可调开关电源开发设计开题报告
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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。
青岛大学毕业设计(论文)开题报告题目:多路输出开关电源的设计学院:自动化工程学院专业:电气工程及其自动化姓名:刘明锋指导教师:王忻2006年 4 月 4 日1、研究背景和意义开关电源是在电子、通信、电气、能源、航空航天、军事以及家电等领域应用非常广泛的一种电力电子装置。
它具有电能转换效率高、体积小、重量轻、和快速性好等优点,在小功率范围上基本上取代了线性调整电源,并迅速向中大功率范围推进,在很大程度上取代了晶闸管相控整流电源。
可以说开关电源技术是目前中小功率直流电能变换装置的主流技术。
开关电源技术已有几十年的历史。
早期产品的开关频率很低,成本昂贵,仅用于诸如卫星等尖端电子设备。
20世纪60、70年代相继出现的晶闸管和其他分立元件制作而成的开关电源,均因效率低下、开关频率低、电路复杂、难于调试等因素而难以普及。
70年代后期,随着集成电路设计与制造工艺水平的不断提高各种质优价廉的开关电源专用集成电路相继出现,以及制造开关电源的新材料、新器件成为开关电源普及的主要动力。
除了各种集成电路外,一些新器件、新材料真正广泛应用于开关电源,从而使开关频率已从20kHz 发展到数百千赫兹甚至数兆赫兹,使开关电源得以广泛应用。
在开关电源轻型化、小型化、高效化的发展历程中,集成电路技术起了决定性的作用。
近20年来,集成开关电源是沿着如下两个方向不断发展的:一个方向是,对开关电源的核心单元-控制电路的集成;另一个方向是,对中、小功率开关电源实现单片集成化,单片开关电源实际上是一种AC-DC电源变换器。
2、设计内容及目的我具体选择的是一个PC主机开关电源的设计。
这就是一个四路输出的开关电源。
通过这个课题的设计可以使自己系统地掌握开关电源的发展过程、其相关的系统知识以及具体的开关电源的设计方法,还有目前比较前沿的开关电源的一些知识。
3、拟采取的设计方案PC主机电源有5路输出±5v和±12v还有电源正常P.G信号,还有待机电源典型的如下:图1.1 PC主机开关电源电路结构框图其主要由主电路、控制电路和保护电路组成。
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。
沈阳工程学院毕业设计(论文)开题报告开关直流稳压电源的设计系部: 自动控制工程系专业: 电子信息工程****: *******: **开题时间: 2012年3月26日一、总体说明在开题报告中要求给出你对课题的理解, 类似的研究在国内外的进展情况, 你对系统设计的初步设想, 主要需要解决的技术难题和解决思路, 同时应给出课题的时间安排。
二、开题报告内容1. 毕业设计(论文)课题的目的、意义、国内外现状及发展趋势2. 课题主要工作(设计思想、拟采用的方法及手段)4.3. 完成课题的实验条件、预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施5.毕业设计(论文)实施计划(进度安排)6.参考文献三、撰写要求1. 报告字数不少于3000字2. 报告内容一律用A4纸打印3.上交时间为毕业设计第三周周末。
二、课题预期目标及主要工作(设计思想、拟采用的方法及手段)1.设计的目标:设计一个半桥式开关电源变换器, 内容包括整个电路框图的确定、主拓扑结构的确定、电路的设计、主要元器件参数的计算与选型、实际电路的制作与调试、各主要参数的测量与数据分析、撰写设计论文。
设计目标:输出电压:+5V , 10A;- 5V ,1A; +12V ,4A; - 12V,1A输出功率: 120W输入电压50~60Hz,115V~230V单向交流电效率大于80%纹波<30mV 峰峰值2.设计方案(研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等):本设计方案的设计思路如下:3.方案的可行性分析:半桥变换器的最大输出功率约为400~500W, 而本设计的目标是输出功率240W, 因此设计合理。
与正激变换器和反激变换器相比, 半桥式变换器稳压范围宽, 更突出的是它在一定范围内输出电压与输入电压变化无关。
半桥变换器的拓扑结构中, 开关管关断时承受的电压为Vdc, 而不像推挽拓扑或单端正激变换器那样为2Vdc。
