I光伏發(fā)電系統(tǒng)前級DC-DC變換器及AltiumDesigner版圖設(shè)計1.1Boost電路原理框圖總體介紹圖3.1原理框圖圖3.1是Boost升壓電路的原理框圖，該原理框圖的組成以TPS61165為主，圖3.2是TPS61165的內(nèi)在的原理圖，通過變換TPS61165的跳線連接方式，能夠達(dá)成LED恒流驅(qū)動、恒壓源導(dǎo)出、負(fù)壓導(dǎo)出等功能。利用TIVA生成的PWM管控TPS61165的CTRL端，實現(xiàn)了恒流源和恒壓源輸出尺寸的控制。電源電壓檢測部分：圍繞OPA330的電壓檢測電路，可產(chǎn)生電壓跟蹤的效用，使TIVA能更精確地采集真實的電壓數(shù)值。電流測驗電路：把INA213當(dāng)作核心，達(dá)成高測電流測定。圖3.2TPS61165內(nèi)部原理圖1.2升壓電路各部分框圖介紹應(yīng)用于DC/DC升壓變換器的Boost升壓電路共由三個部分組成：恒流源驅(qū)動LED串、恒壓源輸出、負(fù)壓生成。3.2.1恒流源驅(qū)動LED串圖3.3恒流源驅(qū)動LED串的電路原理圖開關(guān)式電源為以半導(dǎo)體器件當(dāng)作開關(guān)，把一類電源樣式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硗獾囊活惖碾娫?。高頻率、低功耗、高效率、體積比較小、導(dǎo)入范疇廣。也能利用調(diào)節(jié)閉環(huán)系統(tǒng)來穩(wěn)定導(dǎo)出電壓。

以TPS61165為核心，設(shè)計了Boost型開關(guān)電源電路。TPS61165是一種MOSFET型開關(guān)器件，其開關(guān)頻率可達(dá)1.2

MHZ。關(guān)掉MOSFET后，L1傳感器以及電源給C5電容充電；當(dāng)MOSFET啟動的時候，相同效用地接地L1的一端，L1放出能量。電壓轉(zhuǎn)換是利用L1電感和C5電容充電以及放電達(dá)成的，就像Boost電路一樣。與此同時，這個電路于FB端產(chǎn)生閉環(huán)通道，能夠衡定地輸出電壓。調(diào)壓形式：本試驗使用PWM管控CTRL調(diào)壓方式。將特定占空比例的PWM波形直接輸入芯片CTRL端，可以變換芯片內(nèi)偏差放大器的導(dǎo)入電壓，由此實現(xiàn)電源電壓的變化性。該辦法運(yùn)用簡便，易于達(dá)成，利用變動占空比例可實現(xiàn)電壓調(diào)整。電流測定電路：該電路使用高電流檢測。INA213為一類具有高共模，低失調(diào)電壓，溫度變動性能好的傳輸器件。上圖3.3為恒流源驅(qū)動LED串的電路原理圖。1.2.2恒壓源輸出圖3.4恒壓源輸出的電路原理圖恒壓力電源導(dǎo)出的為開關(guān)電源，能夠?qū)С龊舛ǖ碾妷海译妷翰浑S負(fù)荷轉(zhuǎn)變。在恒流量管控運(yùn)行時，外接負(fù)荷應(yīng)注意為外接負(fù)荷?？墒?，如果有恒壓源導(dǎo)出，負(fù)載不能僅僅是外接負(fù)載，這是因為輸出的電壓會在外接負(fù)載的影響下發(fā)生鉗位，制造成功率芯片脫離了正常的運(yùn)行道路。所以以功率電阻為載體，檢測穩(wěn)定壓源的導(dǎo)出，并調(diào)整穩(wěn)定電壓導(dǎo)出范圍。穩(wěn)定電壓導(dǎo)出的達(dá)成：電阻器可以在回饋端與地面連接，從而把電阻兩個端點的電壓管控于一個明確的數(shù)值上。因為運(yùn)放逆相導(dǎo)入端的導(dǎo)入電流與導(dǎo)出電流基本上是零，所以這個值能運(yùn)算得出流經(jīng)反饋端的電流。另一個電阻在反饋端前接入實現(xiàn)將電壓提高的效果。由于返回端的電壓較為穩(wěn)定，因此電流在電阻上的流動也穩(wěn)定，因此由該電阻的兩個端點出現(xiàn)的電壓也穩(wěn)定，利用這一步驟，就能得到穩(wěn)定壓源的導(dǎo)出。電壓測量電路：因為導(dǎo)出電壓較高，直接由單片機(jī)搜集數(shù)據(jù)比較困難，必須進(jìn)行分壓?？煞謮褐笏玫降男盘枌?dǎo)出阻抗很突出，倘若用單片機(jī)采集信號，會使信號變小，干擾測定精準(zhǔn)程度。所以，為了避免對ADC輸入阻抗的影響，我們需要增加一級由OPA330運(yùn)放搭建的電壓跟隨電路，通過增加OPA330電壓跟隨電路，我們可以提高采樣精度。在OPA330電壓跟隨電路中，一個電阻和一個電容被并聯(lián)于運(yùn)放的反相導(dǎo)入以及導(dǎo)出端兩者間，由此能讓電壓伴隨電路做工更衡定。圖3.4為恒壓源輸出的電路原理圖。3.2.3負(fù)壓生成圖3.5負(fù)壓生成的電路原理圖從負(fù)壓出現(xiàn)的電路中借助使用二倍壓力電路，可以達(dá)成負(fù)壓力的產(chǎn)生。對于TPS61165的

