多路输的出单端反激式开关电源仿真与设计开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告题 目多路输出单端反激式开关电源仿真与设计学生姓名学 号院 ( 系 )专 业指导教师报告日期2015 年 11 月 24 日毕业设计（论文）题目多路输出单端反激式开关电源仿真与设计题目类别（请在有关项目下作记号）设计论文其它题目需要在实验、实习、工程实践和社会调查等社会实践中完成是 否毕业设计（论文）起止时间2015年10月24日起至2016年04月26日（共16周）1.设计的意义及国内外状况 1.1 设计的意义开关电源是电力电子设备中不可或缺的部分,与人们的生活、工作有着密不可分的关系。 在工业自动化控制、军工设备、科研设备、发光二极管照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备和半导体制冷制热等领域, 都能看到开关电源产品被广泛应用。开关电源一般由脉冲宽度调节控制和场效应管构成,利用现代电力电子技术,是控制开关管关断和导通时间的比率,维持稳定输出电压的一种电源。开关电源的发展方向是高频化。高频化能使开关电源小型化,并使开关电源在更广泛的领域适用,尤其是能在高新技术领域应用,从而推动高新技术产品的小型化、轻便化。另外, 开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源和保护环境等方面都具有重要的意义。现有的稳压电源可分成两大类: 线性稳压电源和开关稳压电源.线性稳压电源是比较早使用的一类直流稳压电源, 其特点是输出电压比输入电压低, 反应速度快, 输出纹波较小, 工作产生的噪声 低, 效率较低, 发热量大( 尤其是大功率电源) , 间接 地给系统增加了热噪声。开关稳压电源是一种新颖 的稳压电源, 通过改变调整管的导电时间和截止时 间的相对长短来改变输出电压的大小。开关稳压电源具有功耗小、效率高、体积小、质量轻和稳压范围宽等特点。但开关电源还存在较为严重的开关干扰、输出纹波电压高、瞬变响应较差和电磁干扰等缺点。这就需要靠技术手段和工艺措施来克服上述缺点。近年来, 电源技术的飞速发展, 使高效率的开关电源得到了越来越广泛的应用。1.2 国内外研究现状1955 年, 美国人罗耶发明了自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器, 标志着实现了高频转换控制电路. 1957 年, 美国人查赛发明了自激式推挽晶体管双变压器. 1964 年, 美国科学家们提出了取消工频变压器的串联开关电源的设想,为减小电源的体积和质量开创了一条根本的途径.1969 年, 随着大功率硅晶体管耐压的提高和二极管反向恢复时间的缩短等元器件性能的改善, 终于做成了25kHz的开关电源.开关电源最早起源于上世纪50年代初，美国宇航局以小型化、轻量化、为目标，为搭载火箭开发了开关电源。在近半个多世纪的发展过程中，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源，并广泛应用于电子整机与设备中。 20世纪80年代，计算机全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代。20世纪90年代，开关电源在电子、电气设备、家电领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入快速发展时期。 历经几十年的不断发展，现代开关电源技术有了重大的进步和突破。新型功率器件的开发促进了开关电源的高频化，功率MOSFET和IGBT可使中小型开关电源的工作频率达到400kHz（AC/DC）或1MHz（DC/DC）；软开关技术使高频开关电源的实现有了可能，它不仅可以减小电源的体积和重量，而且提高了电源的效率；控制技术的发展和专用控制芯片的生产，不仅使电源电路大幅度简化，而且使开关电源的动态性能和可靠性大大提高；有源功率因数校正（APFC）技术的开发，提高了AC/DC开关电源的功率因数，既治理了电网的谐波污染，又提高了开关电源的整体效率。 目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。市场上DC-DC开关电源中，用MOSFET制成的300-500kHz电源，早已实用化，但其频率有待进一步提高。开关电源的高频化是电源技术发展的创新技术，高频化带来的效益是使开关电源装置空前地小型化，并使开关电源进入更广泛的领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化，另外开关电源的发展与应用在节约资源及保护环境方面都具有深远的意义。 开关电源向集成化方向发展是未来的主要趋势，功率密度将越来越大，对工艺的要求也会越来越高。在半导体器件和磁性材料没有新的突破之前，重大的技术进步可能很难实现，技术创新的重点将集中在如何提高开关电源的效率和减小重量。因此，工艺水平将会在电源制造中占的地位越来越高。2. 研究内容以220V市电为能源供应，经整流滤波、高频变压器、再经过输出整流滤波，得到电子设备所需的±3.3V、5V、正、负15V等电压。