半桥式开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组, 这也是它的优点, 这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。
开关电源设计开题报告一、项目背景和目标开关电源是一种常用的电源转换器,其工作原理是通过将输入电源以开关的方式进行开关操作,使得输出电压和电流可以按照要求进行调整。
开关电源具有高效率、稳定性好、体积小等优点,广泛应用于各个领域。
本项目的目标是设计一个开关电源,以满足特定的输出电压和电流需求,并具备较高的效率和稳定性。
二、项目计划1. 确定需求和规格在项目开始之前,需要明确开关电源的输出电压和电流需求,以及其他相关的规格要求,如输入电压范围、效率要求等。
2. 选型和设计根据需求和规格,选择合适的开关电源芯片和其他相关元件,进行电路设计。
设计包括电路原理图和PCB布局。
3. 制作样板根据设计,制作一个开关电源的样板,用于测试和验证电路的性能和稳定性。
4. 调试和优化通过对样板的测试和调试,发现并解决问题,优化电路的性能和稳定性。
可能需要进行多次的调试和优化。
5. 批量生产当样板的性能和稳定性达到要求后,可以进行批量生产。
生产过程中需要注意质量控制和测试。
6. 测试和验证对生产出的开关电源进行测试和验证,确保其满足设计要求和规格要求。
7. 最终交付最终交付开关电源给客户或使用方,提供技术支持和售后服务。
三、预期成果和效益通过本项目的实施,预期将获得以下成果和效益:1.设计出满足特定需求和规格要求的开关电源,提供稳定的输出电压和电流。
2.提高电源转换效率,减少能量损耗,节约能源。
3.降低开关电源的体积和重量,提高其适用性和可携带性。
4.提供更加稳定和可靠的电源供应,保障设备的正常运行。
5.降低生产成本,提高生产效率。
四、项目进度和风险管理项目进度将按照以下计划进行:1.第一周:确定需求和规格。
2.第二周:选型和设计。
3.第三周:制作样板。
4.第四周:调试和优化。
5.第五周:批量生产。
6.第六周:测试和验证。
7.第七周:最终交付。
项目风险主要包括以下几个方面:1.技术风险:设计和制作过程中可能遇到技术问题,导致项目进度延迟或无法实现预期效果。
天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education
毕业设计开题报告
可调开关电源开发设计
学院:自动化与电气工程学院
班级:电自1201
学生姓名:
年月日
毕业设计开题报告
附页
1、研究的目的
电源问题一直是人们十分关心的问题,是所有电设备的动力。
在电力系统中,
直流系统的可靠性、稳定性及性能直接影响到电厂的运行和设备的安全;在通
信网络中,通信电源成为构成各种通信手段必不可少的组成部分,对确保通信
质量具有重要的影响,人们视通信电源为整个通信系统的心脏。
在科研、生产以及实践等应用场合,开关电源是不可或缺的。
一般的开关电源
通常是输出固定电压等级,或是输出的最大电流较小,只能满足某些针对性开
发的产品。
为此,本课题开发设计一款可调开关电源,在纹波电压等级满足要
求的前提下,可以实现4~16V的直流电压输出,同时输出电流信号可以高达
40A,明显扩展了其应用范围。
以往应用的传统的相控整流电源设备因为采用工频变压器,体积大,且输出电
压的纹波系数大。
它的监控系统不完善,采用主从备份方式,用户使用不方便;更重要的是它无法达到电力系统监控设备和通信设备要求电源纹波小,可靠性高,抗干扰能力强的新的技术标准。
另外,由于充电设备与蓄电池并联运行,
纹波系数较大,会出现蓄电池脉动充电放电,影响蓄电池的使用寿命。
另外因
其网侧功率因数低、调整速度慢、噪声大等缺点,正在被逐步淘汰。
取而代之
的是高频开关电源。
开关电源取消了传统电源采用的笨重的工频变压器,使得
电源得体积大大缩小;电源中得电力电子器件工作在开关状态,使整机效率很高;由于器件的开关频率一般大于20kHz,所以基本上听不到噪声。
随着电力电子技术的高速发展,电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益
密切,而电子设备都离不开可靠的电源,进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代,进入90年代开关电源相继进入各种电子电器设备领域,远程控制交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源
