开关电源的设计-开题报告

中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名：学 号：学 院 、 系 ： 信息与通信工程学院专 业 ： 电气工程及其自动化设 计 题 目 ： 开关稳压电源设计指 导 教 师 : 2013 年 3 月 12 日开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3学生写文献综述的参考文献应不少于 15 篇（不包括辞典、手册） 。文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标 GB 771487文后参考文献著录规则 的要求书写，不能有随意性；4学生的“学号”要写全号（如 0201140102） ，不能只写最后 2 位或 1 位数字；5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004 年 3 月 15 日”或“2004-03-15”；6. 指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述：文 献 综 述1 开关电源的研究及应用 1.1 开关电源特点开关电源即是开关稳压电源（简称 SMPS） ，是将交流输入（单相或三相）电压变成所需的直流电压的装置。其内部关键元器件工作在高频开关状态，本身消耗的能量很低，电源效率可达 80%-90%1。开关电源亦称无工频变压器电源，是利用体积很小的高频变压器来实现电压变换及电网隔离的，不仅能去掉笨重的工频变压器，还可采用体积较小的滤波元件和散热器，显著地减小开关电源系统的体积和重量。因此开关电源很快便显示出强大的生命力，被誉为高效、节能型电源，目前己经成为国际上开发中、小功率开关电源、精密开关电源及电源模块的优选集成电路 2。1.2 开关电源的分类开关电源管理集成电路采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性工作，控制开关元件的时间占空比来调整输出电压 3。开关电源按驱动方式分：正激式与反激式；按变换器的工作方式分：隔离型和非隔离型、半桥方式和全桥方式、降压型(buck)和升压型(boost)以及极性反转型(buck-boost) ；按控制方式分:脉冲宽度调制方式（PWM） 、脉冲频率调制方式（PFM） 、混合调制方式；按过流保护方式分：输出电流检测方式与开关电流检测方式。目前市场上常见的大多为 PWM 调制方式的电源芯片4。开关电源的常用基本拓扑有：正激、反激、全桥、半桥、推挽、buck、boost 等 5。每种拓扑都有其自身的特点和适用场合：其中有些适合中小功率( 80%，输出功率最高达 20kW，电源体积降至原体积 1/5,臭氧发生器体积降为原来 1/6，还减少了原材料消耗 14。总之，我国高压开关电源技术己取得了很大的进步，但同国外相比还有很大的差距，特别是大功率高压开关电源技术仍处在研发之中 15。3 开关电源的发展趋势现代开关电源的技术进步有三大标志： 功率半导体开关器件用功率场效应晶体管（MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）取代了 70 年代使用的普通功率晶体管； 高频化 PWM 与 PFM 控制技术的应用与软开关技术的应用； 开关电源系统集成技术的应用 16。在国外，美国目前的电源技术发展速度很快，不仅对大的通信电源完成了设计及配套，而且砖块的 AC/DC 技术也已经数字化，TI（德州仪器） 、 MICRO- CHIP（微芯国际）等都推出了相应的产品，Galexy 公司的 DC/DC 都加入了 CPU，连Notebook 的适配器也进入了全数字的控制芯片时代，而且包含了对 PFC（功率因数校正）及 PWM 两部分的控制 17 。随着全球节能呼声的高涨，开关电源已进入绿色电源及绿色电源控制芯片的时代18。美国 80plus、欧洲节能之星的要求，就像汽车排放的欧IV 标准，已成为必须达到和市场准入的节能标准。空载功耗16A and 75A Per Phase.S.2005.9 张晓阳，蔡宣三，离线式半桥零电压开关多谐振变换器的参数最优化，中国电机工程，Vol.14,1994,465010 C.J. Hsiac et al, CircuitOriented DiscreteTime Modeing and Sim- ulation for Switching Converters ,IEEE PESC Record 1987,167176.11 S.C. Wong, Y.S.LEE,SPICE Modeing & Simulation of Hysteretic Current Controlled Cuk Converter, IEEE Trans. on Power Electronics, Vo1.8, No.4, Oct. 1993,580587.12王志强.