低电压输入的DC-DC稳压电源的设计

1、低电压输入的DC-DC稳压电源的设计摘要 本课题主要设计了一款升压型的稳压电源，主要运用boost拓扑结构对低电压进行升压，实现输出电压的提高，其主要原理是主要通过开关管控制电源对电感充电时间的时间，通过电感对电容的充放电实现升压，最终通过PWM的占空比的控制来实现到稳压的过程。从而实现稳压电源的输出。随后通过UC3843芯片内部反馈设置稳定输出的电压值。本课题对选用芯片UC3843作为开关电源的控制芯片，对其引脚功能及优势进行了详细的介绍，并介绍了几种现在流行的稳压电源的设计方案，并进行比较，选择最优方案，。因saber软件的具有完善的性能、全面的算法体系、高度的可靠性，此稳压电源的仿真模拟

2、实验选择在saber软件的环境下进行，也对仿真结果中的波形图有进行详细的波形图分析及每个芯片引脚波形的说明介绍。硬件电路结构方面也有详细的介绍，本文主要运用boost的电路结构进行升压实现，外部器件少，结构简洁，原理简单。输出电压端接反馈电阻，对通过反馈电阻对输出电压进行取样而后反馈到芯片上，芯片通过内部电路自动对输入电压输出的PWM信号的占空比进行调节。更方便、快捷、可靠。由于稳压电源开关电源具有高效，节能的特性，而逐渐取代开关线性电源被广泛应用。目前开关稳压电源在市场上发展迅猛，主要应用在开关电源、航海、电力电子技术等广阔领域。关键字：UC3843 boost拓扑结构 升压稳压电路 sab

3、er软件Low Voltage DC Input The Design of DC Regulated Power SupplyABSTRACTThis topic mainly designed a booster type regulated power supply, the main use of the boost topology for low input voltage booster circuit implementation, USES UC3843 chip as the core design of peripheral circuit, the chip itsel

4、f oscillator, followed by the boost structure to realize the improvement of the output voltage, through core chip internal feedback set stable output voltage value. Its output feedback and compensation relies heavily on UC3843 chip implementation, function and advantages of this topic on the chip pi

5、n in detail, this topic introduces several popular now regulated power supply design, and comparison, choose the optimal solution, because the saber software to improve the performance of the system, high reliability, comprehensive algorithm, the simulation experiment of regulated power supply choic

6、e under the environment of the saber software, also have detailed waveform figure on the results of simulation analysis and each chip pins waveform is introduced. Hardware circuit structure also has a detailed introduction, in this paper, we use the boost circuit structure of the booster, the extern

7、al device is little, structure is compact, simple principle. Mainly through the switch tube to control the power of inductive charging time of time, through inductive charging and discharging of capacitance booster to the regulated process. So as to realize the output of regulated power supply. Outp

8、ut voltage termination feedback resistance, resistance to sampling and then feedback to the chip, chip is adjusted automatically by the internal circuit of the input voltage. More convenient, fast and reliable. The regulated power supply with high efficiency, energy saving features, and gradually re

9、place the switching power supply is widely used. Currently regulated power supply in the market, developing rapidly, mainly used in switching power supply, navigation, power electronic technology such as vast areas.Key Words: UC3843 Boost topology structure Pressure regulating circuit The saber soft

10、ware目 录第一章 绪论11.1本课题的背景和意义11.2开关电源的概念及分类11.3开关电源的发展历程21.4本课题的研究内容2第二章 方案比较与选择42.1全桥软开关设计开关电源42.2 DC/DC开关电源闭环反馈设计42.3反激电路设计开关电源62.4直流电子负载的开关电源72.5 数字控制电源系统的仿真设计92.6 UC3843开关电源11第三章 仿真软件（Saber）的介绍133.1 Saber软件简介133.2 Saber的特性133.3 Saber的主要功能及简单介绍143.4 Saber 原理图的仿真153.5 Saber仿真软件的应用17第四章 硬件电路的介绍184.1 U

11、C3843芯片的介绍184.2 Boost拓扑结构的介绍20第五章 系统分析及测试25第六章 总结与展望30致谢323第一章 绪论1.1本课题的背景和意义随着电子技术的快速发展,开关电源因其高效节能且具有更高的效率、电路相对简洁，功耗低、更高的可靠性、体积小、重量轻等显著特点而得到了越来越广泛的应用，从家用电器设备到移动设备通信设置、地面安全设施、数据交互方面、中型机器制造方面以及工业设备等都有很多应用并引起了社会各方面的重视。人们已在电路的拓扑结构方面进行探索、提高工作效率的功率半导体筛选、元器件的分布范围以及电子电路的集成控制方向等方面进行了不懈地努力,且取得了很大进步。现在已经成为普通开

