(完整版)准谐振开关电源的设计开题报告

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开关电源开题报告

开关电源开题报告

开关电源开题报告一、本课题的研究背景及意义微波源在雷达系统、食品工业、木材加工、橡胶工业等领域有着广泛的应用。

在微波源设备中,电源是极其重要的组成部分,电源的效率和稳定性在很大程度上决定了整个系统的性能指标。

目前,国外微波源设备电源有的已经采用了开关电源技术。

在国外大功率开关电源技术已较为成熟,我国对这方面的研究也一直在进行,但目前还不成熟。

开关电源技术运用功率变换器进行电能转换,可以满足各种用电要求,由于其高效节能可带来巨大经济效益,因而,引起社会各方面的重视而得到迅速推广。

开关电源具有效率高、体积小,重量轻,控制精度高,稳定度高等优点,随着电力电子技术及开关器件的发展,如新理论、新技术的指导,新器件、新材料的进步以及控制的智能化等等,特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展,将开关电源的工作频率提高到相当高的水平,使其具有高稳定性和高性价比等特性。

开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务。

信息技术的发展对电源技术又提出了更高的要求,从而促进了开关电源技术的发展。

开关电源技术已广泛地应用于直流电源中。

我本次毕业设计研究的主要就是大功率开关电源的设计,通过这个设计,对电源电路的原理和基础技术有一个比较全面和深入地了解,能够具备掌握电路的设计能力,提高对所学专业知识的综合应用能力,包括资料检索、专业文献阅读、设计能力和试验能力。

二、本课题的研究现状及发展趋势自20世纪60年代开始得到发展和应用的DC/DC功率变换技术是一种硬开关技术。

60年代中期,美国研制成功ZOKHzDC/DC变换器及电力电子开关器件,并应用于通信设备供电。

这种技术抛弃5H0工频变压器,使直流电源的重量、体积大幅度减小,提高了效率,提高了输出直流电的质量。

到70年代初期已被先进国家普遍采用。

早期开关电源的控制电路一般以分立元件非标准电路为主,经过十多年的发展,国外在1977年左右开始进入控制电路集成化阶段。

控制电路的集成化标志着开关电源的重大进步。

开关电源设计的开题报告

开关电源设计的开题报告
2.研究的基本内容,拟解决的主要问题
DC-DC开关电源的具体电路有单端正励式和反励式,推挽式,半桥式,全桥式,降压式,升压式及升降压式。其中升降压式又分有电感传输和电容传输。这应该根据设计要求选择合适的电路。本次设计的控制电路采用的是UC3524集成芯片,功率开关部分为典型的半桥式电路,半桥桥臂其中一管导通时,加在另一截止状态开关管c-e极的方向感应电压钳位,以避免其击穿。为了使开关电源的输入与输出隔离,采用了独立的副电源和输入变压器。启动后由开关电源脉冲变压器专设绕组提供UC3524的工作电压。
(4)……………….;(5)保护电路。
按学校对毕业设计要求,独立完成设计任务;设计主电路,说明主要元件(IGBT)工作过程和选用依据;分析………电路工作原理,设计外围电路;各部分章节分配合理,插图标准;附前言,目录;字数不少于10000字。
4.研究工作进度
第1周:检查资料的收集情况,指导老师下达毕业设计任务书。
[3]李宣江.开关电源的设计与应用.西安:西安交通大学出版社,2004.
[4]杨素行.模拟电子技术基础(第三版).北京:高等教育出版社,2005.
教研室意见
教研室主任签字:年月日
3.研究步骤、方法及措施
1.分析开关电源的工作特点,电源设计的主要指标……………….;
2.说明……………….开关稳压电源的工作原理。画出开关稳压电源原理图;
3分析……………….的主要性能;
4.完成……………….开关电源设计,分析主要组成部分及功能:
(1)……………….电路;(2)……….电路;(3)………….电路;
DC/DC变换器是电源设备中最常用的功能电路之一,其质量和效率直接影响通信设备的正常运行。本电路以Buck变换器为原理,采用功能完善的UC3524控制芯片,设计了DC-DC变换电路,高压DC/DC电源电路输入为DC310V高压,输出为DC24V。另外,由+24V经二次稳压输出的+12V和+5V,向控制系统供电。-12V电压由单独整流电路输出,并经二次稳压后向机内控制系统供电。分析在整个高压DC/DC电源简化电路中,实现半桥和推挽双变换的工作原理以及在整个电路中发挥的作用。