SW端，當(dāng)MOSFET啟動時，會產(chǎn)生持續(xù)的低水平電壓，而當(dāng)MOSFET啟動時，會出現(xiàn)持續(xù)的高水平電壓。當(dāng)MOSFET中斷的時候，SW端出現(xiàn)高電平，電流通過接地處到達(dá)地面。因為當(dāng)MOSFET是通電的時候，電流接地。經(jīng)過右側(cè)電容、上側(cè)二極管、左側(cè)電容。這時，左邊放電，右邊充電。右電容的上端是負(fù)的，下端是正的，而正端于地面連接，因此，右電容的上端導(dǎo)出負(fù)壓。在TPS61165的基礎(chǔ)上，利用外擴(kuò)電路達(dá)成負(fù)壓出現(xiàn)的要求為：用這個芯片構(gòu)成開關(guān)電源電路，制造出閉環(huán)反饋電路；所以，由于恒壓時電路的接法比較簡單，恒壓源導(dǎo)出電路均可出現(xiàn)負(fù)壓，本文采用恒壓源導(dǎo)出電路的連接方法探究負(fù)壓發(fā)生電路。1.3電路原理圖設(shè)計并繪制根據(jù)本文第三章對DC/DC變換器理論的研究，我們可以得到將3.2各部分框圖加上TPS61165內(nèi)部電路原理圖整合成的Boost升壓電路。并將此Boost升壓電路電路原理圖在AD中繪制，得到如圖3.6。反饋控制電路由INA213和OPA330組成，通過采樣電阻經(jīng)過INA213可以得知輸出電流大小，再與PWM波經(jīng)加法器OPA330后控制FB腳的電壓大小，達(dá)到可調(diào)的恒流輸出的目的。圖3.6Boost升壓電路電路原理圖其中，電流檢測電路的電路原理圖為圖3.7。圖3.7電流檢測電路電路原理圖其中，電壓檢測電路的電路原理圖為圖3.8。圖3.8電壓檢測電路電路原理圖2AltiumDesigner版圖設(shè)計根據(jù)前面內(nèi)容設(shè)計要求、確定的Boost升壓電路電路原理圖，通過此章節(jié)的內(nèi)容，闡述了會采用電子物品開發(fā)系統(tǒng)AltiumDesigner做PCB版圖的繪畫設(shè)制。它能夠優(yōu)越的做出電路原理圖的繪制、\t"/item/ALTIUM%20DESIGNER/_blank"印刷電路板文件的制作、執(zhí)行電路仿真等設(shè)計工作，并且在傳承到了原先已有的Protel軟件性能為前提條件，整理匯總了FPGA設(shè)制以及嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)制性能。在設(shè)計之前我們要考慮實現(xiàn)：1.通過跳線選擇恒壓輸出和恒流輸出，幫助理解恒壓和恒流輸出在電路上的異同，和理解反饋電路中的放大器。2.通過高側(cè)電流檢測，把放大器和電源結(jié)合在一起。

3.通過控制CTRL端口，實現(xiàn)輸出電壓/電流控制。

4.實現(xiàn)無反饋負(fù)壓輸出的原理無誤和應(yīng)用。2.1版圖繪制簡介圖4.1繪制PCB版圖流程圖繪制PCB版圖流程如圖4.1所示，此PCB板所需電路原理圖在前一章已經(jīng)給出，所以按照已得，本設(shè)計可以跳過第二步畫原理圖，直接進(jìn)入第三步畫PCB圖。本設(shè)計具體繪制流程如下：①創(chuàng)造建立工程，重新建立“PrjPCB”文件。②重新建立“PcbDoc”文件。之后將頁面返回至原理圖，在“設(shè)計”選項下把原理圖變換成最新版本的“PcbDoc”文件。更換成新版以后，將room選項剔除。在“窗口”下打開“垂直分割”，把原理圖與PCB圖各自移動至AD頁面的兩邊。之后打開原理圖頁面，在“工具”選項之下點擊“交叉選擇模式”并開啟頁面，做兩邊部件共同選擇。③手動設(shè)置PCB元器件的時候，依照就近條件，較好的設(shè)制元器件，之后再手動布線。④做完以后依據(jù)現(xiàn)實的布置去變動PCB板的尺寸。變動PCB板的尺寸的辦法為：“視圖”——>“板子規(guī)劃模式”。⑤變動PCB板的尺寸以后，變換至keep-outlayer層繪畫設(shè)制PCB板的外圍框架。繪畫設(shè)制外圍框架不可以運(yùn)用導(dǎo)線，需要挑選欄目當(dāng)中的選項“放置”——>“禁止布線”——>“線徑”，之后再繪畫出PCB板的外圍框架。⑥變換至Mechanical1機(jī)械層，之后挑選欄目當(dāng)中的選項“放置”——>“尺寸”——>“線性尺寸”，打開PCB板邊框角落處的兩個點并測量PCB板的大小并進(jìn)行安置。⑦加入滴淚。挑選欄目當(dāng)中的選項“工具”——>“滴淚”——>“添加”——>“確定”。⑧在覆蓋銅以前先把布線準(zhǔn)則當(dāng)中的Clearance（導(dǎo)線與焊盤兩者間的間距）更換成20mil，之后繼續(xù)覆蓋銅。挑選欄目當(dāng)中的選項“放置”——>“鋪銅”來覆蓋銅。⑨挑選欄目當(dāng)中的選項“報告”——>“板子信息”——>“報告”——選擇“RoutingInformation”——>“報告”，完成以后出現(xiàn)的網(wǎng)頁上顯示余下的相接點的數(shù)目是0，這表明所有相接點均連在了一處。理論上，此次PCB繪