理論剖析與核算
1、PWM波形發生
PWM波有許多發生辦法:施密特觸發器發生、與門(與非門)發生、555電路發生、晶振發生、單片機發生等。晶振能輸出十分安穩的脈沖,是現代數字電路中最常用的器材,是現代數字電路中最常用的器材;555電路是經過3個電阻準確分壓,得到的是很準確的波形,功用強大,也是十分常用的器材;施密特觸發器和與門都是經過比較門檻電壓來構成振動;而門檻電壓會因各種原因變化,構成的振動電路會有輸出頻率不行安穩的缺陷。而單片機能夠發生安穩的PWM波型,能夠調節PWM的頻率,調整PWM的占空比,更于方便操控PWM波,完成電壓和電流的調控。
2、體系總體計劃的確認
單片機輸出PWM波形,用大功率三極管TIP42c作為開關管,把直流變成方波,經過LC電路濾波,濾平峰尖脈沖,得到直流電壓。經過負反應,把電壓終究安穩在所要的數值上。
3、開關器材的挑選
開關器材挑選mos管。其具有輸出安穩,輸出精度高,功耗低,具有線路降壓補償等點。
4、開關部分各參數規劃
電感濾波電容的選用和紋波密切相關,占空比D=Vo/Vi=8/24/0.33(比試驗得到的低,可是能夠經過反應來安穩輸出電壓)。當負載取10歐,開關頻率為20kHz,紋波
ΔV/Vo=0.05%的時分,依據電容電感充放電公式有:
L=(1-D)*RT/2=(1-0.33)*10*0.00005/2=268μH
C=VoDT2/8LΔVo=0.42*5*(0.00005)2/8*268*10-6*0.005=61.5μF
LC低通濾波器的截止頻率:
f=1/(2π√(LC))=1/(2π√268*61.8*10-6*10-6)≈1.2kHz
小于開關頻率,能夠很好地濾除開關高頻噪聲。
5、電流收集部分規劃
電流采樣咱們選用ACS712,帶2.1kRMS電壓絕緣及低電阻電流導體的全集成、根據霍爾效應的線性電流傳感器IC,其特色是低噪音模擬信號路徑,5V單電源操作可經過新的濾波引腳設置器材帶寬,5μs的輸出上升時間,對應步進輸入電流,80千赫的帶寬,總輸出差錯為1.5%接近零的磁滯,以及電源電壓的成份額輸出等。典型應用包含電動機操控、載荷檢測和管理、開關式電源和過電流故障維護。足以檢測開關電源輸出的電流。把輸出電流轉化為電壓輸出至單片機的AD輸入。將收集到的電流運用到過流維護和短路維護。
功率剖析核算
DC-DC電路輸入電壓UIN=24
信號占空比D=1—UIN/UO=0.58
輸出功率PO=UO*IO=80W
輸入電壓有效值IIN=IO/(1—D)=6A
肖特基二極管的損耗:PD=IOVD,又IO=4A。所以取二極管壓降VD為0.35V,帶入可得PD=1.4W
兩只采樣電阻上得總損耗為0.9W
綜上所述此電路可滿足規劃