本课题设计的电源主电路拓扑采用单端反激式变换器结构，采用UC3844作为PWM主控IC，以实现电压和电流的双闭环控制，从而提高负载调整率，电压调整率，以达到电子设备对电源电压稳定性的要求，本电源开关频率设定在50kHz，同时输出4路相互隔离的电压。3. 研究方案以及步骤3.1 研究方案采用全控型电力电子器件MOSFET作为开关，利用控制开关器件的占空比来调整并稳定输出电压，主电路采用多路输出单端反激式变换器结构，采用UC3844控制芯片实现电压电流双闭环控制，设计相关的输入输出保护电路，从而提高电能转换率，降低成本，优化电路，提高电路的可靠性。3.2 研究步骤 (1) 对课题进行分析思考。(2) 课题背景资料的查阅，并进行分类、整理。(3) 主电路拓扑结构方案的确定。(4) 主电路硬件计算、设计。(5) 中期检查。(6) 辅助电路的设计及选择，系统优化调整。(7) 进行系统仿真。 (8) 总结设计过程中遇到的问题以及解决方法。4. 设计提纲(1) 绪论（主要包括研究的目的、意义、国内外现状，研究的主要内容等）。(2) 控制方案论证。(3) 硬件设计。(4) 硬件调试，并进行系统仿真。(5) 设计中存在的问题及实验结果处理。(6) 结论。5.存在的问题以及解决的方法(1)对于整流滤波电路、高频变压器、PWM技术等知识储备知识较少；通过图书馆，相关网站阅读大量资料，加强对整流滤波电路，高频变压器、PWM技术知识的了解，应用。(2)对于各类繁杂的信息筛选经验不足，可能会导致搜集的资料代表性不强、无法快速精确的掌握逆变器在国内外发展现状；对于这种情况，积极寻求老师和同学的帮助，通过建立系统的知识体系，加强锻炼自己对知识的梳理筛选能力。(3)查阅资料主要在图书管,图书馆人太多,难以找到空机子；采取措施:采取合理的时间去上机查阅资料,避开高峰期。 (4)系统的仿真软件应用不熟悉；应对其多加练习。6. 设计工作量的估计6.1 设计篇幅根据课题提出问题、分析问题，提出方案、并进行设计分析并进行验证，字数在8000左右。6.2 文献查阅查阅与毕业设计相关的文献（不含教科书）不少于10篇。7. 工作条件(1) 工作条件：在榆林学院图书馆电子阅览室的中国知网上查找相关的文献资料，利用word进行排版、编辑。(2) 榆林学院电子电工教学中心。8. 预期达到的水平(1) 提交一篇不少于8000字的毕业设计；(2) 设计符合榆林学院毕业设计指导手册相关要求，格式正确，条理清楚，层次分明，有自己的见解和结论；(3) 设计出具有实用价值的充电控制电路；(4) 掌握Proteus等软件的使用。9. 现存在的问题及拟采用的解决措施(1) 对所需器材不太了解，拟通过老师帮助解决；(2) 对UC3844等相关芯片选取不了解，拟请教老师帮助和阅览有关书籍选取所需单片机的型号；(3) 对Proteus软件不太熟悉，拟通过阅读Proteus软件使用手册熟悉软件操作来完成电路有关部分的仿真验证。参考文献1 杨立杰. 多路输出单端反激式开关电源设计J. 现代电子技术, 2007, 30(6): 4.2 李超,邹黎,夏时光,等. 多路输出单端反激式开关电源的设计J. 山东理工大学学报（自然科学版）, 2012, 26(6): 5.3 杨立杰. 多路输出单端反激式开关电源设计J. 现代电子技术, 2007(6): 23-26.4 雷一,尹璐,鲁思兆,等. 一种光伏逆变器用多路输出开关电源设计J. 电力自动化设备, 2011(6): 16-19, 44.5 赵翔,方方,马柯帆,等. 基于TOP261YN芯片的多路输出单端反激式开关电源的设计J. 核电子学与探测技术, 2010, 30(11): 1529-1532.6 李超,邹黎,夏时光,等. 多路输出单端反激式开关电源的设计J. 山东理工大学学报：自然科学版, 2012, 26(6): 106-110.7 李竫,沈伟吉,高炜玲,等. 多路输出型单端反激式开关电源设计J. 上海工程技术大学学报, 2011, 25(2): 158-162.8 李竫,沈伟吉,高炜玲,等. 多路输出型单端反激式开关电源设计J. 上海工程技術大學學報, 2011, 25(2): 158-162.9 杨立杰. 多路输出单端反激式开关电源设计J. 现代电子技术, 2007(6): 23-26.10 胡志强,王改云,王远. 多路单端反激式开关电源设计J. 现代电子技术, 2013(14): 162-165.11 张建生电源技术教程M北京：电子工业出版社，200712 周志敏，周纪海开关电源使用技术 设计与应用M北京：人民邮电出版社，200313 王翠珍，唐金元可调直流稳压电源电路的设计J中国测试技术，2006，(5)：25-2714 沙占友新型单片开关电源的设计与应用技术M北京：电子工业出版社，200415 杨玉岗现代电力电子的磁技术M北京：科学出版社，2003指导教师意见指导教师（签名）： 20 年 月 日教研室主任意见选题难易程度：偏大 适中 偏小选题工作量： 偏大 适中 偏小与人才培养目标相符：一致 不一致教研室主任（签名）： 年 月 日院 系意 见院系负责人（签名）： 20 年 月 日备 注