开关稳压电源系统设计方案

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。