开关电源设计.北京. 电子工业出版社，2005. 3713沙占文，王彦鹏，马洪涛.开关电源优化设计M.北京.中国电力出版社，2009.1014 Billings K H. Switchmode Power Supply Hdndbook.1989,ISBN 0070053308: McGraw Hill Inc.15 张占松. 开关电源原理与设计. 北京. 电子工业出版社，1998. 1316 Ott ,H.W. Understanding and Controlling Common-Mode Emissions in Hi- gh-Power Electronics .Applied Power Electronics Conference and Exposition,2002.17 孟繁荣. 高压开关电源设计. 硕士学位论文. 哈尔滨：哈尔滨工程大学，200518 张文利，彭艳昌等. 高压开关电源的研制. 高电压技术. 2002（11）.363819 夏凌辉，吕征宇，费万民. 大功率装置用多路输出高压隔离新型开关电源设计. 电源技术应用.2003（12）. 69 20 陈明弟. 一种 SVPWM 交流调速系统的设计. 商场现代化，2007，504:326327 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题主要研究的问题是：根据所给的主要设计技术指标与参数：1 开关电源的输入电压AC 185250V2 开关电源输出电压及电流+/-5V/0.5A ，+/-12V/1A,24V/1.5A 3 开关电源的开关频率50kHZ 4 开关电源的效率80%5 具有过流过压保护功能设计出以下内容：1 确定适合的主电路拓扑结构和功率元器件，设计高频变压器 2 主控制芯片选择及其外围电路设计，包括驱动电路、反馈电路、脉宽和频率调制电路、保护电路3 开关电源保护电路设计 4 用 PROTEL 或其他软件绘制电路原理图并仿真拟采用的研究手段：开关电源的电路主要包括一次侧外围电路(含输入端保护电路、输人整流滤波器和钳位保护电路)、主控制芯片(PWM 控制器或单片开关电源集成电路)、高频变压器、二次侧输出电路、反馈电路、偏置电路及其他保护电路。高频开关电源是将交流输入（单项或三相）电压变成所需的直流电压的装置。高频开关电源主要由输入电网滤波器、输入整流滤波器、高频转换器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路、辅助电源等几部分组成。其基本原理是：交流输入电压经电网滤波、整流滤波得到一直流电压，经过高频变换器将直流电压变换成高频交流电压，在经高频变压器隔离变换，输出所需的高频交流电压，最后经过输出整流滤波电路，将变换器输出的高频交流电压整流滤波得到需要的高质量、高品质的直流电压。高频开关电源基本框图如下所示：(框内为控制电路)输 入 整 流 滤 波 功 率 转 化 电 路基 准 电 压输 出 整 流 滤 波比 较 器高 频 变 换 器取 样 器脉 宽 调 制振 荡 器D CA C控 制 电 路图 2-1根据课题要求输入电压：AC 180250V 为高压输入，输出为多路输出。因为反激式拓扑结构简单、功率因数（PF）高、成本低、容易得到多路输出，则综合考虑主电路应采用反激式拓扑结构。附件：参考文献格式学术期刊 作者论文题目期刊名称，出版年份，卷(期)：页次如果作者的人数多于 3 人，则写前三位作者的名字后面加“等” ，作者之间以逗号隔开。例如：1 李峰，胡征，景苏等. 纳米粒子的控制生长和自组装研究进展. 无机化学学报， 2001, 17(3): 3153242 J.Y.Li, X.L.Chen,H.Li. Fabrication of zinc oxide nanorods. Journal of Crystal Growth, 2001,233:57学术会议论文集 作者论文题目文集编者姓名学术会议文集名称，出版地：出版者，出版年份：页次例如：3 司宗国，谢去病，王群重子湮没快度关联的研究见赵维勤，高崇寿编第五届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集，北京：中国高等科学技术中心，1996：105图书 著者书名版本出版地：出版者，出版年页次如果该书是第一版则可以略去版次。例如：4韩其智，孙洪洲群论北京：北京大学出版社，1987101预印本 作者论文题目预印本编号（出版年份）例如：5Xiaofeng Guo and Jianwei QiuThe leading power corrections to the structure functionshepph/9810548(1998)学位论文 作者论文题目学士(或硕士、博士 )学位论文. 出版地：出版者，出版年份例如：6 陈异. 纳米粒子形貌控制研究. 硕士学位论文. 北京：中