准谐振开关电源的设计

准谐振开关电源的设计

准谐振开关电源的设计1.引言准谐振开关电源是一种采用谐振电路来驱动开关管的电源设计。

通过控制开关管的导通时间和关断时间,实现谐振振荡,从而提供稳定的输出电压。

准谐振开关电源具有高效率、高稳定性、小体积等优点,在各种应用中得到广泛应用。

2.设计原理3.主要电路设计a.输入滤波电路输入滤波电路主要用于抑制电源噪声和滤波杂波,确保输入电源的稳定性。

一般采用电容器和电感器的组合来实现。

b.整流电路整流电路用于将交流电源转换为脉冲直流电压。

常用的整流电路包括单相全波整流电路和三相桥式整流电路。

c.谐振电路谐振电路是准谐振开关电源的核心部分,通过合理的选择谐振频率和谐振元件的参数来实现输出电压的稳定调节。

谐振电路常采用LC谐振电路,谐振元件主要由电感器和电容器组成。

d.输出滤波电路输出滤波电路主要用于去除输出电压中的纹波和杂波,确保输出电压的稳定性。

一般采用电容器和电感器的组合来实现。

4.设计要点a.合理选择谐振频率和谐振元件的参数,确保谐振电路的稳定性和输出电压的精度。

b.控制开关管的导通时间和关断时间,确保开关管工作在合适的状态,减小功耗和热损耗。

c.使用高效率的开关管和电源管理芯片,提高整体电源的转换效率。

d.使用合适的散热装置和温度感知器,确保电源的散热性能和稳定性。

e.遵循安全设计原则,采取必要的保护措施,确保电源的可靠性和使用者的安全。

5.结论准谐振开关电源是一种高效、稳定的电源设计,能够提供稳定的直流电压输出。

设计时需要合理选择谐振频率和谐振元件的参数,并控制开关管的导通时间和关断时间。

此外,合理选择开关管和电源管理芯片,使用合适的散热装置和温度感知器,严格遵循安全设计原则也是必要的。

准谐振开关电源的设计需要综合考虑电路原理、元器件选择、热设计和安全设计等因素,才能获得稳定、可靠的电源设计。

反激式准谐振电源设计开题报告

反激式准谐振电源设计开题报告

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=========大学
毕业设计(论文)
开题报告
题目反激式准谐振电源设计
院、系(部)
专业及班级_________ 姓名_____________ _________________ 指导教师 ___________ ___________________ 日期 _________
========大学毕业设计(论文)开题报告
二、主要研究(设计)内容、研究(设计)思路及工作方法或工作流程
1.主要研究内容和思路:
本设计选用OB2201芯片采用反激式准谐振AC-DC拓扑结构,并最终实现24W的电源设计。

开关电源结构:选用既可以消除开关损耗又可调过功率补偿的反激式准谐振拓扑结构,所用芯片为OB2201.
(1)OB2201内部结构图:
OB2201是离线式准谐振PWM控制芯片,通过准谐振工作模式,系统的开关损耗和EMI大大降低,该芯片能够为系统提供超过90%的满载转换效率,完善的保护功能可以大大提高系统的可靠性,并具有可编程的软启动功能,OVP高精度输出,芯片内置过热保护等优点。

