毕业设计（论文）_高效率恒流源电路的设计.doc

泉 州 师 范 学 院 毕业论文（设计） 题 目 高效率恒流源电路的设计 物信 学院 电子信息科学与技术 专业 07级 1 班 学生姓名 学 号 指导教师 职 称 教授 完成日期 2011年4月 教务处 制 高效率恒流源电路的设计 物信学院 07级电子信息科学与技术 指导教师 教授 【摘 要】本文设计并制作了由DC-DC变换器为核心的开关稳流电源。该稳流电源可对手机锂离子进行充电，采用电流型脉宽调制器UC3843作为核心器件，实现输出电流可调的开关稳流电源电路，同时采用单片机C8051F410进行程控，使开关稳流电源具备更加完善的功能。 【关键词】 UC3843 ；DC-DCPWM； 单片机C8051F410 引言 4 1. 系统设计 4 1.1系统设计任务 4 1.2系统设计的基本要求 4 1.3系统设计方案 4 1.3.1 DC/DC 变换器电路拓扑结构论证 4 1.3.2微控制器电路方案论证 5 1.3.3 系统设计框图 5 2. 硬件电路设计及工作原理 5 2.1主器件的介绍 5 2.1.1电流型脉宽调制器UC3843简介 5 2.1.2 DC-DC变换电路设计 7 2.2元件参数选择 7 2.2.1 储能电感 7 2.2.2 续流二极管 7 2.2.3 功率开关管 7 3. 数据测量及数据分析 7 3.1测试仪器 7 3.2测试方法 7 3.3数据测试 8 3.4数据分析 13 4. 设计总结 13 致谢 13 参考文献 13 附录： 15 引言 随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备为人们生活带来了极大的便利，而电子设备都离不开可靠的电源，而稳流电源在工作时产生的误差直接影响着电池的使用寿命，导致影响整个系统的稳定性。本设计以采用电流型脉宽调制器UC3843作为核心器件的开关稳流电源，具有功耗小，体积小，重量轻，稳流范围宽，电路形式灵活多样等优点。 1. 系统设计 1.1系统设计任务 设计并制作一个开关稳流电源，其结构框图如图1-1所示。 图1-1 1.2系统设计的基本要求 直流稳压电源提供电能给开关稳流电源，输入直流电压范围在8~20V之间，该开关稳流电源提供200~600毫安之间的恒定电流充入电池，可显示输出电压、电流，有过流、过压保护功能，并有键控开关功能。 1.3系统设计方案 1.3.1 DC/DC 变换器电路拓扑结构论证 串联式拓扑结构 因为给0~4V的可充电池充电，所以选择降压型开关稳流电源，串联式拓扑结构是降压电路最基本的拓扑结构 串联——在主回路中开关三极管与输入端、输出端、电感器L1、负载R1四者成串联连接的关系。 如图1-2所示，由于没有使用变压器，因此，输入输出部分的直流是共用的，这种电路用于输入输出不需要隔离的场合，由于电路不使用变压器，因此也不会有变压器漏感引起的故障，避免了高频变压器可能带来的多种问题，所以这种方案可以构成小型的开关稳流电源[1]。 图1-2 1.3.2微控制器电路方案论证 单片机和开关稳流电源专用PWM控制芯片相结合，通过单片机不断的检测输出电压并与设定值之间进行比较，调整AD、DA转换器的输出，控制PWM芯片进而控制电源的输出电压共同来完成对充电电流的控制，实现恒定电流的稳定输出。 1.3.3 系统设计框图 控制是设计的关键部分，由单片机和电流型脉宽调制（PWM）控制器共同来完成，实现可调的恒定电流输出，达到系统设计的指标。单片机选用自带12位D/A转换器和A/D转换器的单片机C8051F410。 脉宽调制控制器选用具有误差放大器、PWM比较器、振荡器、欠压锁定等功能的UC3843芯片。 整体电路框图如图1-3所示，采用双闭环控制电路来实现稳定的输出电流，通过单片机不断的进行电压采样与单片机内部设定的电压值进行比较，自动调整D/A反馈到UC3843的第2引脚（反馈电压输入端）。与基准电压(2.5V)进行比较，从而改变PWM波形的占空比来调节DC-DC变换电路，最终实现恒定的电流输出。 图1-3 整体电路框图 2. 硬件电路设计及工作原理 2.1主器件的介绍 2.1.1电流型脉宽调制器UC3843简介 UC3843是美国Unitrode公司（该公司现已被TI公司收购）生产的一