12、关电源以及特种开关电源选择的最优的集成控制电路。移动电话、GPS导航系统，汽车燃油系统、电脑游戏系统、医疗器械系统、工业机械工作系统等方方面面都离不开开关电源，开关电源为其提供了基本的工作环境，使其有足够的驱动保持正常工作状态，以稳定的电流为其系统稳定的工作性能。开关电源为研发者、生产者、消费者提供丰富的产品供筛选，与生活、生产、研发密不可分，有着十分开阔的市场需求，这些都与高性能的开关电源息息相关，因此开关电源的需求逐步提升，发展迅猛。1.2开关电源的概念及分类概念：利用现代电力电子的相关技术，通过调节占空比来实现对开关管的导通和关断的时间比率的控制，维持稳定的电压输出的电源统称为开关电源，

13、开关电源一般由MOSFET和脉冲宽度调制（PWM）控制IC构成。开关电源中应用的电力电子器件主要分为IGBT、MOSFET和二极管三大组成部分。分类：在开发开关变频技术的同时进行对相关电力电子器件的开发是人们在开关电源的技术领域的未来研究和发展的必然方向，也是快速促进开关电源向着体积小、面积薄、质量轻、抗干扰能力强、高效率可靠性、弱噪声的方向快速发展。AC/DC和DC/DC是开关电源的两种主要组成部分，AC/DC的模块化，因其AC/DC自身的特性使得在模块化的进程中，在工艺研发、生产、制造等各个方面的遇到的问题不易解决。但DC/DC变换器现已实现模块化进程，且其在海内外都已经形成成熟的、稳定的

14、、成功的工艺研发、生产、制造的一系列体系，并且已经得到大家的肯定，并已在市场中应用广泛，有着极大的需求，由于稳压电源的功率消耗较低、完善的性能、高速可靠的特性、小型的体积造型被广泛应用，在开关电源、航海、电力电子技术等领域，发展迅猛，适用程度高。1.3开关电源的发展历程研究动态略显简短，如果有时间的话，可以参考一些开关电源的论文，将此部分补充一下早在二十世纪时，USA美国的航空员局就开发、设计了全世界第一个体积小、质量轻的开关电源，由于此次开关电源研制的成功，因此在接下来的科技发展中，开关电源的飞速发展，逐渐替代了最基础、最简单的相控稳压电源，并且在生活、生产、研发、工业设计等方面被广泛使用。

15、开关电源的电路主要向着集成化的方向发展，开关电源的体积主要出于迷你型进一步缩小，开关电源的系统设计主要趋于模块化方向。最近30年开关电源的发展方向主要分为两大发展方向：第一个方向是开关电源的系统功能电路的集成化的快速发展，外国早在1977年就已经研制出了高速集成化的PWM控制器的主要集成电路。第二个方向是利用单芯片实现在中、小功率开关电源的内部单片机实现高速集成化，早在1994年时，美国的一家专注于电源集成电路设计的公司就已经率先研制出一款新型的三端隔离式开关电源，也可以称为PWM型单片开关电源，这款电源是一种AC/DC电源变换器的。意-法半导体公司在中、小功率方面单片机电源产品的设计方面也有

16、很大进步，其公司生产出的新型开关电源也被用户认可并得到广泛应用。但是，相对来说，我国与国外在开关电源的研发、设计等技术方面相比，国内的起步发展时间比较晚，技术水平不高、功能特性、安全性能不高。目前国内DC/DC模块电源产品主要由外国生产，覆盖了中小功率模块电源一半的市场以及大功率模块电源的大部分。但是由于国内生产规模的扩大和技术的进部分以及中小功率模块电源一半的市场。1.4本课题的研究内容本文主要对稳压电源进行研究，其实现主要通过三大部分：芯片UC3843芯片、boost拓扑结构、saber软件，UC3843是一种电流型控制器，由于电流型控制器具有完善的结构，功能全面的性能， 此控制器具有内部

17、振荡器，方便电路的设计，可以调整占空比实现通过反馈来改变输入电压值，可以进行输出补偿，可以很好的驱动MOSFET，其内部功能完善的UC3843芯片减缩了许多外围电路的设计。boost外围电路设计简单，元器件数量不多，主要通过开关管控制储能元器件电感及电容的充放电时间来调节输出电压值。电路简洁、易实现。随着科学技术的飞速发展，由于稳压电源的功耗低、更高的性能、体积小稳压电源被广泛地应用到生活和工业中。在电子电路方面，几乎每一个电路都要用到稳压电源，为电路提供稳定的电流供电从而可以正常工作，这是最基本的要求。在生活方面，家里的家电都是将220V交流电转换为低电压，然后进行稳压输出，给电路提供稳定高

