實習報告電子設計師
洛陽理工學院
基於UC3843的DC-DCBuck電路
目錄
一、 設計目的
二、 設計要求
三、 設計方案
1、DC-DC工作原理
2.總體設計
3、方案選擇
4、UC3843芯片介紹
5、電路中重要參數的計算
四、 設計內容
1、 電路圖
2、UC3843引腳輸出波形
3、接負載時PWM波
4、實物圖
5、實驗結果分析
五、實結
摘要：該實習內容是製作DC-DC降壓電源，採用PWM脈寬調製方式的方案，所用控制芯片為UC3843.整個過程需要使用Altium designer軟件。
一、 設計目的
學習繪製原理圖、PCB圖、打印、曝光、顯影、腐蝕鑽孔、焊接電路工作原理等，對製作元器件的裝機與調試進行理性的認識，做好日後學習計算機硬件基礎。同時學習掌握DC-DC電源製作原理，並親自實踐焊接實物電路，培養理論聯繫實際的能力，提高了分析問題和解決問題的能力，以及動手實踐的能力。
二、 設計要求
1、 掌握PCB制板技術、焊接技術、電路檢測以及集成電路的使用方法
2、 掌握UC3843的非隔離開關電源的設計、組裝與調試方法
3、 研究開關電源的實現方法，並按照設計指標要求進行電路的設計與仿真。
4、 掌握開關電源的工作電源。
5、 設計硬件系統並進行仿真，掌握系統的調試方法，使系統達到設計要求。
三、 設計方案
-DC工作原理
DC-DC電源和LDO電源的另一個區別是DC-DC電源既可以降壓也可以升壓還可以反相（正電壓變負電壓），而LDO電源只能降壓。
DC-DC轉換器一般由控制芯片，電感線圈，二極管，三極管，電容器構成。在討論DC-DC轉換器的性能時，如果單針對控制芯片，是不能判斷其優劣的。其外圍電路的元器件特性，和基板的佈線方式等，能改變電源電路的性能，因此，應進行綜合判斷。
2.總體設計
圖2 UC3843雙閉環控制框圖
1）整個穩壓過程有兩個閉環來控制
電壓閉環:輸出電壓通過取樣後反饋給誤差放大器,用於放大器內部的2.5V基準電壓比較後測試誤差電壓,誤差放大器控制由於負載變化造成的輸出電壓的'變化。
電流閉環:RS為開關管源極到公共端間的電流檢測電阻,開關管導通期間流通電感L的電流在RS產生的電壓送至PWM比較器同相輸入端,與誤差電壓比較後控制調製脈衝的寬度,從而保持穩定的輸出電壓。
2）提高效率的方法及實現方案
影響系統效率的主要因素有：
a.功率變換器開關器件的開關損耗；
b.感性元件的鐵損和銅損；
c.控制電路的損耗等。
3.方案選擇
脈衝寬度調試：脈寬調製簡稱PWM，特點是開關週期為恆定值，通過調節脈衝寬度來改變佔空比，實現穩壓目的。其核心是PWM控制器。脈寬調製式開關電源的應用最為普通，其佔空比調節範圍大，PWM還可以和主系統的時鐘保持同步
脈衝頻率式：脈頻調製簡稱PFM。其特點是脈衝寬度為恆定值，通過調節開關頻率來改變佔空比，實現穩壓目的。其核心是PFM控制器。
脈頻調製式開關電源特別適合於便攜式設備，它能在低佔空比、低頻的條件下降低控制芯片的靜態電流。 通常情況下，採用PFM和PWM這兩種不同調制方式的DC-DC轉換器的性能不同點如下。
a、PWM控制型效率高並具有良好的輸出電壓紋波和噪聲。
b、PFM控制型即使長時間使用，尤其小負載時具有耗電小的優點。
c、PWM/PFM轉換型小負載時實行PFM控制，且在重負載時自動轉換到PWM控制。
比較兩種開關電源工作方式方案，我們選用脈寬調製。選用的PWM控制器為UC3843器件。
3843芯片介紹
UC3843是近年來問世的新型脈寬調製集成電路，它具有功能全，工作頻率高，引腳少、外圍元件簡單等特點，它的電壓調整率可達0.01%V，非常接近線性穩壓電源的調整率。工作頻率可達500KHz，啟動電流僅需1mA，所以它的啟動電路非常簡單。下面是它的主要特性：
最優化的離線DC-DC變換器
單步脈衝控制電路
斷電停滯特性
雙脈衝抑制
大電流標識輸出
500kHz的工作頻率
各管腳功能説明：
UC3843芯片八腳雙列直插封裝圖如下：
UC3843實物圖
5.電路中重要參數的計算
輸出電感的計算：（此計算公式的前提是CCM模式下的，CCM模式即電路工作在連續電流模式下，在各個工作狀態電感中電流都大於0。） 電感的紋波電流dI一般不超過最大輸出電流的30%。
最小感應係數有V=LdI/dt得Lmin=Vdt/dI。dI為電感紋波電流，dt為開關導通時間，
V=Vin-Vout（V為電感兩端電壓）
dt=D*T；
D=Vout/Vin(為佔空比)
T=（1/500K）s
四、設計內容
1、電路圖
2、PCB
3、 UC3843引腳輸出波形
3、接負載時PWM波
4、實物圖
5、實驗結果分析 數據統計
由實驗測試所得結果可以看出，我們所製作的電源效率上基本達到設計製作的基本要求，效率為80%左右。
五、 實結
通過這次實習我們對製作DC-DC電源有了更深的瞭解，認真學習瞭解並掌握電源的工作原理，器件規格的計算與選擇。對製作所用的芯片UC3843做了深入的瞭解和學習，掌握了該芯片的工作原理和特性，以及它所適合的應用場所。實習過程我們也同時學會了altium designer軟件的使用，使用這款軟件我們畫出電源原理圖，生成pcb板，繪製電源的三維立體模型等。在這個過程中我們提高了動手能力，理論聯繫實踐的能力，解決問題的能力。在這次實習過程中我們充分發揮了團隊的力量，每個人都有自己分工，時間利用率，製作效率都非常高。完成實習任務，對於我們這個小組每個人來説都取得了很大的進步，學習了很多的知識，取得的經驗是難能可貴的。
