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实训报告格式样式

电路系统实训2报告

题目：

6V升压到150VDC/DC变换器

院（系）：

信息与通信学院

专业：

通信工程（卓越）

学生姓名：

学号：

指导教师：

年月日

摘要

开关电源是现代电子电器和电子设备的心脏和动力,而DC/DC变换器是开关电源的主要组成部分，是开关电源的控制和功率转换的核心。

本文设计了一款升压式DC/DC变换器，输入电压为6V，输出电压可达到150V。

电路采用PWM等控制方法，通过控制主开关器件的导通比，可控制升压变换器的输出电压。

并利用Multisim仿真工具进行系统仿真的方法进行参数优化，实现了设计要求。

本文的主要内容有：

1.DC/DC变换器设计方案的选择。

通过对DC/DC变换器Boost、Buck－Boost、Cuk等各种类型的电路形式特性对比，以及在PWM、PFM等不同调制方式下的特性对比，对设计方案进行了在特性参数、可实现性、特性对比等多个方面进行对比，实现了6V升压到150V的DC/DC变换器的方案设计；

2.电路设计与参数计算。

它包括对DC/DC变换器各个元件类型的选择、电路参数计算，通过分模块、分部分的模块特性的仿真，进行分析与调整，并通过系统组合，进行开环测试，进行电路的功能与参数的测试与分析，最终进行系统的闭环测试。

3.电路制作与实测。

根据功率及电气性能的考虑进行了电路板设计，对各实际模块进行详细测试，根据测试结果进行了分析，并进行参数调整与优化；对完整电路进行了的输出、输入调整率、纹波噪声系数、效率等参数进行了测试。

电路的模拟仿真结果与实测结果表明，本设计实现的电源在输出电压、电流、功率这些指标上达到要求，效率为91.5%，纹波噪声较大，为230mv。

关键词：

DC/DC变换器；PWM；Multisim；开环；闭环

目录

引言4

1总体方案设计4

1.1DC/DC变换电路形式的选择4

1.1.1Boost电路的优缺点4

1.1.2Buck－Boost电路的优缺点4

1.1.3Cuk电路的优缺点5

1.1.4本设计项目对DC/DC变换电路形式的考虑5

1.2DC/DC变换电路调制方式的选择5

1.3DC/DC调制电路的方案选择5

1.4项目的总体设计方案5

2电路设计与仿真6

2.1储能电感参数计算与选择6

2.2开关三极管的参数计算与选择6

2.3开关二极管的参数计算与选择6

2.4NE555PWM调制电路参数设计6

2.5主开关电路模块仿真7

3.4.1仿真测试方案7

3.4.2仿真测试结果7

3.4.3仿真结果分析与电路参数优化的考虑7

2.6PWM调制电路模块仿真7

2.7组合电路开环特性仿真8

2.8组合电路闭环特性仿真8

3PCB设计与电路实测8

3.1本设计的PCB布局、走线、线宽的考虑8

3.2主开关电路模块参数实测9

3.2.1测试方案9

3.2.2测试结果9

3.2.3测试分析9

3.3PWM调制电路模块参数实测9

3.4组合电路开环特性实测9

3.5组合电路闭环特性实测10

4总结10

谢辞12

参考文献13

引言

电源是一切设备的核心，重要性犹如人体的心脏，但是电源却有许多形式。

电源的参数一般有电压，功率，负载电流，噪声以及在负载动态情况下各个参数的变化等等。

我们可以采用多种方式达到转换的目的，目前主要是以半导体器件来实现变换。

通常来说，凡是采用半导体功率器件作为开关，将一种电源形式转换成另一种电源形式的电路我们都称为开关变换器电路。

DC/DC电源变换器是将一个固定的直流电压变换为另一个直流电压输出，这种技术被广泛应用，它主要承担着开关电源处理直流电能的任务，用来将输入的直流电压转换成符合用电设备的需要，例如电动车的无级变速和控制，同时获得加速平稳，快速响应的性能，并通同时得到节约电能的效果。