18、效的电流供电系统。在工业方面，各大机器设备的正常工作也离不开稳压电源提供的稳定电压。由于稳压电源的功耗低、输入范围宽、更高的性能、体积小被广泛应用，在开关电源、航海、电力电子技术等领域，发展迅猛，适用程度高。第二章 方案比较与选择2.1全桥软开关的设计开关电源全桥软开关设计开关电源的原理及元器件组成，如图2.1。图2.1全桥软开关设计开关电源这个应该算为表格，而不是图片虽然你实质上使用的是图片，但打印后是表格后面也有类似问题，我不一一说明，你自己修改Fig.2.1 Full bridge soft switching power supply switch design全桥软开关电源的优缺点：

19、保持了PWM转换器和谐振变转器的优势，攻克了其缺点之后兴起的一个新颖电源控制系统，但是由于开关管的特性，在开关管导通和截止动作下，会产生时间的延时，同时会出现由通断电流和通断电压产生的重叠期，从而产生损耗。导通和截止动作时产生的损耗之和统称为开关损耗。由于一个周期内开关损耗是一定的，所以，随着开关的频率逐渐升高，开关的压损也逐渐升高，因而不利于变流器频率的提升，阻碍了变流器向体积小，重量轻的方向发展。而且会产生二次侧占空比丢失、滞后臂不易实现的现象。2.2 DC/DC开关电源闭环反馈设计DC/DC开关电源闭环反馈设计的工作原理如图2.2。图2.2 DC/DC开关电源闭环反馈设计Fig 2.2

20、A closed-loop feedback switch power supply design全桥软开关设计电路如图2.3为啥把全桥软开关的图放在的4.2节中。图2.3 全桥软开关转换器主电路Fig 2.3 Full bridge soft switching converter main circuitDC/DC开关电源闭环反馈的优缺点：能够采集到小信号，并对得到的频率进行分析，进行仿真实验时，当对输入进行配置时，能够改变输入路径以及与其相连的输出路径。我对开关电源的了解有限，不知你这段话有没有确切的来源但是，由于DC/DC开关电源闭环反馈网络输入电压有小波动时,输出纹波电压影响大,不符

21、合这次设计概念。如图2.4所示。图2.4 仿真原理图Fig 2.4 The principle diagram of the simulation2.3反激电路设计开关电源反激电因为你在后面解释原理时提到了元件的编号如VD1等，所以必须先给出图。路如图2.5。其工作原理为：当开关管VT1导通后，VD1处于断开状态，从而导致N1绕组的电流线性增长，一只直增加实现电感储能性能的增加；;当开关管VT1关断后，导致N1绕组的电流被切断，因为可以实现变压器中的磁场能量通过N2绕组和VD1向输出端释放。图2.5 反激电路的变换器电路原理简图Fig2.5 The flyback converter circ

22、uit principle diagram of the circuit反激电路设计开关电源优缺点：反激电路设计开关电源电路逻辑简单易懂、电子元件个数不多、价格较便宜、在低功率的电源行业中大量采用。但是由于要对电源开关管进行保护，以免过压摧毁，因此使得电压和电流的输出性能降低。由于反激电路设计的开关电源对负载输出能量只在电源开关关断瞬间，其在电流或电压的输出的反应不太灵敏，因此瞬态控制性能不太好，而且可能会导致输出电压产生抖动的现象。变压器中间插入的铁心是与气体保持稳定的间隙。我猜测你说的是在铁芯中增加气息，但你的表达不专业，希望借鉴一下你参考的论文上的说法因此导致初级及次级的漏感值增大，有可

23、能生成反电动势，损坏开关管。而且会对工作效率产生不良影响，如图2.5。 图2.5 反激电路的变换器电路原理简图Fig2.5 The flyback converter circuit principle diagram of the circuit2.4直流电子负载电子负载是一种检测电源性能的电路，我不知道是否能够作为开关电源的一种类型的开关电源此开关电源主要由三大模块组成：恒流电路模块、恒压电路模块、恒阻电路模块。其中场效应管为主要元器件，运用反馈并使用运算放大器在单片机的系统控制下来实现各模块电路功能的，如图2.6。图2.6 直流电子负载的开关电源Fig 2.6 Dc electronic

