这次我和大家分享的是降压DC/DC开关稳压电源的设计,这次资料全部开源,对,是全部开源。我会陆续更新把电路PCB、紧张事理以及程序等全部开源。
先上紧张的系统图片

一开始用TL494做的大略单纯主控电路,方便虽然方便但是后期测试电路创造他在50Khz事情频率时候芯片发烫严重
效率也跟不上最高也是75%,纹波和电压调度率还可以,负载调度率下跌
而TL494是一种固定频率脉宽调制电路,它包含了开关电源掌握所需的全部功能,广泛运用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源,振荡频率可以通过外部的一个电阻和一个电容进行调节。输出电容的脉冲实在是通过电容上的正极性锯齿波电压与其余2个掌握旗子暗记进行比较来实现。功率输出管Q1和Q2受控于或非门。当双稳触压器的 时钟旗子暗记为低电平时才会被通过,即只有在锯齿波电压大于掌握旗子暗记期间才会当选通。当掌握旗子暗记增大,输出脉冲的宽度将减小。
掌握旗子暗记由集成电路外部输入,一起送至韶光去世区韶光比较器,一起送往偏差放大器的输入端。去世区韶光比较用具有120mV的输入补偿电压,它限定了最小输出去世区韶光约即是锯齿波的周期4%,当输出端接地,最大输出占空比为96%,而输出端接参考电平时,占空比为48%。当把去世区韶光掌握输入端接上固定的电压,即能在输出脉冲上产生附加的去世区韶光。
脉冲宽度调制比较器为偏差放大器调节输出脉宽供应了一个手段:当反馈电压从0.5V变革到3.5时,输出的脉冲宽度从被去世区确定的最大导通百分比韶光中低落为零。2个偏差放大用具有从—0.3V到(vcc—2.0)的共模输入范围,这可能从电源的输出电压和电流察觉的到。偏差放大器的输出端常处于高电平,它与脉冲宽度调智器的反相输入端进行“或”运算,正是这种电路构造,放大器只需最小的输出即可支配掌握电路。
494外围PCB电路如下
这是系统全局的一张图,纯硬件电路打造。用起来有点不太灵巧
现在的直流稳压电源大致有两类,一类是线性直流稳压电源,另一类是开关直流稳压电源,又称高频直流稳压电源。由于开关直流稳压电源与一样平常的线性及可控硅电源比较体积更小,重量小,节能效果更好等显著的特点,愈来愈受到广大用户的酷爱。
TL494也是大多DIY爱好者和初学者喜好的一款可以说是万能的芯片了
第一款产品在不懈努力之下终于完成了,只能说算是中规中矩把任务都完成了,显然没有达到预想的完美效果
整流之后输出的直流电压,虽然是直流电,但个中含有一部分的互换身分,以是还须要经由滤波电路,将多余的互换部分过滤,得到身分较少的直流电。电感滤波适用于低电压场合,Π型LC滤波电路由于电阻的存在,电源功率会有所损耗,降落功率,以是滤波电路选用电容滤波电路。整流电路通过电容滤波电路,比较前两者滤波电路,其输出电路更光滑,电压的均匀值也有所增加。电容滤波电路如图
这个BUCK电路图纸是
在万用板搭建的根本上又进行了电路的pcb绘制,并打出来第一块板子
这是用运放做的负载识别功能电路,恒压输出与负载识别功能的切换即恒压和恒流模式的切换,可以采取数控方法和OP07双运放放大电路。
通过两个OP07组成双运放电路,第一个OP07运放通过调度电压放大倍数让负载阻值以输出电压形式表示,第二个OP07运放调度输出电压方向,再将电压反馈至TL494的2脚,从而实现负载识别功能。该方案具有很好的稳定性,并且硬件电路不繁芜。为了实现切换功能,我们选择按键开关进行手动切换,大略实用。通过比较,我们选择此方案。如图所示。
电阻分压检测电路。经由在输出回路中串连采样电阻,将经由电阻的电流转换成两端的电压,经由检测电压值从而得到电流值。
利用电阻采样法,电阻与电位器串联,得到中间电压返回给单片机,实现采集电压。
的电流转换成两端的电压,经由检测电压值从而得到电流值。
过流保护采取TL494内部实现过流保护须要在电路中加采样电阻。利用采样电阻的分压进入芯片内部,实现过流保护。同时该芯片有多种过流保护模式,该方案电路非常大略,但是在3.2A情形下,要实现过流保护,须要加大采样电阻,这会降落全体系统的效率。或者可以采取运放放大电压在进行掌握。
这对运放线性哀求较高。采样电路如图
驱动电路由IR2104半桥驱动芯片驱动BUCK型同步整流电路实现系统降压的操作
该芯片采取被动式泵荷升压事理。上电时,电源流过快规复二极管D向电容C充电,C上的端电压很快升至靠近Vcc,这时如果下管导通,C负级被拉低,形成充电回路,会很快充电至靠近Vcc,当PWM波形翻转时,芯片输出反向电平,下管截止,上管导通,C负极电位被抬高到靠近电源电压,水涨船高,C正极电位这时已超过Vcc电源电压。因有D的存在,该电压不会向电源倒流,C此时开始向芯片内部的高压侧悬浮驱动电路供电,C上的端电压被充至高于电源高压的Vcc,只要高下管一贯轮流导通和截止,C就会不断向高压侧悬浮驱动电路供电,使上管打开的时候,高压侧悬浮驱动电路电压一贯大于上管的S极。采取该芯片降落了整体电路的设计难道,只要电容C选择恰当,该电路运行稳定。
BUCK型同步整流电路如下
之前测试在输出端采取Π型滤波大大降落了纹波,但是由于滤波使得公共端地的不稳定造成电路有时的故障不能事情
一开始以为是基准电压的浮动就用另一片494的基准作为掌握端2脚的基准电压。滤波电路带来的损耗也比较大
而该电路只能实现对系统稳压降压以及带载功能过流和负载识别尚没利用。
在经由一系列调试测试参数,创造利用494做的纯硬件的稳压电源可以实现过流保护功能、负载识别功能。并且再通过滤波电路的调度会得到一个知足的纹波值
但是这种电路效率最高只能达到75%,离哀求还有很多间隔而且负载调度率严重弗成,重量也严重超标,因此决定换用覆铜板,利用频率和电路PCB布局走线来降落纹波,
在用TL494主控调试中创造,494虽然设计利用起来简便,但在须要高频环境下以及高效率低纹波都知足不了设计哀求。
而且负载调度的采样电阻分压补偿,硬件做起来难度大精度不高,过流精度也轻微低一点。
因此对电路主控进行重新选择,用stc12单片机作为系统主控通过软件实现过流精度以及负载调度的采样电阻分压补偿,
stc12单片机可以供应50khz的事情频率进一步降落纹波电压。
第一代覆铜板产品乍一看又丑又大,紧张是自己对ADPCB绘制的不熟习造成的,但是电路实用而且纹波降落的效果明显
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