基于NCP1014芯片的多路输出开关电源设计.pdf

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基MCP1014片的多路输出开关电源设计 江苏电器(2008No.12) 3高频变压器设计 同时按初级电感量、次级输出电压和功率,选择合 适的漆包线绕制高频变压器,以下是设计高频变压 任何情况下,开关电源启动时(因为有大的漏器过程中的工艺要求 电感)或正常工作时,横向 MOSFET的二极管都不 (1)绕制变压器的过程中,从内到外依次为初 能正常偏置,因此,开关断开漏级的回扫电压不会级线圈、反馈线圈、次级线圈A、次级线圈B… 大于输入电压。当选择元件时,必须采用符合下式次级线圈绕制顺序根据输出功率的大小绕制,功率 的匝数比:N·(Wa1+V1)<Vnm。例如:如果工作大的在里面,功率小的在外面; 在120V的直流电源下,次级输出电压为5V,次 (2)各绕组间必须用3~4层聚酰亚胺绝缘薄膜 级二极管折中压降为0.5V,可以选择最大为100V绝缘、隔离; 的反射电压:120-100>0。因此,匝数比N=N:N= (3)绕组层间必须用0.025mm厚的聚酰亚胺薄膜 100/(5+0.5)=18.2。 绝缘衬垫,尾端折回至引线处必须有薄膜隔层 当开关闭合时( MOSFET导通),V1n施加到初级电 (4)绕组最外层必须用美观的不透明带色绝缘 感L上,直到电流达到反馈回路的限制值,这个过薄膜裹包,接缝置于磁材内; 程的持续时间称为导通时间,公式为:tm=L1·ln/ (5)磁材外部周边用高强度带色薄膜包紧; (6)绕组引线与引脚连接紧贴骨架,不得虚 开关断开时( MOSFET关断),初级线圈上的电焊,骨架内的引出线不得露铜,引脚不得松动、弯 能传到次级,L上出现回扫电压,使变压器铁心复折; 位,因此断开时间为tr=Ln·n/N·(m+V)]。 (7)高频变压器必须用真空浸漆、烘干,烘烤 如果开关电源工作在非连续模式,传送最大功时不得急剧升温、降温,以防磁材碎裂∽。 率,同时在铁心复位后,不允许有死区时间,而是 马上重启,开关时间可表示为 4输出纹波处理 ts=tor+ton=Ln·I 评价一个电源的质量,其中有一点就是输出 回扫传递公式规定: 电压的纹波,在整个调试过程中,一直都使用 Agilent.公司的54622A数字示波器进行观察,带宽 为100M,采样频率为200Ms/s。调试处理后的主 从公式(2)中提取l的值并代入到公式(1),可电路输出电压纹波波形如图3所示 以得到: 02·f·[Pm·(#2+2·V1·Vin+V2n)] 其中,L是初级电感量,I是最大峰值电流, 5V Vn是初级侧输入电压,N是初级线圈匝数,N是 次级线圈匝数,Vmt是输出电压,V是次级二极管 正向压降,Pot是输出功率,n是电源效率,f 是芯片工作频率,V=N·(Vo+vh)。 图3主电路输出电压纹波(<20mV) 利用以上公式,结合实际,当输入交流电 在纹波的处理过程中,通过不断的计算、布板 220V,经过整流滤波后,V=300V,I灬=350(1-和调试,总结了以下几点来降低输出电源纹波:(1) 0.1)=315mA,M=18.2匝,V3=5V,Vr=0.5V,次级输岀端的整流二极管要尽量的靠近变压器引脚, Pa1=6W,n=70%,f=100kHz,把以上数据代入公同时,连接的覆铜线要短而粗,可以的话,可以选 式(3),求得L1-3.28mH 择铺铜连接。(2)适当调节次级输出端的滤波电容 求得初级电感量后,根据输出的功率要求,选(C3、C3、C3和C)和电感L2),平滑电压纹波;高 择变压器的骨架和磁心,系统选用了EE20的磁心 (下转第34页) 17 江苏电器(2008No.12) 基于AT89C51的数字温度检测系统的硬件设计 作用就是控制显示驱动输出的电平以控制显示屏的片选CS1和CS2分别与单片机P3.0、P3.1、P3.2、 开关。