24、 load switch power supply电源模块电路如图2.7。图2.7 电源模块电路Fig.2.7 Power supply module circuit恒流恒压模块电路如图2.8图2.8 恒流恒压模块电路图Fig.2.8 Constant current constant voltage module circuit diagram直流电子负载的开关电源的优缺点：由于进行仿真时经常是多个负载同时工作，此直流电子负载可以通过一个显示面板来展现多台负载的工作情况及数据参数，其还具有同步功能，利用此功能可以实现对多个负载的参数同步，方便快捷，并且数据不易丢失，以免造成不必要的干扰。但是

25、，此电路较复杂，实现起来较困难。2.5 数字控制电源系统的仿真设计数字控制电源系统的工作原理与特性介绍数字处理器与被控对象是数字控制式的开关电源的两大组成部分，此两者的关系是处理器控制被控对象，是通过处理器的AD功能对其进行控制的。如图2.9图2.9 数字控制原理Fig.2.9 Digital control principle数字控制电源系统的优缺点：节省硬件资源，减缩使用周期，高度的集成化，高速的工作效率，在电子力学中得到广泛应用，且仿真结果与实际数据参数偏差不大，准确率高，原理及参数的显示及分析与实际电路误差不大，但是此电路的数字控制系统的闭环实现只能通过对数字处理器进行编程来实现，不符

26、合现在电子元的主流发展趋势，而且模拟和数字电路的设计方法区别较大，兼容性不好，适用度不高。21如下图图一为数字控制电源系统的仿真设计的系统，图二为数字控制模块电源仿真电路。如图2.10 图2.10 系统结构框图Fig.2.10 System structure diagram数字控制模块电源仿真电路如图2.11图2.11 数字控制模块电源仿真电路Fig.2.11 Digital control circuit module power supply simulation2.6 UC3843开关电源基本工作原理：当开关闭合时，电源给电感充电，电流转化为磁能储存在电感中，电流经电源正极，通过电感，

27、经过开关管，流入电源负极。当开关管断开时电感放电，电感中的磁能转化为电能，电流经电感流经二极管，给电容充电，电压上升，最终达到高于输入电压的结果，然后流回电源负极，通过开关管的导通、关断时间可以控制生成的电压值。其中，二极管的作用是为了防止电容放电时，造成对大地放电的浪费。注意电感中储存的能量不会立刻增加或减少20参考文献的标记应该放在句尾的标点符号之前文中还有类似的问题，你自己修改，我就不一一指出了。20在充电和放电过程中，能量是渐变的。注意：由于电感在此结构电路的作用是储存能量，因此电感的磁芯应该足够大，导线的口径应该足够粗。要选用适合的整流管，降低损耗。开关管的选取也很重要，其中两个很重

28、要的因素：第一要进入饱和状态，第二导通时导通压降足够低。为了提高电路的转换效率，我们可以提高控制电路的转换能力，降低能量消耗，减小负载的阻抗值，将电感中储存的磁能更多地转换为电路的电能，使电路的中的能量损耗减弱。UC3843开关电源电路优点：UC8343内部有完善的输出补偿，反馈功能，且芯片内部提供振荡器，功能全面、性能可靠。Boost拓扑结构，电路原理简单，性能安全，是现在发展的主流市场，总体来说，可行度高，结果可靠。如图2.12图2.12 UC3843开关电源电路图Fig.2.12 UC3843 switch power supply circuit diagram第三章 仿真软件（Sab

29、er）的介绍3.1 Saber软件简介Saber软件是一个功能强大、准确度高、处理速度快、性能完善的一款仿真软件，这款软件包含一个功能完善的混合仿真系统，融合了模拟及数字的混合仿真，囊括范围广，是一款先进的仿真系统软件，在电力电子技术等相关方面发展迅猛，使用率高。Saber软件是对外设电路进行仿真，SaberSketch和SaberDesigner为Saber的两大组成部分。SaberSketch的功能是画电路原理图，SaberDesigner的功能则是实现电路图的仿真。3.2 Saber的特性1高速的由于你的总页数是有富余的，我不知你这些特性的描述从哪里借鉴过来的，由于这些特性并不重要，所以

30、可以酌情删减或者全部删除集成性：在从画原理图到实现仿真的整个过程，不需要改变其工作的周围环境，能够在同样的环境中成功实现。2完善的图形浏览特性：SaberScope和DesignProbe是用来在Saber中浏览电路的仿真过程及成果的，其中SaberScope具有更完善的功能与更高端的特性。3多种多样的高端仿真：能够实现交流分析、直流分析、偏置点分析等。4整合化和分层化：能够用一个或多个符号对一部分或多个部分的电路模块进行替代，实现分层化与整合化的设计，而且可以对所组成的新的电路块和系统电路实现仿真。5模拟行为模型：可以实现电路在显示使用当中会遭遇好些状况，例如温度，参数漂移等的仿真。6.高速

