大功率（100~300w）開關(guān)電源設(shè)計(jì)-開題報(bào)告

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1、海口經(jīng)濟(jì)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告課題名稱：大功率（100~300W）開關(guān)電源設(shè)計(jì)姓名：楊懷波學(xué)號(hào)：201215460244年級(jí)專業(yè)：12級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化2班指導(dǎo)教師：占永寧職稱：教授開題時(shí)間：2016年1月14日?？诮?jīng)濟(jì)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題目大功率（100~300W）開關(guān)電源設(shè)計(jì)一、選題目的及意義隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展、電子系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，電子設(shè)備的種類也越來越多，電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益緊密，任何電子設(shè)備都離不開可靠的電源，他們對(duì)電源的要求也越來越高。特別是隨著電子設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛

2、，也要求能夠提供穩(wěn)定的電源，以滿足電子設(shè)備的用電需要。目前，計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)以及電子應(yīng)用技術(shù)急速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)以其體積小、可靠性高、功耗低、軟硬件集成度高等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、過程控制、儀器儀表、航天航空、汽車船舶、網(wǎng)絡(luò)通信、軍事裝備、消費(fèi)產(chǎn)品等眾多領(lǐng)域。在這些系統(tǒng)中電源的結(jié)構(gòu)和性能起著關(guān)鍵性的作用，特別是需要使用220V交流電供電的多路電源的系統(tǒng)，其電源設(shè)計(jì)的合理性和可靠性尤為重要。過去常用的變壓器降壓、整流濾波后穩(wěn)壓的線性電源，在嵌入式系統(tǒng)要求體積小，利用率高的情況下，顯得不足。尋求體積小、效率高、成本低、可靠性好的開關(guān)電源成為現(xiàn)在必然

3、的市場要求。通過這次設(shè)計(jì)，對(duì)電源電路的原理和基本技術(shù)有一個(gè)比較全面的了解，能夠具備掌握電路設(shè)計(jì)的能力，提高對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，包括資料檢索、專業(yè)文獻(xiàn)閱讀、設(shè)計(jì)能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α６?、選題設(shè)計(jì)的思路和方案1、設(shè)計(jì)思路交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流。通過高頻PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)控制開關(guān)管，將那個(gè)直流加到開關(guān)變壓器初級(jí)上。開關(guān)變壓器次級(jí)感應(yīng)出高頻電壓，經(jīng)整流濾波供給負(fù)載。輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路，控制PWM占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的。交流電源輸入時(shí)一般要經(jīng)過厄流圈一類的東西，過濾掉電網(wǎng)上的干擾，同時(shí)也過濾掉電源對(duì)電網(wǎng)的干擾。在功率相同

4、時(shí)，開關(guān)頻率越高，開關(guān)變壓器的體積就越小，但對(duì)開關(guān)管的要求就越高。開關(guān)變壓器的次級(jí)可以有多個(gè)繞組第2頁2或一個(gè)繞組有多個(gè)抽頭，以得到需要的輸出。一般還應(yīng)該增加一些保護(hù)電路，比如空載、短路等保護(hù)，否則可能會(huì)燒毀開關(guān)電源。2、設(shè)計(jì)方案大功率電源大至由主功率電路、PWM控制電路、單片機(jī)控制電路、輔助電源四大部份組成。（1）主功率電路沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側(cè)的沖擊電流。輸入濾波器：其作用是過濾電網(wǎng)存在的雜波及阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋回電網(wǎng)。整流與濾波：將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電。逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關(guān)電源的核心

5、部分。輸出整流與濾波：根據(jù)負(fù)載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。（2）PWM控制電路一方面從輸出端取樣，與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩(wěn)定，另一方面，根據(jù)測試電路提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)保護(hù)電路鑒別，提供控制電路對(duì)電源進(jìn)行各種保護(hù)措施。（3）單片機(jī)控制電路單片機(jī)使用ADC對(duì)輸出電壓電流采樣，并通過DAC輸出控制輸出電壓電流的變化，并對(duì)整個(gè)電源運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并負(fù)責(zé)與電腦連續(xù)。（4）輔助電源實(shí)現(xiàn)電源的軟件（遠(yuǎn)程）啟動(dòng)，為保護(hù)電路和控制電路（PWM等芯片），單片機(jī)工作供電。三、選題相關(guān)支持條件（理論知識(shí)、軟件或硬件條件等）理論知識(shí)：這次設(shè)

6、計(jì)涉及到了所學(xué)的電力電子技術(shù)，單片機(jī)原理及應(yīng)用等相關(guān)的理論知識(shí)。涉及到的軟件：pi-expert或者使用開關(guān)電源仿真軟件。涉及到的硬件：電腦輸入EMI濾波模塊，整流模塊,PFC模塊，PWM模塊，輸出濾波模塊，反饋及保護(hù)模塊。第3頁3四、選題預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)理想狀態(tài)：利用電子開關(guān)器件（如晶體管、場效應(yīng)管、可控硅閘流管等），通過控制電路，使電子開關(guān)器件不停地“接通”和“關(guān)斷”，讓電子開關(guān)器件對(duì)輸入電壓進(jìn)行脈沖調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)DC/AC、DC/DC電壓變換，以及輸出電壓可調(diào)和自動(dòng)穩(wěn)壓。不理想狀態(tài)：可能達(dá)不到我們所預(yù)期想要的結(jié)果，但盡可能的完成各個(gè)功能模塊以及測試

7、，并且仿真成功。五、進(jìn)度安排（描述具體年月區(qū)間的研究進(jìn)度及內(nèi)容等）（1）2015年11月2日至11月20日，教師命題，學(xué)生選題，確定指導(dǎo)教師。（2）2016年1月11日至15日，開題答辯，通過后開始進(jìn)行搜集相關(guān)資料、掌握技術(shù)等準(zhǔn)備工作。（3）2016年1月20日至3月20日，學(xué)習(xí)相關(guān)仿真軟件，同時(shí)查閱相關(guān)論文資料就本次設(shè)計(jì)進(jìn)行需求分析，并初步完成各個(gè)模塊的相關(guān)功能。（4）2016年3月26日至5月8日，測試并完成各功能模塊。（5）2016年5月16日至20日，畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。（6）2016年5月30日前，完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的整理及報(bào)送。六、主要參考文獻(xiàn)

8、（不少于5篇）（1）王云亮.電力電子技術(shù)(第三版).電子工業(yè)出版社（2）李全利.單片機(jī)原理及應(yīng)