半桥式开关稳压电源设计开题报告

I河南机电高等专科学校毕业设计(论文)开题报告学生姓名： 郝晓燕 学 号： 0346107 专 业： 通信技术 设计(论文) 题目： 半桥式( 脉冲调宽型)开关稳压电源 指导教师： 于圣学 2006 年 2 月 21 日II开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述” ）作为毕业设计（论文）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（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或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 “文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，本科学生写文献综述的参考文献应不少于 15 篇（专科生不少于 10 篇，不包括辞典、手册） ；4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“2002 年 4 月 26 日”或“2002-04-26”。III毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写1500 字左右（本科生 200 字左右）的文献综述(包括目前该课题在国内外的研究状况、发展趋势以及对本人研究课题的启发)：文 献 综 述开关电源是利用现代电力电子技术，采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关晶体管开通和关断的时间比率（占空比） ，调整输出电压，维持输出稳定的一种电源。早在 20 世纪 80 年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机电源换代，进入 90 年代开关电源已广泛应用在各种电子、电器设备，程控交换机、通讯、电力检测设备电源和控制设备电源之中。开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制 IC 和MOSFET 构成。开关电源和线性电源相比，两者的成本都随着输出功率的增加而增长，但两者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各在开关电源制造商都致力同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体（Mn-Zn）材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs）下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT 技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小薄。开关电源的高频化就必然对传统的 PWM 开关技术进行创新，实现 ZVS、ZCS 的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率。对联高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。随着电力电子器件和开关变频技术几乎同步开发的前提下，两者相互促进与推动，开关电源每年以超过两位数字的增长率，向轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。开关电源可分为 AC/DC 和 DC/DC 两大类。DC/DC 变换器现已实现模块化、成熟化和标准化。但 AC/DC 的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。 DC/DC 变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器IV的工作方式有：脉宽调制方式（Ts 不变，改变 ton）和频率调制方式（ton 不变，改变Ts）两种。前者较为通用，后者容易产生干扰。其具体电路有 Buck 电路（降压斩波器，其输出平均小于输入电压，极性相同） 、Boost 电路（升压斩波器，其输出平均电压大于输入电压，极性相同） 、BuckBoost 电路（降压或升压斩波器，电感传输方式。其输出平均电压大于或小于输出电压，极性相反）和 Cuk 电路（降压或升压斩波器，电容传输方式。其输出平均电压大于或小于输入电压，极性相反）四种。 当今世界软开关技术使得 DC/DC 变换器发生了质得变化和飞跃。美国 VICOR 公司设计制造得多种 ECI 软开关 DC/DC 变换器，最大输出功率有 300W、600W、800W 等，相应得功率密度为（6.2、10、17）W/cm3，效率为（8090）%。日本 NemicLambda 公司最新推出得一种采用软开关技术得高频开关电源模块 RM 系列，其开关频率为 200300KHz,功率密度已达 27W/cm3，采用同步整流器（MOS-FET 代替肖特基二极管） ，使整个电路效率提高到 90%。AC/DC 变换器是将交流电压变换成直流电压，其功率流向可以是双向的功率六由电源流向负载的称为“整流” ，功率六有负载返向电源的称为“有源逆变” 。AC/DC 变换器输入为 50/60Hz 的交流电，因必须经整流、滤波，因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的，同时因遇到安全标准， （如 UL、CCE 等）及 EMC 指令的限制（如IEC、FCC、CSA） ，交流输入侧必须加 EMC 滤波及使用符合安全标准的元件，这样就限制 AC/DC 电源体积的小型化,另外,由于内部的高频、高压、大电流开关动作，使得解决 EMC 电磁兼容问题难度加大，也就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求，由于同样的原因，高电压、大电流开关使得电源工作效率达到一定的满意程度。VVI毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题的研究思路（包括要研究或解决的问题和拟采用的研究方法、手段（途径）及进度安排等）： 研究思路:半桥式 PWM 开关稳压电源基本工作原理就是在输入电压变化、内部参数变化、外接负载变化的情况下，控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节主电路开关器件的导通脉冲宽度，使得开关电源的输出电压或电流等被控制信号稳定。半桥式 PWM 的开关频率一般为恒定，控制取样信号有：输出电压、输入电压、输出电流 、输出电感电压、开关器件峰值电流。由这些信号构成的单环、双环或多环反馈系统 ，实现稳压、稳流及恒定功率的目的，同时实现一些附带的过流保护、过压保护等功能。解决的问题：在实际的设计过程中，我们要弄清楚开关电源的具体工作原理，开关管的工作状态。半桥式变换器中所采用的两个开关管是轮流导通，并处在开关状态，这样便大大的提高了电路工作效率。实际应用过程中，我们要考虑电源本身的利用率、电磁干扰等问题。研究方法：所设计的半桥式开关电源，主要是在半桥变换器部分，其它部分如：缓起动电路（SG3524） 、过流保护（555 触发器） 、可控硅（过压保护）等。课题进度安排： （一）指导教师下达设计任务书，制定课题进程计划，学生熟悉课题。 （一周）（二）实习调研：学生搜集相关资料，调查了解与本课题相关的实践知识。 （一周）（三）进行设计：含理论设计分析，实践操作。 （三周）（四）绘制图纸、整理、撰写毕业论文。 （三周）（五）教师评阅论文，学生进行总结，准备答辩。 （一周）（六）毕业答辩。 （一周）VIIVIII参考文献：1何希才.新型开关电源设计与应用M,北京,科学出版社,2001，3074082常敏慧.开关电源应用、设计与维修M,北京,科学文献出版社,2001,1012113叶治政.叶靖国.开关稳压电源,北京,高等教育出版社,1989,87904沙占友.新型单片开关电源的设计与应用,北京,电子工业出版社,2001,21315钱振宇.产品的电磁兼容设计J,电源技术应用,200356586张占松.开关电源的原理与设计,北京,电子工业出版社,1998456547 7张宗濂.新颖开关电源设计与应用,北京,国防工业出版社,19993214528胡宴如.高频电子线路,南京,高等教育出版社,2004,67719冯钰岑.实用电源技术,上海,上海科学技术出版社,2002,8790,12512710李爱文.现代逆变技术及应用M,北京,科学出版社,2000，179201IX毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：该文献综述，分析的细致，知识面涉及范围广泛，简述了一下开关电源，以及设计过程中应该采取哪些步骤，在理论的重要环节也作了