准谐振软开关技术是一种高效的反激变换器(QR)控制器的优化,能够实现高效的普遍输入范围和完整的加载范围和有效的制度成本。

(2)两路输出开关电源结构(OB2201应用图)介绍:
a.整流电路:四个二极管对AC输入进行整流
b.滤波电路:大容量电容C对整流输出进行滤波
c.反激式模块电路:它的变压器初级的同名端和次级的同名端是相反的,只有一个变压器输出端没有蓄能电感,只有一个功率二极管。

d .外围保护电路:包括 MOS开关管、LC串并联电路、发光/限流二极管、NTC热敏电阻、。

串联谐振充电电源设计的开题报告

串联谐振充电电源设计的开题报告

串联谐振充电电源设计的开题报告一、选题背景谐振充电是一种高效率、高功率因数的电源充电技术。

其原理是利用串联谐振电路中的变压器和电容器将电能从交流电源转换成高频交流电能,经过整流电路后输出直流电压给负载充电。

与传统电源充电技术相比,串联谐振充电具有以下优点:充电效率高、功率因数高、输出电压稳定、抗干扰能力强、结构简单等。

二、选题意义为了满足人们对高效率、高质量充电的需求,采用串联谐振的技术已经成为充电电源设计的趋势。

本课题旨在设计一种基于串联谐振电路的充电电源,探索其关键技术和应用场景,推进其在市场上的应用。

三、研究内容1. 串联谐振充电电源的基本原理和结构;2. 选取合适的电容器和电感器搭建串联谐振电路,并针对电路中的元器件和参数进行分析;3. 设计整流电路及输出稳压电路,使输出电压稳定;4. 对充电电源的性能进行测试,评估其输出电压稳定度、功率因数等指标;5. 探究串联谐振充电电源在电动汽车、太阳能光伏等领域的应用。

四、研究方法1. 理论分析法:通过对串联谐振电路原理的理解和分析,优化电路结构和选择合适的元器件,使电路满足充电电源的需求;2. 仿真验证法:通过Matlab、PSIM等工具对充电电源的电路进行仿真,分析电路的性能和参数,实现优化电路的目的;3. 实验测试法:通过实际图像下的测试和验证,检验电路的性能和参数指标是否满足预期要求。

五、可行性分析串联谐振充电电源是当前设计的热点和难点,对于促进发展新能源和电动汽车的普及具有重要的意义。

本课题的设计思路先进,方法具有可操作性,可行性较高。

六、预期成果最终预期完成串联谐振充电电源的整体设计,测试充电电源的性能指标,并针对其特点进行分析和探究,开发出适用于电动汽车、太阳能光伏等领域的新型充电技术。

开关电源的设计开题报告

开关电源的设计开题报告

开关电源的设计一、选题的理论意义与实际意义随着科学技术的不断进步,科学成果也有很大的进展,在开关电源方面的研究也是如此。

电力电子已经成为人们生活中必不可或缺的一部分,同时也是经济发展的命脉。

电力电子技术的发展导致电力开关器件的性能大幅提高,开关上限频率、功耗也都有了明显的改善。

同时,数字控制具有灵活性高、精度高、信号稳定等显而易见的优点而在目前开关电源的研究领域成为热点,数字控制技术在不断地进步、发展和广泛应用。

由于高频开关电源具有效率高、寿命长、性能可靠等优点而倍受青睐,成为电源系统中最重要的组成部分之一。

电源开关技术的产生是由于电源电压的变换需要一种基本技术使其变换简单、成本低、容易控制等。

电源为所有用电设备不可或缺的重要组成部分,提供动力,是设备的心脏。

以前相控电源应用广泛,但是相控电源实现电压变换与电气隔离是靠工频变压器和相控整流器,所以存在规模大、体积重、效率低、功率因数低等种种缺点,也达不到能源要求的标准,另外,它并联运行充电设备与蓄电池导致波纹系数较大,对蓄电池的使用寿命产生影响。

