储示波器; TEK 2024 四通道隔离示波器; UT88B 4 12位数字万用表; 直流稳压源; MS8215 3 12位数字万用表。

  4. 2 测试方案及数据

  4. 2. 1 输出电压Uo可调测试

  输出电压可调测试方案: 负载采用20 Ω 电阻值,用UT88B 数字万用表监测负载电压。通过键盘输入设定电压,具体数据记录在表2 设定电压栏。按确认键后读出数字万用表显示的电压,具体数据记录在表2 中实际电压栏。

表2 输出电压可调测试数据

  4. 2. 2 电压调整率测试

  电压调整率测试方案: 负载为可调阻性负载,用UT88B 万用表分别监测隔离变压器输出电压( U2) 和负载电压( Uo) 。调自耦变压器,使U2分别为15 V 和21 V,同时调滑动变阻器,使负载电流维持在2 A,分别记录两次负载电压Uo1 = 36. 03 ( V) ,Uo2 = 36. 04 ( V)。根据题目所给出的相关公式可计算出电压调整率:

  4. 2. 3 负载调整率测试

  负载调整率测试方案: 分别用UT88B 万用表监测隔离变压器输出电压( U2) 、负载电压和负载电流,调滑动变阻器使输出电流分别为0 A 和2 A,调隔离变压器使U2维持在18 V,同时记录对应的负载电压Uo1 = 36. 03 ( V) ,Uo2 = 35. 93 ( V)。根据相关公式可计算出电压调整率:

4. 2. 4 DC-DC 变换器效率测试

  DC-DC 变换器效率测试方案: 调节自耦变压器使隔离变压器输出电压( U2) 为18 V,调整变换器使输出电压( Uo) 为36 V,调节负载使输出电流为2 A,用UT88B 万用表检测并记录此时DC-DC 变换器输入输出电压,输入输出电流:

  计算出变换器效率:

  4. 2. 5 输出纹波电压测试

  输出纹波电压测试方案: 调节自耦变压器、变换器输出电压、负载使U2为18 V,Uo为36 V,输出电流为2A。使用TEK 1002B 数字存储示波器在AC 耦合、时基25 ms /div 测量输出电压纹波Uopp,其示波器输出纹波电压图如图5 所示。

图5 输出纹波电压图

  4. 2. 6 过流保护动作电流测试

  本系统可以有两种过流保护模式,模式一: 限流保护; 模式二: 封锁保护。两种保护均可通过键盘设定保护电流的阈值,并自恢复。限流保护测试方案:

  UT88B 监视负载电流,负载为滑动变阻器,分别设定保护电流为2 A、2. 5 A、3 A。调整滑动变阻器分别记录最大输出电流( 即为保护电流) 。然后减小电到阈值以下,测试值能否降低到保护电流以下。封锁保护测试方案: UT88B 监视负载电流,负载为滑动变阻器,分别设定保护电流为2 A、2. 5 A、3 A。调整滑动变阻器,使负载电流慢慢接近设定电流值。记录负载电流是否被封锁到0,测试结果见表3。

表3 过流保护模式测试结果

  由表3 可知,最大输出电流为设定电流值,能自恢复。说明本系统过流保护作用明显,并可自恢复到正常状态。

  5 结语

  综合分析各项指标的测试结果,本系统各项指标均达到或超过设计指标。系统实际效率应略低于理论计算值,主要是因为计算中没有涉及boost 电感等损耗,进一步提高效率的措施是采用同步整流取代二极管整流等措施,本系统是一种较为理想的设计方案。

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