31、精确的收敛性分析：有完善全面的算法系统，有助于收敛性的分析与性能的提高，降低了仿真的难度。7.精确高速的仿真：saber里的仿真精度的参数设置高于一般仿真软件，能够为仿真电路提供精确的仿真结果及仿真数据参数，实现方法安全，实现过程可靠，实现速率高。8.两个独立的模型与仿真模块：saber内部有两个独立的模型与仿真操作系统，相互之间不会有干扰，我们可以对模块进行整体化的存取和控制操作，这样更方便、更快捷，且对仿真电路不会产生太大的影响，也不会烦扰仿真数据的生成。199.强大、全面的全线分析系统：saber的全线分析师可以对所有的模型进行分析统计，其特殊的混合信号仿真器使saber全面分析系统的适

32、用范围不断扩大，简单易行。1810.整体、全面的输出显示功能：可以从对所画电路图的仿真形成的数据参数，方便快捷地提取出自己所需的数据参数，生成的波形图可以根据模拟显示器进行显示与分析，将波形信息准确无误、客观形象地显示出来。17电路仿真形成的数据参数也比较直观。11.独特的协同仿真系统：有专业的算法得到优质性能，有完善的设计理念，可以将仿真设计与实际工作状态良好的契合在一起，按一定的时序进行仿真，得到仿真模拟数据，有一个系统化完整化的分析结果，更方便、更快捷。1612.独特的TOP-DOWN设计理念：saber采用的设计理念是按照自顶向下的设计顺序进行的，可以对执行过程中的每个模块进行仿真，编

33、写者对硬件描述语言具有主动的存储提取能力，可以在模拟环境及数字环境下建立模型，有良好的兼容性，并能顺利快速地进行仿真。13.具有模拟边界和数字边界两种接口:saber的此两种接口提高了仿真结果的精确性，使得所画电路具有良好的模拟特性。1514.仿真结果的关联性体现：saber软件的SaberScope工具可以在形成的仿真数据参数中，按照时间对齐的方式进行参数对比，将所需要的参数信息标注出来，设计者可以对波形和数据进行操作，从而得到我们所需的数据参数及关联性的结果，这样可以将多种仿真在一起进行比较，对影响电路的因素，及各个元器件数据参数的作用及影响直观的展现出来14。143.3 Saber的主要

34、功能及简单介绍一、原理图的绘制1.先打开SaberSketch，单击工具栏中的FileNewSchematic，先建一个电路图绘制的工作环境，其中包括好多的电子元器件和编辑器等13。13可以使用替代电路块的符号进行电路原理图的绘制。2.击新建界面中的图标，即可进行电路原理图的绘制的工作环境，接下来可以通过点击，可以在其下面寻找自己画电路图所要用到的元器件，或者通过点击，在此空白输入框中输入所要用到的元器件的名称或缩写，直接找到所需的电路元器件，并选择所需要的具体型号，这种方法更方便，更快捷，更省时，但同时要求你对元器件的名称或简称有一定的基础及了解。123.鼠标左键单击元器件，元器件即变成绿色

35、，按住鼠标左键即可拖动元器件，放好元器件之后，可以双击元器件进行参数设置，使其能够实现设计的电路原理图的功能，使其各模块的功能更优化, 是用来确定各个元器件之间的位置，单击此按钮就能够打开电路图的网格。单击工具栏中的按钮可以放大原理图，单击工具栏中的按钮，可以缩小原理图，此两个按钮的作用是用来调整视角的，有些元器件例如电阻在选择的时候是有水平和垂直方向之分的，或者我们可以用另一种方式，选中你想要改变方向的元器件，鼠标右键此元器件，在弹出对话框单击“Rotate-90”，即旋转90度，其中旋转角度可以通过自己的需求选择。【11有半个括号是中文括号，应该都用英文括号本页的文献11也有此问题】4.按

36、照电路原理图放置好元器件之后，可以对所选择的元器件进行参数设置，以便实现自己设计的电路图。首先双击你要设置的元器件，即会弹出一个对话框，对各项进行适当修改以便实现电路功能。改好后单击对话框上的“Apply”按钮，修改即起作用，注意有些选项是默认的，或是某个固定值，关于这点可以去查看一些资料。接下来要将已布好的元器件进行连接，单击工具栏中的此两个任意按钮均可实现连接，区别在于左边按钮所连出的线较细，右边按钮所连出的线较粗，习惯上我们喜欢用细线连接所选出的元器件，而粗线常用来连接电源或接地，这样比较醒目。可以双击线对其进行命名，注意连线时是对各个器件的电气连接点进行连接，鼠标左键单击某一元器件的电

