开关电源毕业答辩PPT模版终稿(王建军)

1、 开关电源毕业设计开关电源毕业设计答辩人：王建军导师：贺超 教授开关电源毕业设计开关电源毕业设计 目录1课题背景、选题意义课题背景、选题意义及发展方向及发展方向2系统整体方案分析选择系统整体方案分析选择3组合式开关电源原理组合式开关电源原理示意图示意图4关键技术：关键技术：PWM技术和技术和PID技术技术6结论与启示结论与启示5开关电源核心开关电源核心Buck变变换器和推挽式变换器换器和推挽式变换器内容内容摘要摘要 开关电源因其高效节能引起社会各方面的重视，现已成为通用开关电源、专用开关电源及特种开关电源优选集成电路。多年来对开关电源的核心单元控制电路实现集成化是开关电源的发展方向，因此开关电

2、源研究有很大的研究价值。 本文通过节能型恒流开关电源的工作原理，根据方案设计技术参数，给出了整体电路设计的理论依据；然后根据设计要求提出了整体电路的实现架构，并且阐述了整体电路工作原理和子电路的性能要求。介绍了输入整流与滤波、变压器、功率开关管、控制器、保护电路、电流电压反馈网络、输出整流续流与滤波、稳压恒流输出模块。最后，应用Multisim仿真软件对子电路模块和整体电路进行功能仿真验证，仿真结果满足要求，进一步验证理论分析和设计的正确性，也是设计理论与实践相结合的一次有价值的尝试。 关键词：关键词：开关电源 ；整流 ；仿真 开关电源毕业设计课题背景及选题意义课题背景及选题意义课题背景、选题

3、意义及发展方向 随着随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多。当今，我们的生活离不开各种电器，工业子设备的种类也越来越多。当今，我们的生活离不开各种电器，工业生产，科研也离不开各种各样功能各异的电器设备。这些设备工作的生产，科研也离不开各种各样功能各异的电器设备。这些设备工作的一个重要的基础部分是电源，往往一个电源的工作好坏，性能优劣，一个重要的基础部分是电源，往往一个电源的工作好坏，性能优劣，就决定一个电器设备的寿命及效率。有一些资料统计可知，一般电源就决定一个电器设备的寿命及效率。有一些资料统计可知，

4、一般电源设备的故障设备的故障60%60%来自电源。电源是向负载提供优质电能的供电设备，来自电源。电源是向负载提供优质电能的供电设备，是工业的基础。因此开关电源的研制开发工作显得尤为重要是工业的基础。因此开关电源的研制开发工作显得尤为重要。 电源电源技术是一种应用功率半导体器件，综合电力变换技术、现代技术是一种应用功率半导体器件，综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术学科的边缘交叉技术。随着科学技术的发展，电子技术、自动控制技术学科的边缘交叉技术。随着科学技术的发展，电源技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等领电源技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等领域密

5、切相关。因此，电源技术已发展成为一门多学科互相渗透的综合域密切相关。因此，电源技术已发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科性技术学科。 开关开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LEDLED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LEDLED灯具，灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，通讯设备，视听产品，安防监控，LEDLED灯袋，电脑机箱，数码产品

6、和灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。仪器类等领域。 开关电源毕业设计系统整体方案分析选择系统整体方案分析选择系统整体方案分析选择开关电源作为一种高效、轻型、高性能的电源已广泛用于家用电器、开关电源作为一种高效、轻型、高性能的电源已广泛用于家用电器、电子计算机、变频器等电子设备中。而在变频器中的广泛应用更显电子计算机、变频器等电子设备中。而在变频器中的广泛应用更显其本色。变频器的控制回路、驱动回路、保护回路、检测电路等需其本色。变频器的控制回路、驱动回路、保护回路、检测电路等需要十余种相互隔离的电源。采用开关电源后要十余种相互隔离的电源。采用开关电源后, ,可以使变频器体积小、可以使变频器