伴随科学技术的飞跃发展,对电源的要求越来越高。

直流电源对电子装置供给的电能质量直接对其稳定性产生影响,并且提供的电能效率直接对设备的运营成本产生影响,由此可见直流电源在电子设备中的作用和意义。

数字电源市场的需求不断加强,体积小、效率高、具有良好的电磁兼容性是新型电力电子装置的要求。

70年代开始,伴随着硬开关技术的发展和应用,高频软开关技术也在不断地被国内外的电源技术界研究。

同一年代,最先出现了谐振变换器(Resonant converters),实际上它是负载谐振变换器,对负载的变化敏感。

在20世纪80年代谐振开关技术飞速发展,开关频率有增高趋势,有效的降低了开关器件的损耗。

按照不同拓扑结构以及谐振开关方式可以将谐振变换器分为负载谐振变换器、准谐振变换器和谐振直流环逆变器。

其中准谐振变换器又主要分为零电流开关变换器(Zero-current-switching PWM converters)和零电压开关变换器(Zero-voltage-switching PWM converters),它们都采用PWM调制,对比与传统的硬开关变换器,只增加了一个谐振电感,而电路复杂程度和成本没有增加的同时还降低了开关管的损耗。

开关电源设计 开题报告

开关电源设计 开题报告

开关电源设计开题报告开关电源设计开题报告一、选题背景和意义开关电源是一种常见的电源供应方式,具有高效率、体积小、重量轻、稳定性好等优点,被广泛应用于各种电子设备中。

随着科技的不断发展,对于开关电源的需求也越来越高。

因此,深入研究开关电源的设计原理和方法,对于提高电子设备的性能和可靠性具有重要意义。

二、研究目标和内容本次开题报告的研究目标是设计一种高效、稳定的开关电源,并对其进行性能测试和优化。

具体内容包括:1. 开关电源的基本原理和工作方式;2. 开关电源的设计流程和关键技术;3. 开关电源的性能测试方法和指标;4. 开关电源的优化方法和策略。

三、研究方法和步骤本次研究将采用以下方法和步骤:1. 文献综述:对于开关电源的相关理论和技术进行深入了解和梳理,了解目前的研究状况和存在的问题。

2. 设计方案确定:根据文献综述的结果,确定一种适合的开关电源设计方案,并进行初步仿真和优化。

3. 实验搭建:根据设计方案,搭建开关电源的实验平台,包括电路板的设计和制作。

4. 性能测试:对搭建好的开关电源进行性能测试,包括输出电压稳定性、效率、负载能力等指标的测量。

5. 优化改进:根据性能测试结果,对开关电源进行优化改进,提高其性能和可靠性。

6. 结果分析和总结:对优化后的开关电源进行测试和分析,总结研究结果并提出进一步改进的建议。

四、预期成果和创新点本次研究的预期成果包括:1. 设计出一种高效、稳定的开关电源原型;2. 提出一种有效的开关电源设计方法和优化策略;3. 对开关电源的性能测试结果进行分析和总结,为后续研究提供参考。

本次研究的创新点主要体现在以下几个方面:1. 对于开关电源的设计原理和方法进行深入研究,提出一种新的设计方案;2. 对开关电源的性能测试方法和指标进行探索和改进,提高测试的准确性和可靠性;3. 提出一种有效的开关电源优化方法和策略,提高其性能和可靠性。

五、研究计划安排本次研究计划按照以下时间安排进行:1. 第一阶段(一个月):进行文献综述,了解开关电源的相关理论和技术;2. 第二阶段(两个月):确定设计方案,进行初步仿真和优化;3. 第三阶段(一个月):搭建实验平台,进行性能测试;4. 第四阶段(两个月):对性能测试结果进行分析和优化改进;5. 第五阶段(一个月):撰写研究报告和总结。