开关电源主要组成就是DC/DC变换器，它需要通过电路模式、电路器件类型的合理选择，并进行正确的电路参数设计，才可以达到效率高、功率密度高、各项指标好的设计结果，才能发挥开关电源的优势，让开关电源在电源领域中占主要地位。

本设计就是通过DC/DC变换器设计方案的选择、并且对电路参数进行严格的设计与计算，然后进行各部分模块特性的仿真测试，以及各部分连接后实现的完整系统整体性能仿真测试与实测，而且根据测试结果进行了详细分析，并进行参数优化。

实现了6V升压到150V的DC/DC变换器设计。

1总体方案设计

1.1DC/DC变换电路形式的选择

1.1.1Boost电路的优缺点

1.1.2Buck－Boost电路的优缺点

1.1.3Cuk电路的优缺点

1.1.4本设计项目对DC/DC变换电路形式的考虑

1.2DC/DC变换电路调制方式的选择

1.3DC/DC调制电路的方案选择

1.4项目的总体设计方案

2电路设计与仿真

2.1储能电感参数计算与选择

2.2开关三极管的参数计算与选择

2.3开关二极管的参数计算与选择

2.4NE555PWM调制电路参数设计

式（2-5）

式（2-6）

式（2-7）

图2.8占空比可调的多谐振荡器连接电路

2.5主开关电路模块仿真

3.4.1仿真测试方案

3.4.2仿真测试结果

3.4.3仿真结果分析与电路参数优化的考虑

2.6PWM调制电路模块仿真

（要求同上）

2.7组合电路开环特性仿真

（要求同上）

2.8组合电路闭环特性仿真

（要求同上）

3PCB设计与电路实测

3.1本设计的PCB布局、走线、线宽的考虑

3.2主开关电路模块参数实测

3.2.1测试方案

3.2.2测试结果

3.2.3测试分析

3.3PWM调制电路模块参数实测

（要求同上）

3.4组合电路开环特性实测

（要求同上）

表3.1负载100欧姆情况下的最大输出测试结果

测量计算结果

理论值

测试值

多谐振荡器的周期T（us）

24.26

25.119

占空比（%）

97

96.20

输入电压Ui（V）

4.5

4.5

输出电压Uo（V）

150

150.39

输入电流Ii（mA）

588.30

548.23

输出电流Io（mA）

17.65

15.05

输入功率Pi（W）

2.65

2.47

输出功率Po（W）

2.64

2.26

工作效

（%）

1

91.5

3.5组合电路闭环特性实测

（要求同上）

4总结

谢辞

虽然我只是做一个实训，但通过本次实训，我学习到很多知识。

特别感谢我的指导老师覃远年老师，教会我们如何去学习电路知识，并且在一次实训中进行拓展获取知识的能力，启示我们利用发散思维，从一个问题的解决方法引伸到解决另一问题上来，让我们掌握工程设计的过程与工程设计的要求。

希望自己经后通过自身努力，做一位博学多才的工程师。

在本次实训中，我还要感谢周围的同学，是他们帮我解答了很多设计上的问题，他们用热心教会我，把自己的学习效率提高，做到真正地理解学习的真谛。

在此对老师和同学表示衷心的感谢！

参考文献

[1]刘凤君.现代高频开关电源技术及应用[M].北京：

电子工业出版社，2008

[2]周巍，黄雄华.数字逻辑电路[M].成都：

电子科技大学出版社，2007

[3]周志敏，周纪海.开关电源实用技术设计与应用[M].北京：

人民邮电出版社，2003

[4]何希才.新型开关电源设计与应用[M].北京：

科学出版社，2001

[5]王水平，田庆安，郭少伟等.PWM控制与驱动器使用指南及应用电路[M].西安：

西安电子科技大学出版社，2004