7、体积小、重量轻、功耗低、稳压范围宽重量轻、功耗低、稳压范围宽, ,大大地改善了装置的控制可靠性及保大大地改善了装置的控制可靠性及保护性能。开关电源的种类很多护性能。开关电源的种类很多, ,不同容量等级的变频器采用不同形式不同容量等级的变频器采用不同形式的开关电源。根据我们研制的交流变频调速系统的特点的开关电源。根据我们研制的交流变频调速系统的特点, ,要求开关电要求开关电源适应范围为源适应范围为50V330V,50V330V,且在输入电压低至且在输入电压低至50V50V时仍然能输出满功率时仍然能输出满功率, ,显然常规的开关电源不具备这样宽的调节范围。为此显然常规的开关电源不具备这样宽的调节范

8、围。为此, ,采用由斩波器采用由斩波器和推挽式变换器组成的两级组合式开关电源作为装置的各种和推挽式变换器组成的两级组合式开关电源作为装置的各种控制电控制电源，可实现多源，可实现多路输出和多种保护。通过电流模式控制，通过对路输出和多种保护。通过电流模式控制，通过对BuckBuck电路建模，在电路建模，在MATLABMATLAB上进行仿真上进行仿真，来验证设计，来验证设计思路的正确性和可行思路的正确性和可行性。建模主要是性。建模主要是PWMPWM和系统的开环传递函数。和系统的开环传递函数。 开关电源毕业设计开关电源原理示意图开关电源原理示意图原理组合式开关电源原理示意图所示。该电源主要由两级组成:

9、第一级是降压斩波器,通过PWM控制V2管的开通和关断,使输入电压(取自主回路中间直流电压)在50V330V范围内能够输出稳定直流24V电压。该24V电源用于后一级变换器的输入以及交流变频调速装置的风扇和电机磁闸电源。第二级变换器实际上是将直流24V重新凋制,控制V3,V4交替导通和关断,把24V直流电压变换成高频交流电压,经高频变压器副边输出多组装置所需的各种电压和驱动所需的方波电压。为了保证在送电初期电源能正常工作,特设置了初始电源产生电路。在斩波器稳定输出24V后,初始电源退出工作,由电源本身提供工作电源。注：图中所示的V2、V3、V4 指通用的开关管不一定是功率晶体管。电源控制回路采用U

10、C系列集成电流控制芯片UC3842，UC3846作为控制芯片。可实现精确控制，提高电源的可靠性并可方便的实现保护电路的设计。组合式开关电源原理示意图图2.1 组合式开关电源原理示意图 开关电源毕业设计关键技术：关键技术：PWMPWM技术和技术和PIDPID技术技术关键技术：PWM技术和PID技术PWM技术 PWM（Pulse Width Modulation）控制就是脉宽调制技术：即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值）。它是利用微控制器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用于测量、通信、功率控制与变换等许多领域。 特点： 开关周期恒定，

11、通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。小米创始人，雷军关键技术：PWM技术和PID技术PID技术 PID控制是根据偏差的比例P、积分I、微分D进行控制，是控制系统中应用最为广泛的一种控制规律。通过调整比例、积分和微分三项参数，使得大多数工业控制系统获得良好的闭环控制性能。 PID控制的本质是一个二阶线性控制器，其优点：1、技术纯熟；2、已被人们熟悉和掌握；3、不需要建立数学模型；4、控制效果好；5、消除系统稳定误差。小米创始人，雷军 开关电源毕业设计开关电源核心开关电源核心BuckBuck变换器和推挽式变换器和推挽式变换器变换器Buck变换器Buck工作原理BUCK变换器又称降压变换器，它是一种