反激式准谐振开关电源.docx

反激式准谐振开关电源.docx
准谐振式开关电源的设计
摘要
随着电力电子技术的发展,电力电子设备与人们的丁作、生活的关系FI益密切, 而电子设备都离不开可靠的电源。开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、待殊用 途设备、仪器仪表、半导体制冷制热等领域。
冃前,开关电源以小型、轻虽利高效率的特点被广泛应用于电子设备,是曲今电 子倍息产业不可缺少的一种电源方式。丨1前由于开关电源频率的提高,需耍减少开关 损耗。谐振电路,以使开关上的电斥或通过开关的电流呈止弦波,在减少开关损耗的 同时也可控制浪涌的发生,这种方式的开关电源称为谐振式开关电源。
近年来.为了实现更高的效率和更小的体积.开关电源的T.作频率有了很大的提高。 高丁•作频率能够减小外閘电感和电容的大小,从而减少系统的体积。而且由于集成电路器 件本身的发展,已经有能力提供丁作复杂的高频控制集成电路芯片。
然而,随着工作频率的不断上升,由于高频造成的开关损耗逐渐成为了一个严重的问 题。尤其是如果T•作频率不变,开关损耗不变,随看负载的不断减轻,系统的效率会随之 下降。因此,为了保持电源的效率,新一代的开关电源芯片在丁•作频率上不能再一味追求 高的「•作频率,而需要仔细分析和处理开关损耗问题。在轻载时,通过降低丁.作频率以减 少开关损耗,希望能保持高效率。因此,在不同负载下采用不同的T•作频率以提高效率的 一个趋势。
准谐振开关电源使开关电源的可靠性、纹波干扰等问题得到很大改善,材料成本 不增加而体积、重量却可以大大减少。除此之外,谐振式开关电源电路还可以克服PWM方式対负载的瞬态响应较差和易辐射等缺点,利用高频驱动的作用,降低损耗, 提高效率,减少噪声。其中,部分谐振方式,将会成为主流技术。部分谐振转换电路 技术,在理论上即可实现高频化又可降低噪声,但部分谐振转换技术的实际应用仍存 在着技术问题,故仍需在这一领域开展大量的丁作,以使得该项技术得以实用化。
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4.设计拟应用的文献综述
随着电子设备的日益小型化和高频化以及计算机、通信业和航空航天业等的发展,对电源的要求也日益提高,电源的小型化和高频化成了电源的必然发展趋势。在开关电源小型化和高频化的进程中,开关损耗是制约其发展的一个重要因素。传统脉宽调节开关电源在高频工作时的开关损耗使其开关频率不能进一步提高,从而体积也不能减小。近年来,减小高频开关损耗的各种软开关技术受到了人们的青睐,软开关技术使高频开关管工作在零电流或零电压开关状态,从而大大减小了开关损耗,同时提高了开关变换器的效率。准谐振式开关电源技术结合了谐振技术和PWM技术的优点,代表了开关电源的一个发展方向,但在整机产品的普及方面还需要一个较长的过程。
CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
开题报告
设计题目:准谐振式开关电源的设计
学生姓名:耿 锟
学院名称:电气与信息工程学院
专业名称:电子信息工程
班级名称:电子0641
学 号:0604451113
指导教师:周 文 良
教师职称:教 授
学历:本 科
2010 年4月 20 日
开题报告
[6] 江超 ,王又青. 小功率气体激光器软开关电源的研究.电工技术,2006(6):77-80.
[7] 张恩利,侯振义,余侃民.一种零电压零电流开关PWM全桥变换器的设计电源世界, 2004(8):4,27-31.
[8]姜桂宾,裴云庆.12V/5000A大功率软开关电源的设计.电工电能新技术,2021日:结合校外或校内生产实习,确定毕业设计题目,收集毕业设计资料,论证毕业设计题目及内容的可行性,研究设计方案和思路。
3月22日-4月11日:确定设计方案和技术指标,拟定采取的解决措施,撰写毕业设计开题报告,查找并进行外文资料翻译工作。
4月12日-4月30日:指导教师审核开题报告,提出修改意见,整改并完成毕业设计开题报告,修改完善外文翻译,同时开始设计系统组成原理框图,进行控制电路原理设计,计算机绘制电路原理图,完善电路设计。