37、气连接点时，鼠标会拖出一条绿色的线，鼠标左键单击另一元器件的电气连接点，即可将此两个元器件连接到一起，双击所连的线段，可以对此线段的“Name”、“Font”、“Width”等属性进行参数设置，改好后，单击“Apply”按钮，修改则会起作用。5.以上步骤完成后，原理图的绘制基本已经完成，接下来就要将我们已画好的原理图保存，单击此按钮可以对所画的电路图进行保存即可。【10】3.4 Saber 原理图的仿真1.鼠标左键单击工具栏中的按钮，会跳出一个工具栏，这个工具栏包括了实现仿真的基本操作。2.首先进行直流仿真，鼠标左键单击弹出工具栏的，稍等片刻则会跳出一个对话框，这上面显示了各点直流仿真的一些参

38、数，让我们有一个更直观的感觉，也增加了对电路参数的了解，有利于以后的计算，完成这个测试后，可以将弹出的数据对话框关闭，进行下一步仿真测试。3.鼠标左键单击此按钮可以对直流仿真下的各个工作点进行电流，电压等的仿真，稍等片刻会跳出两个对话框，在此对话框中显示了所生成的那些点的电流及电压等的属性，比较清楚、直观。双击此对话框的任意一个元器件属性，在此位置则会显示出其电气特性，方便我们进行观察、思考。还可以为已画好的原理图配置探针，这样也可以方便、清楚地了解到原理图各点的波形图，这就是探针的作用。生成的波形图，拖动其死角时，可以更改波形图的大小，鼠标右键生成的波形，即会弹出一个对话框，单击弹出对话框的

39、“Delete”就能够推出此窗口，进行下一步仿真测试。【10】4.点击此按钮可以实现对原理图的交流信号解析，即会弹出菜单，对所弹出的菜单进行相应参数设置即可。鼠标左键“OK”后，稍等片刻，即会展现出交流分析的结果，交流仿真结果弹出的文本框包括图形信息的显示窗、Signal Manager信息的菜单，还有管理信号图像的文档的界面。5.在CosmosScope菜单界面中，在“single_amp.ac.ai_pl”文件菜单中，鼠标左键单击“Plot”按钮可以在此界面窗口中显示出波形，此窗口界面可以加入多个波形图，当需要删除某个图形时，正确操作是，先将鼠标移到此波形图的名字上，变红后，鼠标右键此波形

40、图，在弹出的对话框中选择“Delete”即可将此波形图删除。在此界面窗口中，鼠标双击“aout”和“in”可以观察其信号。也可以利用其包含的工具包里的一些算法通过其展示出的波形得到测量数据，通过这个方法可以测得频率响应数据，例如增益。在此菜单窗口中的底部，单击此按钮可以进行测量试验，即会弹出对话框，在右侧选择“Measurement-Frequencey Domain-Bandwidth”注意现在要测量的波形书要与信号源的个数保持一致，即一个波形图对应一个信号源，需要自己进行设置。设置完成后，鼠标左键单击“Apply”按钮，这样刚才的设置就实现了，所形成的波形图即可在窗口菜单中显示出来。接下来

41、点击“Measurement-Frequencey Domain-Gain Margin”，继续鼠标左键单击“Apply”按钮，则在此菜单窗口中就可以显示出增益。查看完我们需要的参数即可关闭此窗口。这些参数也可以动态来观察其变化对其电路特性的影响。可以进行直流工作点的分析。6.重启CosmosScope界面窗口，在此界面的空白处，鼠标右键，在弹出的对话框点击“Clear Gragh”,即可将已经形成的波形图全部删除。在已经弹出的“Signal Manager”界面中，鼠标左键单击按钮“Open Plot Files”,则会弹出一个对话框，在此对话框中选中single_amp.vary_ac.a

42、i_pl/tr.ai_pl文件，随后鼠标左键点击“打开”按钮，鼠标左键双击aout信号，则会展现出多条波形。7.可以对多条波形进行测试，首先鼠标左键Measuremen按钮，即会弹出窗口，接下来为了进行设置，鼠标左键按钮“Apply”，即会出现我们需要研究的元器件的波形，根据不同的元器件，X轴、Y轴代表的元器件属性不同，鼠标左键单击此图标，是对之前显示元器件属性的波形图做一个标记，我们可以对此标记进行操作，可以拖动此标记，从而得到一定的对应信息。更方便做研究，也给人更直观的感觉。随即可以关闭CosmosScope的窗口界面。3.5 Saber仿真软件的应用Saber是一款先进的仿真软件，在混合