在触发器输出为“关”电平时,显示数据锁P3.3、P3.4相连,电源V与V间接1只10k9 存器的输入被封锁并将输出置“0”,从而使显示驱电位器,电位器输出接液晶模块的Vo端,为其提 动输出全部为非选择波形,显示屏呈不显示状态。供13V左右电压。 在触发器输出为“开”电平吋,显示数据锁存器被 控制,显示驱动输出受显示驱动数据总线上数据控6结语 制,显示屏将呈显示状态 (10)复位端(RES)。复位端用于在LCM上电或需 文中以AT89C51单片机为核心,详细地研究了 要时实现硬件电路对LCM的复位。复位时间要求如系统总体设计方案,对数字温度检测系统硬件进行 表1所示,复位时序如图6所示。该复位将实现:设了设计,并对电源电路和LCD显示电路以及DS18B20 置显示状态为“关”显示状态;显示起始寄存器清与MU接口电路进行了分析。实验结果证明,该温 零;在复位期间状态字中 RESET位置“1”等功能。度检测系统具有结构简单、稳定性好、精度高等优 表1液晶模块复位时间要求 点,值得推广。 项目 名称最小值最大值单位 参考文献 复位时间 1.0 上升时间 [1]韩全立,赵德申.微机控制技术及应用[M.北京 机械工业出版社,2003 4.5V [2 Dallas Semiconduc tor Inc. DS18B20 programmable resolution 1-wire digital thermometer[G 0.7v Dallas semiconductor Inc, 2001: 22-24 ES 0.3D [3]黄贤武,郑霞,曲波,传感器实际应用电路设计[M]. 图6液晶模块时序图 成都:电子科技大学出版社,1997:171-172 5.3LcM与MPU接口电路 [4]贾东耀,汪仁煌.数字温度传感器在仓库温度检测 DM2864J图形液晶显示模块与WPU的连接方 系统的应用[冂].传感器世界,2001(8):27-34. 式有两种:一种为直接访问方式,一种为间接 [5]汪吉鹏,马云峰.徽机原理与接凵技术[M.北京: 高等教育出版社,2001:132-133 访问方式。由于间接访问的访问速度比较快,因 [6]贾振国.DS18B20及高精度温度测量的实现[J].电 此系统采用了间接访问方式。由于绘图软件没有 子技术应用,200(1):36-37 DM12864J模块,文中采用了与其相类似的液晶模[7]周月霞,孙传友.D1820硬件连接及软件编程 块替代。单片机P2口接LCM的数据口DB0~DB7, 传感器世界,2001(12):11-13. RS数据与命令选择端和R^w操作选择端、使能端E、 收稿日期:2008-06-14 (上接第17页) 频滤波电容(Ce、C)尽量靠近输出端电压的引脚。的纹波满足系统设计的要求,同时该稳压电源与线」 (3)采用分块铺铜,使用双面板时,顶层铺电源正性电源相比,具有体积小、转换效率高及成本低等 极,底层铺电源地,来减小分布电容。 优点,对仪表的电源设计具有一定参考价值。 结语 参考文献 [1]张占松,蔡宣三.开关电源的原理与设计[M].北 按照上述方法设计的开关电源,可提供构造可 京:电子工业出版社,2004 靠、低成木电源所需的一切,包括软起动、频率抖[2]沙古友.新型单片开关电源设计与应用技术[M 动、短路保护、跳周期模式、最大峰值电流调整和 北京:电子工业出版社,2004 动态自供电等功能。经过测试后,输出功率和电压 收稿日期:2008-08-06 34

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