DC-DC開關(guān)電源畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告

1、西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告學(xué) 院信息工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)電氣 0901姓 名陳耀學(xué)號(hào)20095721題 目DC-DC 開關(guān)電源設(shè)計(jì)題目類型理論研究一、選題背景及依據(jù)（簡(jiǎn)述國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、生產(chǎn)需求狀況，說明選題目的、意義，列出主要參考文獻(xiàn)）1、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀：國(guó)外研究現(xiàn)狀1955 年美國(guó)的科學(xué)家羅耶（ G.H.Royer）首先研制成功了利用磁芯的飽和來進(jìn)行自激振蕩的晶體管直流變換器。此后，利用這一技術(shù)的各種形式的晶體管直流變換器不斷 地被研制和涌現(xiàn)出來。從而取代了早期采用的壽命短、可靠性差、轉(zhuǎn)換效率低的旋轉(zhuǎn)式 和機(jī)械振子式換流設(shè)備。由于晶體管直流變換器中的功率晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)，所以 由

2、此而制成的穩(wěn)壓電源輸出的組數(shù)多、極性可變、效率高、體積小、重量輕，因而當(dāng)時(shí) 被廣泛地應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通信、航天、家電等領(lǐng)域中。60 年代末，由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展，高反壓的晶體管出現(xiàn)了。從此直流變換器就可以直接由市電經(jīng)整流、濾波后 輸入，不再需要有工頻變壓器了。從而極大地?cái)U(kuò)大了它的應(yīng)用范圍，并且在此基礎(chǔ)上誕 生了無工頻降壓變壓器的開關(guān)穩(wěn)壓電源。省掉了工頻變壓器，又使開關(guān)穩(wěn)壓電源的體積和重量大為減小。開關(guān)穩(wěn)壓電源才真正做到了效率高、體積小、重量輕。70 年代以后， 于這種技術(shù)有關(guān)的高頻、高反壓的功率晶體管、高頻電容、開關(guān)二極管、開關(guān)變壓器鐵心等元器件也不斷地被研制和生產(chǎn)出來，使無工頻變壓器開關(guān)穩(wěn)

3、壓電源得到了飛速發(fā) 展，并且被廣泛應(yīng)用于電子計(jì)算機(jī)、通信、航天、彩色電視機(jī)等領(lǐng)域中，從而使無工頻變壓器開關(guān)穩(wěn)壓電源成為各種電源中的佼佼者。國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀開關(guān)電源技術(shù)屬于電力電子技術(shù)， 我國(guó)的晶體管直流變換器及開關(guān)穩(wěn)壓電源研制工作始于 60 年代初期。到 60 年代中期進(jìn)入了實(shí)用階段， 70 年代初期開始研制無工頻降壓變壓器開關(guān)穩(wěn)壓電源。 1974 年研制成功了工作頻率為 10kHz、輸出電壓為 5V 的無工頻降壓變壓器開關(guān)穩(wěn)壓電源。近10 多年來，我國(guó)的許多研究所、工廠及高等院校已研制出多種型號(hào)的工作頻率在 20KHz左右、輸出在功率在 1000W以下的無工頻降壓變氣開關(guān)穩(wěn)壓電源，以用于電子計(jì)算

4、機(jī)、通信、電視等方面，并取得了較好的效果。工作頻率為100KHz200KH的z 高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源于80 年代初期就已開始試制， 90 年代初期就已試頻將開關(guān)穩(wěn)壓電源方面做了巨大的努力，并取得了可喜的成果，但是，目前我國(guó)的開關(guān)穩(wěn)壓電源技術(shù)與一些先進(jìn)的國(guó)家相比仍然有角的差距。我國(guó)的開關(guān)穩(wěn)壓電源事業(yè)要發(fā) 展，要趕超世界先進(jìn)水平，最根本的是要提高我國(guó)的半導(dǎo)體技術(shù)和工藝。、生產(chǎn)需求狀況目前開關(guān)電源是在電子、通信、電氣、能源、航空航天，軍事以及家電等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的一種電力電子裝置。 可以說開關(guān)電源技術(shù)是目前中小功率直流電能變換裝置的主流技術(shù)。加之電源是電子設(shè)備的心臟部分，其質(zhì)量的好壞直接影響著電子設(shè)備

5、的可靠性。因此，電源越來越受到人們的重視?，F(xiàn)代電子設(shè)備使用的電源大致有線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源兩大類。但是，各種電子和電器設(shè)備領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)、通訊、電子檢測(cè)設(shè)備電源，控制設(shè)備電源等都廣泛地使用了開關(guān)電源。由于其高效節(jié)能可帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，從而得到迅速推廣。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使的開關(guān)電源技術(shù)也不斷的創(chuàng)新，從而為開關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間。、選題目的及意義目的掌握 DC-DC開關(guān)電路的原理。分析和闡述降壓型轉(zhuǎn)換器的電路拓?fù)浜凸ぷ髟恚?并采用 matlab對(duì)單相交流調(diào)壓電路進(jìn)行仿真。采用 protel設(shè)計(jì)出輸入電路、降壓電路和顯示電路等模塊。意義與傳統(tǒng)的線性電源相比， DC-DC開

