PWM型Buck变换器的研究与分析.doc

东南大学成贤学院毕业设计（论文）任务书 系 专业课题名称：PWM型buck变换器的分析与仿真学生姓名： 学 号： 起讫日期： 设计地点： 导师签字： 专业签字： 任务书下达日期：二一 年 一 月二十二 日一、毕业设计（论文）任务的内容和要求（包括选题背景、工作要求、技术指标、成果要求等）选题背景：电源是一切电子设备的动力心脏，其性能的优劣直接关系到整个系统的安全性和可靠性指标。它分为线性电源和开关电源两种，开关电源又分为AC-AC电源、DC-DC电源、AC-DC电源、DC-AC电源。开关电源以其效率高、体积小等优点，在通信、计算机及家用电器等领域得到广泛应用，特别是目前便携式设备市场需求巨大，DC-DC开关电源的需求也越来越大，性能要求也越来越高，使得DC-DC开关电源的设计也更具挑战性。发展趋势：未来的开关电源呈现以下的发展趋势：（1）小型化、轻量化开关电源的体积、重量主要由储能元件(磁性元件和电容)决定。因此，开关电源的小型化实质上就是尽可能减小储能元件的体积。（2）高频化在一定范围内，开关频率的提高，不仅能有效地减小电容、电感以及变压器的尺寸，而且还可抑制干扰、改善电源系统的动态性能。（3）高效率作为电源，效率是重要的关键指标之一。高频化的结果，使开关损耗显著增加。软开关变换技术，它在理论上可使开关损耗降为零，它是电源技术研究的热门课题。（4）高可靠性开关电源使用的元器件大大少于线性工作电源，因此提高了可靠性。电容、光电耦合器以及功率MOS等元器件的寿命决定开关电源的寿命。因此，要尽可能采用较少的元器件，提高集成度。另外，开关电源的工作效率高，会使自身发热减少、散热容易，从而达到高功率密度、高可靠性。研究目的：开关电源的研究和发展是从70年代兴起的，80年代中国也开始了开关电源的研究工作。现在，开关电源已经在各种整机产品上得到广泛的应用，其发展速度是惊人的，其应用的主要领域有：邮电通信、计算机、家用电子产品等领域。国外相关机构统计数据表明全球模拟IC市场2006年达到350亿美元，其中电源管理IC占65亿美元。模拟IC与电源管理IC相对整个半导体产业而言，表现十分抢眼，面向便携式应用的电源器件市场在2004年到达43亿美元，并在2008年继续攀升至72亿美元。但是，现阶段我国的电源管理芯片大多还依赖进口。例如，在2005年，德州仪器（TI）市场占有率达10%以上，占据首位。美国国家半导体（NS），飞兆半导体（Fairchild）、意法半导体（ST）、凌特（Linear）分列市场的第二至第五位。此外安森美(On semiconductor)、美信(Maxim)、国际整流器(IR)、Intersil以及Power Integration也是重要的开关电源供应商，以上十大开关电源供应商市场份额为49%，几乎占据半壁江山。开关电源主要被外国厂商垄断，国内厂商设计能力还很弱小。不过近年来随着半导体设计重心向中国转移，国内开关电源设计公司不断涌现出来，当前世界上最先进的EDA设计工具可以被民族企业使用，中国开关电源民族企业发展迅速，目前在业内得到最广泛认同的DC-DC电源芯片所使用的控制方法是峰值电流模式PWM控制，简称电流模式的PWM，因此从事峰值电流模式PWM开关电源的研究和设计，对发展中国半导体产业有重要的现实意义。工作要求：在规定的时间内完成PWM原理，以及在开关变换器中工作原理分析，形成系统的概念，并用cadence软件进行仿真分析，将仿真结果与理论研究进行对比分析。技术指标：Vin=2.7V-4.2，Vout=1.8V，fs=1MHz，Io=0.6A，输出电压纹波10%。成果要求：1、 熟悉PWM调制方式的工作原理；2、 分析Buck转换器的工作原理；3、 在cadence平台下完成电路的仿真。文档要求：1. 查阅文献10篇左右（其中教师推荐35篇）。2. 英文译文一份并附英文原文（不少于3000汉字）翻译格式要求：（1）正文：小四号宋体，首行缩进。除引文和前面所述的某些外文符号外一律用正体，文字用横排。（2）一级标题（题目）：二号宋体居中；二级标题（章）：三号黑体居中；（3）三级标题（节）：四号宋体（粗体）居左；四级标题（节内小节）居左：小四（黑体）；（4）表格文字可用小五宋体或正文字体，居中（或居左）并整齐划一，表格名及图名用5号宋体。（5）标点符号：单个的标点符号（如句号、逗号、分号、顿号、冒号、感叹号、破折号等）和成双的标点符号（如分号、括号）的后半部分不得放在行首，成双的标点符号前半个不得放在句末。3. 毕业设计报告（论文）一份，不少于10000汉字，格式见“毕业设计报告（论文）撰写格式”4. 毕业设计（论文）业务总结一份（进入学生本人档案）；毕业论文格式要求：请参考“2010年成贤本科生毕业设计论文格式”要求5. 毕业设计（论文）工作手册一份，内含：（1）开题报告一份（学生在分析消化任务书要求后，经过调研、查阅文献资料，提出完成课题的基本思路和方法）（不少于3000汉字） （2）毕业设计（论文）期中检查表之一（学生填写，裁下后交系部） （3）毕业设计（论文）进度记录表（学生填写，指导教师签名） （4）毕业设计软硬件成果验收检查表（指导教师填写）（5）毕业设计报告（论文）评阅意见表（评阅教师填写）（6）毕业设计（论文）答辩资格审查表（指导教师填写）（7）毕业设计（论文）成绩评定表二、工作进度要求2011.3.01-2010.3.14 (2周)论文翻译，并在本阶段结束前提交一份翻译报告2011.3.15-2010.4.04 (3周)查阅文献资料，学习PWM调制方式的工作原理，Boost变换器的基本工作过程。并在本阶段结束前提交一份学习报告，对原理进行总结2011.4.05-2010.4.25 (3周)学习PWM技术在Buck变换器中应用，并在本阶段结束前提交一份学习报告2011.4.26-2010.6.6(6周)对PWM控制的Buck变换器进行设计与仿真，并提交仿真波形图文件2011.6.7-2010.6.20(2周)以以上各个阶段提交的报告为基础，进行论文撰写、答辩PPT制作，并准备答辩三、主要参考文献【1】张卫平。开关变换器的建模与控制中国电力出版社2006.1【2】孙伟杰，王武，杨福文。PWM型DC-DC开关变换器研究综述 低压电器 2006【3】金铁安。低功耗降压型DC/DC变换器的设计研究。浙江大学硕士学位论文page（s）：8-22【4】Edwin van Dijk,Herman J.N.Spruijt,Dermot M.OSullinan PWM-Switch Modeling of DC-DC Converter.IE