43、技术方面发展成熟，因而被广泛应用，saber的发展与应用对整个仿真软件的准确性与适用性有很大提高，在技术理论及创新，应用方面有很大提升，尤其是精确建模、数据分析、模数混合仿真技术飞速发展，并提高了仿真的速率、准确度以及适用性。由于saber全面、完善的仿真系统，被市场广泛应用。在开关电源研发发展方面，由于saber强大、完善的数据算法、性能可靠准确的数据分析、完整全面的固件库，因此在开关电源仿真模拟实验中被广泛应用，提高了开关电源的仿真的可靠性，与输出数据分析能力与性能，波形显示也更加清晰【9】。【9】Saber在机械应用中也有广泛应用，可以对流体、机械运动进行分析，主要被用在变频器的分析之中

44、。机械运动主要分为I平移运动和转动两大部分，saber不仅可以对其进行仿真，还能够对其特有的对偶方法进行分析与解释。对机械的快速发展起到了促进作用，对机械的制造也产生了极大的推动作用。Saber航空方面也有很大发展，主要应用在飞机供电系统，由于saber特有的双余弦供电系统提高了供电的性能，从而建立一个模拟真实环境的仿真，飞机在正常供电的情况下的各个故障模型下的整体仿真，具有一定的真实性、可靠性。第四章 硬件电路的介绍4.1 UC3843芯片的介绍UC3843是一款拥有一定的频率值这句话讲不通，高速性能的电流式的新型的可以调节脉宽的控制器，此控制器具有内部振荡器，方便电路的设计，可以调整占空比

45、实现通过反馈来改变输入电压值，可以进行输出补偿，可以很好的驱动MOSFET，其内部功能完善的UC3843芯片减缩了许多外围电路的设计，工作频率高，更简单易，使用较少的元器件就能实现方案，更简单快捷，成本低，速率高。UC3843的引脚如图4.1。图4.1 UC3843引脚图Fig.4.1 UC3843 Pin figureUC3843具体引脚说明如图4.2这个应该算是表格，不应该是图图4.2 UC3843引脚具体说明Fig.4.2 UC3843Pin detailsUC3843芯片内部结构电路如图4.3图4.3 UC3843内部电路结构Fig.4.3 UC3843The internal cir

46、cuit structure由图可知其内部自带振荡器，能够为电路提供震荡信号，降低了电路设计的难度，其内部稳压器生成的参考电压是用来与反馈电路反馈回来的电压进行比较以调节输出的占空比，由图可知参考电压为2.5V，其内部的电流取样比较器也是与基准电流进行比较，来调节占空比的。【8】可以通过电阻、电容的控制调节振荡频率。内部的误差放大器是用来减小误差，进行补偿，以用来保证稳定的电压输出。4.2 Boost拓扑结构的介绍Boost结构电路原理图如图4.4。图4.4 Boost拓扑结构电路图Fig.4.4 The Boost topology circuit diagram基本工作原理：当开关闭合时，

47、电源给电感充电，电流转化为磁能储存在电感中，电流经电源正极，通过电感，经过开关管，流入电源负极。【5】当开关管断开时电感放电，电感中的磁能转化为电能，电流经电感流经二极管，给电容充电，电压上升，最终达到高于输入电压的结果，然后流回电源负极，通过开关管的导通、关断时间可以控制生成的电压值。其中，二极管的作用是为了防止电容放电时，造成对大地放电的浪费。注意电感中储存的能量不会立刻增加或减少。在充电和放电过程中，能量是渐变的。【6】注意：由于电感在此结构电路的作用是储存能量，因此电感的磁芯应该足够大，导线的口径应该足够粗。要选用适合的整流管，降低损耗。开关管的选取也很重要，其中两个很重要的因素：第一

48、要进入饱和状态，第二导通时导通压降足够低。【7】为了提高电路的转换效率，我们可以提高控制电路的转换能力，降低能量消耗，减小负载的阻抗值，将电感中储存的磁能更多地转换为电路的电能，使电路的中的能量损耗减弱。此电路是实现开关电源的硬件设计电路，主要以UC3843芯片为核心设计外围电路，由芯片内部的振荡器产生信号，通过boost电路结构中电感对电容充放电，进行升压至稳压的功能实现，通过电阻将电路的输出电压反馈到UC3843芯片，通过芯片内部结构电路的输出补偿功能，自动对反馈回来的电压进行分析，以改变芯片内部的占空比，对开关管的导通关断时间进行控制以调节输出电压，从而实现保持稳定电压的输出的功能。如图