6、關(guān)電源具有高效率、高可靠性、體積小、響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性高。內(nèi)在限流保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，使其在電源管理芯片中得到廣泛運(yùn)用。并且開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。4、主要參考文獻(xiàn)1李龍文 .開關(guān)電源技術(shù)的最新進(jìn)展J.電源技術(shù)應(yīng)用， 2006， 9（ 8）： 53-57. 2 趙軍 .開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展J. 船電技術(shù)， 2005， (5)： 13-16.張黎， 丘水生 .比例積分滑模控制Buck 變換器分析與實(shí)現(xiàn)J. 電力電子技術(shù)， 2005，39（ 2）：26-28.杜少武， 丁莉.ZVZCSPWMDC/DC 全橋變換器的簡(jiǎn)述和發(fā)展J.電源技術(shù)應(yīng)用， 2007，10（

7、4）： 59-64.5吳限，尹華，王斌.一種低壓大電流 DC-DC 電源設(shè)計(jì) J. 微電子學(xué)， 2004，34（2）： 178-181.楊旭，裴云慶，王兆安.開關(guān)電源技術(shù) M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2004.華亮，沈申生，胡香齡.Matlab/Simulink在單相交流調(diào)壓電路仿真中的應(yīng)用J. 電力學(xué)報(bào)， 2005 ， 20（ 4）： 350-353.謝應(yīng)孝 .Buck 型 DC/DC 開關(guān)電源的研究與設(shè)計(jì)D. 黑龍江：黑龍江大學(xué) .2010.毛斌 .降壓型 DC/DC 開關(guān)電源的研究與設(shè)計(jì)D. 湖北：襄樊學(xué)院 .2011.StratakosAnthonyJohn.High efficie

8、ncylow VoltageDC-DCconversionfor portable applicationsD.California：University of California， Berkeley.2002.Marty Brown.Power Supply Cookbook（ second editionD.Boston ： Oxford Johannesburg New Delh ：2001.王水平，于建國(guó) .DC/DC 變換器集成電路及應(yīng)用M. 西安電子科技大學(xué)出版社，2005.13-35.羅萍，熊富貴，李肇其.PWM 開關(guān)電源的大信號(hào)模型與瞬態(tài)特性J. 電子學(xué)報(bào)， 2004 ，（

9、11） . 14Abraham I Pressman開關(guān)電源設(shè)計(jì) (王志強(qiáng)譯 )M 北京：電子工業(yè)出版社，2005二、主要研究（設(shè)計(jì)）內(nèi)容、研究（設(shè)計(jì)）思想及工作方法或工作流程1、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)一款降壓型 DC-DC開關(guān)電源電路。、分析和闡述降壓型轉(zhuǎn)換器的電路拓?fù)浜凸ぷ髟?，根?jù)系統(tǒng)性能設(shè)計(jì)電路整體框圖。、對(duì)電路的輸入電路、降壓電路和顯示電路等模塊進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。2、設(shè)計(jì)思想由于開關(guān)電源產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)為多樣化， 包括同時(shí)提供多個(gè)不同的供電電壓趨勢(shì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期縮短趨勢(shì)、產(chǎn)品面積縮小趨勢(shì)以及低成本趨勢(shì)等等。本論文就是按照 這種趨勢(shì)做的一種降壓型 DC DC開關(guān)電源的設(shè)計(jì)。由系統(tǒng)性能開始，

10、對(duì)輸入電路、降壓電路和顯示電路等模塊進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。利用protel對(duì)各個(gè)子電路進(jìn)行設(shè)計(jì)及仿真驗(yàn)證，調(diào)整電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，以滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。3、設(shè)計(jì)工作流程掌握 DC-DC開關(guān)電源的原理分析降壓型轉(zhuǎn)換器的電路拓?fù)浜凸ぷ髟盹@示完善并且電路完成論文設(shè)計(jì)利用matla b對(duì)單相交流調(diào)壓電路進(jìn)行仿真降壓電路設(shè)計(jì)輸入電路設(shè)計(jì)）、通過對(duì)所查資料的學(xué)習(xí)和理解，掌握DC-DC 開關(guān)電源的工作原理。）、由于 DC-DC 開關(guān)電源系統(tǒng)由主電路和控制電路組成。構(gòu)成開關(guān)電源電路的元件有：輸入電源、開關(guān)管、整流管以及儲(chǔ)能電感、濾波電容和負(fù)載，它們共同完成電能的轉(zhuǎn)換和傳遞；控制電路則通過控制功率開關(guān)管的通斷，實(shí)現(xiàn)調(diào)

11、節(jié)輸出電壓恒定在設(shè)定值的要求，從而控制主電路的工作狀態(tài)，使主電路從輸入電源處獲得的能量和傳送到負(fù)載 的能量維持平衡。同城，當(dāng)輸入電壓及輸出端的負(fù)載在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，負(fù)載電壓可 以維持恒定。將功率開關(guān)元件和儲(chǔ)能元件采用不同的配置或不同的連接方式，可以得到 各種輸出電壓和輸入電壓間的關(guān)系。所以DC-DC 開關(guān)功率變換器按主回路拓?fù)淇梢苑譃樗姆N： Buck 變換器、 Boost 變換器、 Buck-Boost 變換器和 Cuk 變換器。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度安排2012 年 12 月 30 日確定了選題：降壓型DC/DC 開關(guān)電源的研究與設(shè)計(jì)2013 至 1 月 2 日至 2013 年 3 月 15 日 對(duì)論文資料進(jìn)行查閱整理并確定論文大體提綱2013 年 3 月 16 日完成開題報(bào)告申請(qǐng)開題2013 年 5 月初論文初稿完成2013 年 5