21世紀(jì),開(kāi)關(guān)電源技術(shù)迅猛發(fā)展,已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,例如通信行業(yè),計(jì)算機(jī)行業(yè)和消費(fèi)類電子行業(yè)等。近年來(lái),筆記本電腦已經(jīng)進(jìn)入了千家萬(wàn)戶,因此在已有的理論及實(shí)踐基礎(chǔ)上,利用電源管理芯片,研制出小型降壓型開(kāi)關(guān)電源,對(duì)于筆記本電腦的維修與調(diào)試,具有重要的科研價(jià)值和實(shí)踐意義。論文基于單片開(kāi)關(guān)電源芯片設(shè)計(jì)針對(duì)筆記本電腦維修和調(diào)試用的便攜式五路輸出開(kāi)關(guān)電源。在分析和闡述開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展、電路拓?fù)浜凸ぷ髟淼幕A(chǔ)上,通過(guò)優(yōu)化電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)解決在不加散熱片的情況下芯片散熱問(wèn)題;通過(guò)優(yōu)化輸出電感和電容參數(shù)來(lái)減小輸出紋波電流和輸出紋波電壓,;通過(guò)設(shè)計(jì)電壓負(fù)反饋來(lái)提高輸出電壓精度。使用ALPHA&OMEGA SEMICONDUCTOR公司推出的AOZ1237QI控制芯片,實(shí)現(xiàn)12.0V電壓輸出;使用TEXAS INSTRUMENTS公司推出的TPS51225控制芯片,實(shí)現(xiàn)5.0V和3.3V電壓輸出;使用TEXAS INSTRUMENTS公司的TPS51117控制芯片,分別實(shí)現(xiàn)2.5V和1.8V電壓輸出。完成電路設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì),最后系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果表明設(shè)計(jì)滿足指標(biāo)要求。這款便攜式電源已經(jīng)應(yīng)用在維修... 

【文章來(lái)源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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圖２－１開(kāi)關(guān)電源電路拓?fù)浞诸??開(kāi)關(guān)電源各種不同的電路形式有不同的性能特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合

周期開(kāi)始時(shí)的電感電流值正好等于開(kāi)關(guān)電源上一個(gè)開(kāi)關(guān)周期結(jié)束時(shí)的電感電流值。因此，開(kāi)關(guān)電源??新的周期開(kāi)始時(shí)的電感電流值與上一個(gè)開(kāi)關(guān)周期結(jié)束時(shí)的電感電流值相等。開(kāi)關(guān)在穩(wěn)態(tài)時(shí)，電感電??壓值是保持恒定的方波。開(kāi)關(guān)周期中電感的電流和電壓波形如圖２－２所示。如果一個(gè)周期內(nèi)，電感??兩端電壓的平均值不等于零，那么電流就會(huì)瞬時(shí)增加或減少，這說(shuō)明電路正處于過(guò)渡過(guò)程。１１６１??０?ｔ??圖２－２?—個(gè)開(kāi)關(guān)周期中電感的電壓和電流波形??開(kāi)關(guān)電源在穩(wěn)態(tài)時(shí)，電容電流在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的平均值一定為零。電容的這一原理可以用電??感相似的方法證明。??電容電流在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的平均值按下式計(jì)算：??ｒＴｓ?（２－１）??其中／ｅ為電容電流在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的平均值，ｒｓ為一個(gè)開(kāi)關(guān)周期，／ｆ（ｔ）為電容電流隨時(shí)間的變化。??２．４．１降壓型（ＢＵＣＫ）電路??降壓型電路結(jié)構(gòu)如圖２－３所示。???Ｓ１??＿??＋?ＵＳ?－??—Ｕｉ?ＶＤ１?ａ?ｃｉ〇＝＝Ｒ＾??圖２－３降壓型電路結(jié)構(gòu)??降壓型電路一般由以下器件組成：開(kāi)關(guān)管Ｓ１，二極管ＶＤ１，儲(chǔ)能濾波電感了?Ｌ１，輸出濾波電??容器Ｃ１。這種結(jié)構(gòu)是屬于直流直流變換器中應(yīng)用最廣泛的非隔離變壓電路，負(fù)載端輸出電壓一般等??于或者小于輸入電壓。公共端是輸出與輸入負(fù)端。降壓型變換器有三種基本工作模式：第一種工作??模式是電感電流處于連續(xù)的狀態(tài)，第二種工作模式是電感電流處于斷續(xù)的狀態(tài)，第三種工作模式是??電感電流處于臨界的狀態(tài)，即在開(kāi)關(guān)管Ｓ１導(dǎo)通期間電感Ｌ１儲(chǔ)能，在開(kāi)關(guān)管終止時(shí)剛好二極管ＶＤ１、??負(fù)載Ｒ１釋放完

本工作模式，第一種工作模式是電感電流連續(xù)的狀態(tài)，第二種工作模式是電感電流斷續(xù)的狀態(tài)。??２．４．３升降壓型（Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ）電路??升降壓型電路結(jié)構(gòu)如圖２－５所示。??ＳＩ?ＶＤ１??－ｎｒ＾－ｒ￣￣＾??－－Ｕｉ?：Ｌ１?Ｕ－＝?｜??＾?ｃｉ?Ｒｒ??圖２－５升降壓型電路結(jié)構(gòu)??升降壓型電路與降壓型、升壓型電路相同，由開(kāi)關(guān)管Ｓ１、儲(chǔ)能電感Ｌ１、整流二極管ＶＤ１及濾??波電容Ｃ１等元器件組成。這種電路具有降壓型電路和升壓型電路的雙重作用。升壓還是降壓取決于??ＰＷＭ驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比。雖然輸入與輸出共用一個(gè)公共端，但是輸出電壓的極性與輸入電壓是相反??的。升降壓型電路由兩種工作模式，第一種工作模式是電感電流連續(xù)的狀態(tài)，第二種工作模式是斷??續(xù)的狀態(tài)。??２．４．４?Ｃｕｋ型電路??Ｃｕｋ型電路結(jié)構(gòu)如圖２－６所示。??ＬＩ?Ｃｌ?Ｌ２??Ｔ?Ｕｉ?Ｕｓ＇ｌＳｌ?５ＺＶＤ１?＝＾＝?｜??＿?Ｃ２?Ｒｒ??圖２－６?Ｃｕｋ型電路結(jié)構(gòu)??Ｃｕｋ型電路是針對(duì)升降壓型電路存在輸入電流和輸出電流脈動(dòng)值大的缺點(diǎn)，由美國(guó)學(xué)者??Ｓｌｏｂｏｄａｎ?Ｃｕｋ研究提出的一種非隔離式單管直流直流升降壓變換器。主電路由輸出濾波電容器Ｃ２、??續(xù)流二極管ＶＤ１、輸出儲(chǔ)能電感Ｌ２、輸入儲(chǔ)能電感Ｌ１、儲(chǔ)能電容器Ｃ１和開(kāi)關(guān)管Ｓ１等元器件組成，??開(kāi)關(guān)管Ｓ１由ＰＷＭ驅(qū)動(dòng)電路控制，二極管ＶＤ１將輸入回路和輸出回路分開(kāi)，左半部分是輸入回路，??右半部分是輸出回路。Ｃｕｋ變換器和升降壓型電路一樣，具有升降壓功能和輸出電壓與輸入電壓極??１２??


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