實習報告撰寫范文
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目錄
一、 設計目的
二、 設計要求
三、 設計方案
1、DC-DC工作原理
2.總體設計
3、方案選擇
4、UC3843芯片介紹
5、電路中重要參數(shù)的計算
四、 設計內容
1、 電路圖
2、UC3843引腳輸出波形
3、接負載時PWM波
4、實物圖
5、實驗結果分析
五、實習總結
摘要:該實習內容是制作DC-DC降壓電源,采用PWM脈寬調制方式的方案,所用控制芯片為UC3843.整個過程需要使用Altium designer軟件。
一、 設計目的
學習繪制原理圖、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試進行理性的認識,做好日后學習計算機硬件基礎。同時學習掌握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、 設計要求
1、 掌握PCB制板技術、焊接技術、電路檢測以及集成電路的使用方法
2、 掌握UC3843的非隔離開關電源的設計、組裝與調試方法
3、 研究開關電源的實現(xiàn)方法,并按照設計指標要求進行電路的設計與仿真。
4、 掌握開關電源的工作電源。
5、 設計硬件系統(tǒng)并進行仿真,掌握系統(tǒng)的調試方法,使系統(tǒng)達到設計要求。
三、 設計方案
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轉換器一般由控制芯片,電感線圈,二極管,三極管,電容器構成。在討論DC-DC轉換器的性能時,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,應進行綜合判斷。
2.總體設計
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為開關管源極到公共端間的電流檢測電阻,開關管導通期間流通電感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.功率變換器開關器件的開關損耗;
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
脈沖寬度調試:脈寬調制簡稱PWM,特點是開關周期為恒定值,通過調節(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。脈寬調制式開關電源的應用最為普通,其占空比調節(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:脈頻調制簡稱PFM。其特點是脈沖寬度為恒定值,通過調節(jié)開關頻率來改變占空比,實現(xiàn)穩(wěn)壓目的。其核心是PFM控制器。
脈頻調制式開關電源特別適合于便攜式設備,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這兩種不同調制方式的DC-DC轉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轉換型小負載時實行PFM控制,且在重負載時自動轉換到PWM控制。
比較兩種開關電源工作方式方案,我們選用脈寬調制。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,它的電壓調整率可達0.01%V,非常接近線性穩(wěn)壓電源的調整率。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%。
最小感應系數(shù)有V=LdI/dt得Lmin=Vdt/dI。dI為電感紋波電流,dt為開關導通時間,
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、設計內容
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、實驗結果分析 數(shù)據(jù)統(tǒng)計
由實驗測試所得結果可以看出,我們所制作的電源效率上基本達到設計制作的基本要求,效率為80%左右。
五、 實習總結
通過這次實習我們對制作DC-DC電源有了更深的了解,認真學習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習,掌握了該芯片的工作原理和特性,以及它所適合的應用場所。實習過程我們也同時學會了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。完成實習任務,對于我們這個小組每個人來說都取得了很大的進步,學習了很多的知識,取得的經(jīng)驗是難能可貴的。
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