等已广泛地使用了开关电源,更促进了开关电源技术的迅速发展。
2、国内外研究的历史和现状
60年代中期,美国已研制成20kHz DC—DC变换器及电力电子开关器件,并用
于通信设备供电。
到70年代初期已被先进国家普遍采用,其中最有成效的黾由这种电力电子开关器件和变换技术组成整流电路,三相交流电源不经过工频变
压器,而是直接整流,再由DC~DC变换器变成高频交流,经再一次整流变成
电设备所需的各种直流电源。
由于用20kHz高频变压器取代了50Hz工频变压器,使得整流器中的关键元件“工频变压器和滤波电感”大大缩小,使整个整流器的重量、体积大幅度减小,
并消除了噪声,提高了功率因素,改善了可控硅对电源造成的畸变。
80年代初英国采用上述原理,研制了第一套完整的48V成套电源,即目前所
谓的开关电源(SMP—Switch Mode Power)或开关整流器。
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,一般由时钟电路、TRC(Time Radi0 Contr01)
电路、分频电路、检测放大电路、保护电路组成电路形式比较灵活,但使用元
件多,电路设计复杂,而且可靠性不高。
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。
一个大规模单片集成型控制电路除了包括开关电源控制方案的公共功能外,通常还持
有更为广泛的适应性,这样的单片取代了上百个分立元件,大幅度地减少了元
器件数量,提高了电源地可靠性,简化了电路地设计计算,有利于生产和维护,同时也加速了电源控制电路标准化的进程。
控制电路的集成化标志着开关电源
的重大进步。
目前市场上出售的单片集成型控制电路种类较多,例如美国UNITRODE的UC3845系列,TEXAS INSTRUMENT的TL494系列等等。
21世纪,市场上开关电源中功率管多采用双极型晶体管,开关频率可达几十
千赫;采用MOSFET的开关电源转化频率可达几百千赫。
为提高开关频率,必
须采用高速开关器件。
对于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路,这种工
作方式称为谐振开关方式。
它可以极大地提高开关速度,理论上开关损耗为零,噪声也很小,这是提高开关电源工作频率的一种方式,目前这种谐振开关方式
已经实用化。
自开关电源问世以来,其可靠性随着器件和控制方法的改进不断提高。
目前的
直流电源系统普遍采用“备用并联运行”方法,在开关电源中称为“N+I模块冗余
备份”。
这种并联运行采取均流方式,使整个系统的可靠性极大提高,而且各模
块可热插拔,维护十分方便。
随着开关电源应用地扩大,其供电体制已逐渐从集中供电向分散供电过渡,其
相应的管理体制也正在向集中监控和集中管理方向发展,逐渐实现无人值守或
少人值守。
即应用计算机技术和通讯技术实现遥信、遥测和遥控。
3、主要研究内容与方法
(1)研究整流电路工作原理,设计一款可调开关电源,具体可以实现如下功能:
1.交流输入电压:AC 220V±10%
2.直流输出电压:4~16V可调
3.输出电流:0~40A
4.输出电压调整率:≤1%
5.纹波电压:Upp≤50mV
6.显示及报警:显示输入及输出的电压及电流,并具备故障报警功能。
(2)基于单片机控制的输出连续可调开关电源的设计。
系统框图如下
如需要论文和实物请浏览器访问
https:///item.htm?id=525424802980
(3)首先整流方法采用UC2875移相全桥方式。
(4)然后用MATLAB软件先进行仿真分析,完成电路图的设计。
(5)最后实物制作。
4、课题的准备情况:
1、收集和查阅相关文献。
2、学习MATLAB软件的使用方法。
3、分析整流电路及原理。
4、进行系统设计要结合实际,并且要考虑满足系统的性能参数指标。
5、工作进度计划
查阅相关资料 1-2 周
了解开关电源的结构 3-4周
用仿真软件制作仿真模型 5-6周
确定好电路参数,选择制作方案 7-9周
制作实物并进行调试 10-11周
撰写毕业设计论文准备答辩 12周
6、参考文献:
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