所谓软开关技术是半导体开关在开通时或断开时,在其非常短时间内,使流过开关的电流或施加在开关上的电压减小,从而降低开关损耗。这种技术最初用于谐振变换器的是1970年F.C,Schwarz采用的LC串联谐振电流谐振电路,之后,根据同样原理,其提出在开关上施加的电压为正弦波的电压谐振电路的方案。
目前,我们通过仅在开关导通及截止期间改变电压或电流的部分谐振,大大降低开关损耗,并达到实用化,完成本项设计。
[9] 王京梅,兰中文.零电压一零电流PWM软开关技术研究.电子器件,2002(12):341-344.
[10] 王志强 郑俊杰 等译.开关电源设计与优化.北京:电子工业出版社 2006年12月.
[11]赵德申,胡雪梅.软开关电路的原理与分析.电气开关,2007(11):1-3.
[12]陈永真.开关电源进入高效率功率变换时代.电源世界,2007(2):1-2,18.
四、设计成果
准谐振变换器的突出优点在于,加在主开关器件两端的电压呈正弦波,开关时在零电压处通断。同时,开关中寄生电感与电容作为谐振元件的一部分,可完全控制开关导通时电流浪涌与断开时电压浪涌的发生。
采用这种方式不仅能把开关损耗减到很小,而且能降低噪声。这种方式已成为开关电源高频化较好的方式之一。
五、进度计划
(2)由于准谐振电路采用的是脉频调制方法,需根据频率范围来设计适当的滤波电路,以减小输出电压的纹波。
3.设计拟应用的现场资料综述
准谐振开关电源是一个完整的闭环系统,它包括主回路、控制回路和保护环节等。准谐振开关电源的系统图如图1所示。
图1 准谐振开关电源的系统框图
开题报告
由图1可看出准谐振开关电源的组成与传统PWM开关电源的结构类似,有所不同的是准谐振电源的功率环节是准谐振变换器,控制电路采用频率调制而不是脉宽调制。另外,准谐振开关电源比PWM开关电源多了一个零检测环节,以实现零电压或零电流准谐振变换器。
[13] 候振义.直流开关电源技术及应用.北京:电子工业出版社,2006年4月.
基于以上考虑,针对于准谐振式开关电源的设计,既可以采用零电压准谐振式开关变换器,也可以采用零电流准谐振式开关变换器,使整个电源达到体积小、重量轻、电磁兼容性好、成本低、可靠性高等特点。
2.设计拟解决的工程实际问题
(1)准谐振变换器电路在设计时,不但要考虑在轻负载下满足谐振条件,又要考虑到重负载时,开关管上所承受的电压。经优化设计,本电路输出功率不小于50W;输出电压13.8V,电流不小于4A的情况下,电源工作效率优于70%;功率因数大于0.95;输出纹波小于等于50毫伏。
开题报告
浪涌或噪声。这样不仅会影响周围电子设备,还会大大降低电源本身的可靠性。其中,为了防止随开关启-闭所发生的电压浪涌,可采用R-C或L-C缓冲器,而对由二极管存储电荷所致的电流浪涌可采用非晶态等磁芯制成的磁缓冲器。不过,这对1MHz以上的高频,要采用谐振电路,以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波,这样既减少了开关损耗,同时也可控制浪涌的发生。这种开关方式称为谐振式开关。目前,对这种开关电源的研究很活跃,因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在理论上把开关损耗降到零,同时噪声也小,成为开关电源高频化的一种主要方式。当前,世界上许多国家都在致力于数兆Hz的变换器的实用化研究。
一、选题依据
1.设计目的及意义
(1)设计目的
准谐振开关电源广泛应用于电子、IT等产业。尤其随着电力电子器件和相关应用技术的发展,作为用点设备心脏的电源系统发生了很大的变化。以开关方式工作的直流稳压电源以其体积小、重量轻、效率高、稳压效果好等特点,正逐步取代传统电源的位置,成为了电源行业的主流形式。
通常,把开关元件上的电压波形为正弦波状的变换器称为电压谐振变换器,其以零电压开关ZVS(Zer。Voltage Switching)方式工作,把流过开关的电流波形为正弦波状的称为电流谐振变换器,其以零电流开关ZCS(Zero Current Switching)方式工作。以上两种变换器均称为准谐振变换器,谱振电路仅在开关管导通或截止时工作,从而降低开关损耗的方式称为部分谐振变换器。这都是软开关电源,控制开关管的导通时间从而使直流输出电压稳定的电源系统。