49、4.5图4.5 稳压电路原理图我认为你对仿真电路的介绍可以单独放在一个小节里面Fig.4.5 The voltage stabilizing circuit principle diagram整个稳压电源的设计电路有两个主要的闭环电路来实现的，一个是电压闭环的电路设计：电路输出的电压值通过采样操作后，反馈到芯片内部的误差放大器，与芯片内部的误差放大器里面的基准电压进行对比，测试出误差电压，误差放大器的功能是用来调节当外界输出负载变化的时候造成输出电压的改变，而来达到稳定电压输出的状态。【3】另一个主要的闭环电路的设计为电流闭环电路：开关管源极接到公共端件有一个电阻R1,此电阻是用来测试流过电流

50、的大小，其是通过当开关管导通给电感充电的时候，电流流过电阻R1，生成一定的电压值，将磁场生的电压反馈到芯片的内部，与内部误差电压进行比较后，通过内部电路的分析进行脉冲宽度的调整，以达到保持稳压电压的输出。【4】 此电路是boost电路结构，输出占空比通过场效应管irf520的导通、关断时间，对电感l1的充、放电时间进行调整、以控制电容C5的蓄电能量，从而改变输出电压值，输出电压通过R6和R7进行分压，R6作为反馈电阻，将输出电压值的变化反馈到uc3843芯片，芯片通过内部输出补偿电路控制占空比的输出来控制场效应管的导通、关断时间，进而达到控制输入的电压值，从而达到实现稳定电压输出的状态。如图4

51、.6图4.6 拓扑结构图Fig4.6 The topological structure电阻分压反馈原理图如图4.7。图4.7电阻分压反馈原理图Fig.4.7 Resistance partial pressure feedback principle diagram电容是对信号进行滤波，以达到清晰的直流信号，使得仿真模拟的可靠性更高，更利于稳压功能的实现。如图4.8图4.8电容滤波图Fig.4.8 Capacitor filter graph此电路实现的功能是对振荡频率进行设置，选取适当的电阻值与电容值，以便达到电路合适的振荡频率，为电路实现稳压电源提供工作环境。如图4.9图4.9震荡频率电

52、路图Fig.4.9 The oscillation frequency circuit diagram由于UC3843的驱动电压要高于8.5V，在这个稳压电源的设计中给芯片供10V电压，驱动芯片，保持芯片的基本工作状态。如图4.10图4.10 UC3843驱动电路图Fig.4.10 UC3843 Drive circuit diagram此模块电路是通过开关管控制，将vref引脚的参考输出电压通过电阻RT向电容CT充电电流，其中r5起限流作用以免烧毁二极管。如图4.11图4.11 RT.CT工作电路图Fig.4.11 RT.CT Working circuit diagram第五章 系统分析及

53、测试 此仿真图为芯片UC3843的output端，形成的方波是通过占空比来控制电路irf520开关管的导通、关断时间以用来调整给电容的充放电时间，从而实现对输出电压的控制。如图5.1图5.1 UC3843的output端仿真波形图Fig.5.1 The output end of the UC3843 emulation oscillogram此仿真图为芯片UC3843的补偿端，实现误差放大器的输出，主要是为了环路补偿的功能实现。【2】如图5.2。图5.2 UC3843的补偿端的仿真图Fig.5.2 The simulation diagram on UC3843 compensation图为

54、UC3843的电压反馈端，是误差放大器的反向输入端，通过分压电阻反馈回来的电压通过芯片COMP端口返回，此仿真图形就是反馈回来的电压输出情况，而后与内部基准电压2.5V进行比较，以控制输入的占空比，最后达到控制稳定的输出电压的值。如图5.3 图5.3 UC3843的电压反馈端的仿真图Fig.5.3 The simulation diagram on UC3843 voltage feedback此仿真图为电流取样端，芯片内部含有电流取样比较器，主要是脉宽调制器利用电流的取样值与一个同时接入此处的正比于电感器电感电流的电压的相关信息，达到截止开关管的状态。如图5.4 图5.4 UC3843电流取样端的仿真图Fig5.4 The simulation diagram on UC3843 current sampling此引脚功能是利用电阻RT与电容接到大地，从而实现振荡器的振荡频率可调，以及占空比的输出可调的功能。如图5.5图5.5 UC3843的rct端的仿真图Fig.5.5 The simulation diagram