畢業(yè)設(shè)計開題報告-ac-dc開關(guān)電源控制器研究

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1、中北大學(xué)學(xué)生姓名:學(xué)院、系:專業(yè)：論文題□:畢業(yè)論文開題報告XX學(xué)號：1205044326計算機(jī)與控制工程學(xué)院電氣工程系A(chǔ)C-DC開關(guān)電源控制器研究電氣工程及其自動化指導(dǎo)教師：)0<2016年3月18日畢業(yè)論文開題報告1.選題依據(jù)：1.1本課題研究的意義及背景隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，開關(guān)電源被廣泛應(yīng)用T各種電子產(chǎn)品中，同吋也對開關(guān)電源提出了更高的要求。如今，隨著各類電了產(chǎn)品向小型化發(fā)展，AC/DC轉(zhuǎn)換控制器作為開關(guān)電源控制器的一種，也需要小小型化、高精度的方向發(fā)展［11。近兒年來，隨著電子技術(shù)和制造工藝的不斷發(fā)展和電源技術(shù)的FI益成熟，人們對電源的轉(zhuǎn)換效率提出了越來越高的要

2、求.在電氣領(lǐng)域中，開關(guān)電源占據(jù)著舉足輕重的位置，高效率是未來電源發(fā)展的必然趨勢.傳統(tǒng)的AC-DC變換電路由于要通過高頻變壓器來實現(xiàn)電壓變換，很難將效率提高到更高的M次，也很難降低電源的紋波.木系統(tǒng)所設(shè)計的高效率的單相AC-DC變換電路.可以輸出恒定的36V直流電壓，在額定輸出電流為2A時，可實現(xiàn)高達(dá)90%以上的電源轉(zhuǎn)換效率.高效率、低紋波的電源轉(zhuǎn)換不僅可以提供更加可靠的供電系統(tǒng)，同時也可以帶來非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益［2］。根裾功率器件的工作狀態(tài)，直流穩(wěn)壓電源包括線性電源和開關(guān)電源，其中功率器件工作干放大狀態(tài)的直流穩(wěn)壓電源稱為線性電源；功率器件工作于開關(guān)狀態(tài)的稱為開關(guān)電源。由于必須使

3、用工頻變壓器與電網(wǎng)進(jìn)行隔離，而且功率管損耗大，導(dǎo)致線性電源的體積大、重量大，效率低。所以在便攜式電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用的今天，盡管線性電源具有成本低、體積小、外同電路簡單、噪聲低等優(yōu)點，但由于體積和重量上的問題，它的應(yīng)用逐漸受到限制。開關(guān)電源則是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，通過控制開關(guān)通斷的吋間比率來維持輸出電壓穩(wěn)定的一?種電源，它具有體積小、重量輕、功率小、效率高、紋波小、噪聲低、智能化程度高等優(yōu)良特性［3］.0上世紀(jì)90年代后開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用逐漸普及，在帶電子設(shè)備屮廣泛應(yīng)用。隨著近兒年經(jīng)濟(jì)與科技高速發(fā)展給開關(guān)電源提出了更高要求。針對AC/DC控制器的開關(guān)電源進(jìn)行設(shè)計，以滿足低耗能、

4、高uj靠的“綠色”開關(guān)電源的設(shè)計方向。在今后開關(guān)電源設(shè)計中應(yīng)進(jìn)一步提高電源控制芯片效率，提高集成化程度，實現(xiàn)智能電源控制設(shè)計［4］。提高AC/DC開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率，主要從W個方面來進(jìn)行。一方面是降低開關(guān)損耗，一些學(xué)者提出了軟開關(guān)技術(shù)，即讓開關(guān)管實現(xiàn)零電壓或零電流開通與斷。另一方面是優(yōu)化現(xiàn)有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如采用無橋PFC?？谇案咝C/DC解決方案是前級采用無橋PFC,屮間級DC/DC部分采用有源鉗位或AHB,輸出級采用同步整流。這樣的結(jié)構(gòu)將原有的三級變換改成了兩級變換，提高了AC/DC變換器的轉(zhuǎn)換效率:5］。AC/DC開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器以其價格、效率、體積等優(yōu)勢在小功率電源領(lǐng)域得到了

5、廣泛應(yīng)用。電腦、顯示器、路由器、移動設(shè)備都離不開AC/DC開關(guān)電源。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展開關(guān)電源的功率、工作頻率等都大幅提升，但是由于電源中的電流和電壓不能突變，所以在交替過程中會產(chǎn)生功率損耗。研究表明，此損耗與頻率成線性關(guān)系，因此電源工作頻率越高，損耗也就更大［6］。而對于開關(guān)電源這樣一種強非線性、時變系統(tǒng)，耍獲得&好的動態(tài)特性，工程上往往是憑借經(jīng)驗進(jìn)行反復(fù)調(diào)試、修改以滿足特定0標(biāo)。a然這種方法對于冇經(jīng)驗的工程師來說簡單可行，但是可重復(fù)性不高，不利于大規(guī)模使用。而對于接觸電源的初級工程師來說，環(huán)路分析和調(diào)節(jié)更是閑難重重。功率開關(guān)器件的廣泛使用為改善開關(guān)電源動態(tài)特性提供了條件，隨著

6、開關(guān)頻率的提高，為了充分發(fā)揮丌關(guān)電源的性能，急需要一種理論來指導(dǎo)幵關(guān)電源的動態(tài)特性分析。近20年來，詞內(nèi)外學(xué)者對開關(guān)電源的動態(tài)特性進(jìn)行了大量、深入的研究，提出了通過對開關(guān)電源環(huán)路建模的方式來分析開關(guān)電源的動態(tài)特性71。1.2木課題國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀開關(guān)電源正向著高頻化方向發(fā)展，開關(guān)電源技術(shù)的高頻化□成為了各種大功率開關(guān)電源的核心技術(shù)。開關(guān)電源的高頻化為其微小型化、集成化提供了有利的條件，因為隨著開關(guān)電源芯片的工作頻率的提高，可以不再使用笨重的工頻變壓器，而電源器件的體積和重量與其工作頻率的平方根成反比，因此濾波器件的尺寸還冇散熱器的尺寸也口J*以顯著的減?。?］。開關(guān)電源的應(yīng)用越

7、來越廣泛，特別是在某些高新技術(shù)領(lǐng)域，例如在電動汽車、變頻空調(diào)等新興領(lǐng)域中，通過感應(yīng)外部環(huán)境的變化，改變開關(guān)電源的用電頻率，從KU達(dá)到右電節(jié)能的目的。但是一味的追求開關(guān)電源在高頻化也會帶來很多的弊端，諸如運行噪聲大、存在嚴(yán)重的開關(guān)干擾、尖峰干擾、諧振干擾等缺點，如來不采取措施對這些干擾進(jìn)行屏蔽，會影響到整機(jī)的工作的穩(wěn)定性91。近幾年來，電源設(shè)備開始了以高頻開關(guān)電源代替相控電源，用計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工控制技術(shù)，用閥控式密封鉛酸蓄電池代替防酸式鉛酸蓄電池更新?lián)Q代的工作，吸引了國內(nèi)外一大批科技