2.技术路线
完成设计方案的技术路线有以下三点
①主电路的设计与实现包括:功率器件的选择和主电路的硬件设计。
②开关电源控制电路的硬件设计与实现包括:控制芯片的介绍与选择,控制电路和输出电路。
③电路的总体实现方案包括:辅助电路和整体电路的调试及性能测试。
三、可能存在的问题及解决措施
1.存在的问题
谐振技术已应用于开关电源领域中,使开关电源由原来的硬开关变成局部的软开关。在对谐振式开关电源深入研究的基础上,提出本设计中几个实际问题:
[2] Abraham I.Pressman 著 王志强等译 开关电源设计 北京 电子工业出版社 2005
[3] 张占松 蔡宣三编著 开关电源的原理与设计 北京 电子工业出版社 1999
[4] 华成英 童诗白编著 模拟电子技术基础 北京 高等教育出版社 2008
[5] 王增福主编.软开关电源原理与应用.北京 电子工业出版社,2007年1月.
(2)设计意义
随着电力电子应用技术的迅速发展,要求电子仪器和设备的可靠性不断提高、功能不断增加、使用趋向自动化及智能化、体积小型化。开关电源的优势便显示出来,它已经广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备中,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的支撑。另一方面,由于集成电路技术的普及及应用,也促进了电子设备的小型化和多功能化,使电子仪器和设备的成本不断降低。但限制开关电源体积减小和重量减轻,主要是开关电源的变压器、电抗器等磁性元件和平滑波形的电容器共同作用。虽说可通过提高开关频率、减小磁性元件和平滑电容器的尺寸,却带来元器件损耗增大、温升增高。同时经开关
开题报告
频率提高后,受电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。这样不仅会影响周围电子设备,而且还会大大降低电源装置本身的可靠性。目前,提高开关电源工作频率的最有效的方法,是采用软开关技术,即在开关管导通时加在开关两端的电压或通过开关的电流呈正弦波,这样既可以减少开关损耗,又可以控制浪涌的发生,使得噪声很小。
二、设计方案及技术路线
1.设计方案
主要是在典型的200W开关电源的基础上,利用零电压准谐振技术设计而成的200W软开关电源,实现的电路输出功率不小于50W;输出电压13.8V,电流不小于4A。实现开关电源功率提高5%以上。
开关器件选用高频型M0SFET管,DC—DC变换电路采用半桥式,通过芯片TL494来控制DC—DC变换器中有源开关的导通与开关。然后经变压器由电路输出部分输出。
5.设计相关技术的国内外现状
1955年美国罗耶(GH.Roger)发明了自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器,是实现高频转换控制电路的开端。1957年美国查赛(Jen Sen)发明的自激式推挽双变压器。1964年美国科学家们共同提出取消工频变压器的串联开关电源的设想,这对电源向体积和重量的减少获得了一条根本的途径。到了1969年,由于大功率硅晶体管的耐压提高,二极管反向恢复时间的缩短等元器件地改善,终于做成了25千赫的开关电源。
开题报告
器件工作时的应力,效率,输出电压的波纹,成本等,并加以讨论分析,得出结论:谐振技术的应用使开关电源的可靠性,纹波干扰等问题得到很大改善,材料成本不增加而体积和重量却可以大大减少,但总效率由于低压整流较低而不能得到明显的改善。
2.解决措施
从设计中可以看出在典型的PWM的DC—DC变换器功率开关管两端并联以谐振电容,便可以使原来的硬开关变成软开关。又知电容两端电压不能跃变,减少在开关管在突然间导通的时候引起的电压浪涌,降低开关管的损耗。当开关管导通后,利用电容和变压器漏电感形成准谐振,当电容两端电压过零时,关断开关管,从而完成了零电压关断,使关断损耗在理论上降为零,大大的提高了开关管工作的效率。
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