实习报告撰写

时间:2022-08-03 13:56:50 实习报告 我要投稿
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洛阳理工学院

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基于UC3843的DC-DCBuck电路

目录

一、 设计目的

二、 设计要求

三、 设计方案

1、DC-DC工作原理

2.总体设计

3、方案选择

4、UC3843芯片介绍

5、电路中重要参数的计算

四、 设计内容

1、 电路图

2、UC3843引脚输出波形

3、接负载时PWM波

4、实物图

5、实验结果分析

五、实结

摘要:该实习内容是制作DC-DC降压电源,采用PWM脉宽调制方式的方案,所用控制芯片为UC3843.整个过程需要使用Altium designer软件。

一、 设计目的

学习绘制原理图、PCB图、打印、曝光、显影、腐蚀钻孔、焊接电路工作原理等,对制作元器件的装机与调试进行理性的认识,做好日后学习计算机硬件基础。同时学习掌握DC-DC电源制作原理,并亲自实践焊接实物电路,培养理论联系实际的能力,提高了分析问题和解决问题的能力,以及动手实践的能力。

二、 设计要求

1、 掌握PCB制板技术、焊接技术、电路检测以及集成电路的使用方法

2、 掌握UC3843的非隔离开关电源的设计、组装与调试方法

3、 研究开关电源的实现方法,并按照设计指标要求进行电路的设计与仿真。

4、 掌握开关电源的工作电源。

5、 设计硬件系统并进行仿真,掌握系统的调试方法,使系统达到设计要求。

三、 设计方案

1.DC-DC工作原理

DC-DC电源和LDO电源的另一个区别是DC-DC电源既可以降压也可以升压还可以反相(正电压变负电压),而LDO电源只能降压。

DC-DC转换器一般由控制芯片,电感线圈,二极管,三极管,电容器构成。在讨论DC-DC转换器的性能时,如果单针对控制芯片,是不能判断其优劣的。其外围电路的元器件特性,和基板的布线方式等,能改变电源电路的性能,因此,应进行综合判断。

2.总体设计

图2 UC3843双闭环控制框图

1)整个稳压过程有两个闭环来控制

电压闭环:输出电压通过取样后反馈给误差放大器,用于放大器内部的2.5V基准电压比较后测试误差电压,误差放大器控制由于负载变化造成的输出电压的变化。

电流闭环:RS为开关管源极到公共端间的电流检测电阻,开关管导通期间流通电感L的电流在RS产生的电压送至PWM比较器同相输入端,与误差电压比较后控制调制脉冲的宽度,从而保持稳定的输出电压。 

2)提高效率的方法及实现方案

影响系统效率的主要因素有:

a.功率变换器开关器件的开关损耗;

b.感性元件的铁损和铜损;

c.控制电路的损耗等。

3.方案选择

脉冲宽度调试:脉宽调制简称PWM,特点是开关周期为恒定值,通过调节脉冲宽度来改变占空比,实现稳压目的。其核心是PWM控制器。脉宽调制式开关电源的应用最为普通,其占空比调节范围大,PWM还可以和主系统的时钟保持同步

脉冲频率式:脉频调制简称PFM。其特点是脉冲宽度为恒定值,通过调节开关频率来改变占空比,实现稳压目的。其核心是PFM控制器。

脉频调制式开关电源特别适合于便携式设备,它能在低占空比、低频的条件下降低控制芯片的静态电流。 通常情况下,采用PFM和PWM这两种不同调制方式的DC-DC转换器的性能不同点如下。

a、PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。

b、PFM控制型即使长时间使用,尤其小负载时具有耗电小的优点。 

c、PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制,且在重负载时自动转换到PWM控制。

比较两种开关电源工作方式方案,我们选用脉宽调制。选用的PWM控制器为UC3843器件。

4.UC3843芯片介绍

UC3843是近年来问世的新型脉宽调制集成电路,它具有功能全,工作频率高,引脚少、外围元件简单等特点,它的电压调整率可达0.01%V,非常接近线性稳压电源的调整率。工作频率可达500KHz,启动电流仅需1mA,所以它的启动电路非常简单。下面是它的主要特性:

 最优化的离线DC-DC变换器

 单步脉冲控制电路

 断电停滞特性

 双脉冲抑制

 大电流标识输出

 500kHz的工作频率

各管脚功能说明:

UC3843芯片八脚双列直插封装图如下:

UC3843实物图

5.电路中重要参数的计算

输出电感的计算:(此计算公式的前提是CCM模式下的,CCM模式即电路工作在连续电流模式下,在各个工作状态电感中电流都大于0。) 电感的纹波电流dI一般不超过最大输出电流的30%。

最小感应系数有V=LdI/dt得Lmin=Vdt/dI。dI为电感纹波电流,dt为开关导通时间,

V=Vin-Vout(V为电感两端电压)

dt=D*T;

D=Vout/Vin(为占空比)

T=(1/500K)s

四、设计内容

1、电路图

2、PCB

3、 UC3843引脚输出波形

3、接负载时PWM波

4、实物图

5、实验结果分析 数据统计

由实验测试所得结果可以看出,我们所制作的电源效率上基本达到设计制作的基本要求,效率为80%左右。

五、 实结

通过这次实习我们对制作DC-DC电源有了更深的了解,认真学习了解并掌握电源的工作原理,器件规格的计算与选择。对制作所用的芯片UC3843做了深入的了解和学习,掌握了该芯片的工作原理和特性,以及它所适合的应用场所。实习过程我们也同时学会了altium designer软件的使用,使用这款软件我们画出电源原理图,生成pcb板,绘制电源的三维立体模型等。在这个过程中我们提高了动手能力,理论联系实践的能力,解决问题的能力。在这次实习过程中我们充分发挥了团队的力量,每个人都有自己分工,时间利用率,制作效率都非常高。完成实习任务,对于我们这个小组每个人来说都取得了很大的进步,学习了很多的知识,取得的经验是难能可贵的。

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