12、对输入输出电压进行降压变换直流斩波器，即输出电压低于输入电压。其基本结构如图3.1所示。图3.1 Buck变换器电路工作过程：当主开关Tr导通，如图3.2所示，is= 流过电感线圈L，电流线性增加在负载R上流过电流Io，两端输出电压Vo，极性上正下负。当is i。时，电容在充电状态。这时二极管D承受反向电压而截止。经时间D1Ts后，如图3.3所示主开关Tr截止，由于电感L中的磁场将改变L两端的电压极性，以保持其电流 不变。负载两端电压仍是上正下负。在 Io时，电容处在放电状态，以维持Io、Vo不变。这时二极管D，承受正向偏压为电流红构成通路，故称D为续流二极管。由于变换器输出电压Vo小于电源电

13、压Vs，故称它为降压变换器。其工作图如下图3.2所示:Buck变换器a. Tr导通 b.Tr关断图3.2 Tr导通与关断电路 在 一 般 的 电 路 中 是 期 望在 一 般 的 电 路 中 是 期 望BUCK电路工作在连续导通模式电路工作在连续导通模式下的，在一个完整的开关周期中，下的，在一个完整的开关周期中，BUCK变换器的工作分为两段，变换器的工作分为两段，其工作波形图为其工作波形图为:图3.3 BUCK在连续模式下的工作波形图推挽式变换器主从输出推挽拓扑的原理图3.4 推挽脉宽调制变换器推挽拓扑如图3.4所示，它主要由带多个次级绕组的变压器构成，每个次级绕组都提供一组相差180的方波脉

14、冲，脉冲幅值由次级绕组的匝数决定。而所有的次级绕组的脉宽都由接于次级主输出的负反馈控制电路决定。在推挽式变换器中使用两个幅值相等、脉宽可调、相差180的脉冲驱动Q1和Q2基极外，它的控制电路和其他电路原理一样。 开关电源毕业设计 结论与启示结论与启示结论与启示Paper Summary 通过毕业设计，掌握了开关电源的设计思路和方法。通过对各个模块进行设计，对开关电源有了更深刻的理解。其各模块主电路、控制电路、驱动电路、保护电路设计方法和思路比较多，通过比较各模块各个实现方法优缺点和设计的要求，选择了比较适合的电路。 本设计的主要特点是采用了组合式变换器和实现了多路输出和多种保护。通过电流模式控

15、制，电源的稳定性好，响应更快。本设计还有不足之处，理论上的设计，在实际应用中还存在一些实现问题。 通过对Buck电路建模，在MATLAB上进行仿真，验证了设计思路的正确，和理论性的可实现。在建模中采用闭环控制，使系统具有良好的性能，其技术指标均满足要求。 其调试过程比较麻烦，尤其是参数的整定，要获得良好的响应曲线必须有耐心。通过仿真对软件MATLAB有了一定的了解，能够比较熟练的应用功能强大的仿真模块Simulink。Conclusion2nd priority initiatives12345Evaluate whether offer DT store more margin is pos

16、sibleTogether with other strong brands, communicate “Unilever” company brand moreOptimize our promotion pack allocation policyOptimize island display in Northern area, pay more attention to season differencesAdd more POSMs to more outlets. Using multiple ways to communicate with consumersThanks for your time 我此次的答辩暂告收尾，这也意味着我在西安理工大我此次的答辩暂告收尾，这也意味着我在西安理工大学本科段的学习既将结束。在这一段时间里，我在学习上学本科段的学习既将结束。在这一段时间里，我在学习上和思想上都受益非浅。这除了自身努力外，与各位老师的和思想上都受益非浅。这除了自身努力外，与各位老师的关心、支持和鼓励是分不开的。关心、支持和鼓励是分不开的。 论文的写作是枯燥艰辛而又富有挑战的。导师的谆谆论文的写作是枯燥艰辛而又富有挑战的。导师的谆谆教导及支持鼓励，是我坚持完成论文的动力源泉。在此，教导及支持鼓励，是我坚持完成论文的动力源泉。在此，我特别要感谢我的导师贺超