移相全桥DCDC变换器设计-开题报告
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一种降压型DC/DC转换器设计的开题报告题目:一种降压型DC/DC转换器设计背景和意义:随着移动终端产品和智能化家电的普及,对于电源转换器的需求也越来越高。
目前,DC/DC转换器已成为各种电子设备中的主要电源管理芯片,其性能直接影响到电子设备的稳定性、效率以及寿命等因素。
在现代电路设计中,降压型DC/DC转换器被广泛使用。
降压型DC/DC转换器能够将高电压电源转换为低电压电源,同时可使电路的功率消耗最小化,提高设备的效率。
本文旨在设计一种高效的降压型DC/DC转换器,以满足电子设备对电源转换的需求。
主要内容和方法:本文首先介绍DC/DC转换器的基本概念和工作原理,同时分析现有的降压型DC/DC转换器的优缺点。
然后,本文提出一种基于开关电容降压技术的DC/DC转换器设计方案。
该方案利用开关电容技术,在保证输出电压稳定的情况下,降低了功率损耗和电路复杂度。
同时,本文设计了一种反馈控制的电路模型,可以根据输出电压的变化自动调节驱动PWM信号,实现电路自动稳定。
本文使用Altium Designer进行电路设计和PCB布局,并使用示波器和多用表进行电路测试和效果评估。
预期结果和贡献:通过本次研究,预计可以设计一种高效的降压型DC/DC转换器。
该转换器不仅能够提供稳定的低电压输出,还能够降低功率损耗和电路复杂度,从而提高电子设备的效率和性能。
本文主要贡献在于:1. 提出了一种基于开关电容技术的降压型DC/DC转换器设计方案,可以有效降低功率损耗和电路复杂度。
2. 设计了一种反馈控制的调节电路模型,可以实现输出电压自动稳定。
3. 实现了降压型DC/DC转换器的电路设计、PCB布局以及测试评估,为电子设备的电源管理提供了新的思路和方法。
全数字控制DCDC变换器的开题报告本文将介绍关于全数字控制DC/DC变换器的开题报告。
一、选题背景及意义DC/DC变换器广泛应用于电子学、通信、计算机、光电子和航空航天等领域中,为各种电子设备提供了长时间、可靠、高效的电源保障。
近年来,随着数字信号处理技术和模拟控制技术的快速发展,全数字控制DC/DC变换器逐渐成为研究热点。
全数字控制DC/DC变换器采用数字信号处理器(DSP)替代传统模拟控制器实现控制回路,使得DC/DC变换器具备更高的控制精度、更强的适应性、更宽的电气参数范围。
与传统模拟控制器相比,全数字控制DC/DC变换器相对简单、易于设计、调试和实现。
此外,全数字控制DC/DC变换器还能够实现更多高级功能,如自适应控制、自校准等,为DC/DC变换器的快速发展打下了坚实的基础。
二、研究内容及方法本研究的主要内容是针对全数字控制DC/DC变换器,探究其电路结构、通信接口以及控制算法等方面的问题。
具体来说,包括以下几个方面:1. 全数字控制DC/DC变换器的电路结构设计和参数分析;2. 全数字控制DC/DC变换器通信接口设计与实现;3. 全数字控制DC/DC变换器控制算法的研究和实现;4. 系统仿真与实验验证。
研究方法主要包括理论分析、模拟仿真和实验实现。
其中,理论分析用于分析全数字控制DC/DC变换器的电路结构、通信接口、控制算法以及各种特性参数,以便为后续的仿真实验提供必要的理论基础。
模拟仿真用于验证设计的正确性和可行性,并进行参数调整和性能评估。
实验实现主要用于验证仿真结果的正确性和可重复性,确保研究成果的实践应用价值。
三、预期成果及应用价值本研究预期实现一个工作稳定、性能可靠的全数字控制DC/DC变换器原型机,并以此为基础,研究相应的控制算法,进一步提高其电气参数范围和控制精度。
同时,本研究还将结合实际应用场景,进行系统优化和性能测试,实现全数字控制DC/DC变换器在电子设备、通信、航空航天等领域中的各种应用需求。
级联式流馈推挽DC/DC变换器的研究的开题报告一、研究背景近年来,随着电子产品的普及和尺寸的不断缩小,对于功耗的要求也越来越高。
而DC/DC变换器已成为电子产品中不可或缺的组件之一。
特别是在移动设备、电动汽车、太阳能发电等领域,DC/DC变换器的重要性更是显而易见。
而级联式流馈推挽DC/DC变换器是一种性能优越的DC/DC变换器。
它可以实现高效率、低损耗、高转换速率、高性能和大功率密度等优点。
因此,它已成为近期DC/DC变换器领域研究的热点之一。
二、研究目的本研究旨在对级联式流馈推挽DC/DC变换器进行深入研究,考察其在不同工作情况下的性能表现。
具体目的包括:1. 研究级联式流馈推挽DC/DC变换器的基本工作原理和结构特点,分析其性能优点和应用场景。
2. 设计并建立级联式流馈推挽DC/DC变换器的数学模型,结合仿真软件进行仿真分析,探究其电路参数对性能影响的规律。
3. 利用实验平台,进行实验验证,验证仿真结果的有效性,同时考察级联式流馈推挽DC/DC变换器在不同工况下的性能表现。
4. 通过对实验结果的分析和总结,从工程应用的角度,优化级联式流馈推挽DC/DC变换器的性能,提高其稳定性和可靠性。
三、研究内容1. 分析级联式流馈推挽DC/DC变换器的基本工作原理和结构特点,阐述其性能优点和应用场景。
2. 建立级联式流馈推挽DC/DC变换器的数学模型,并利用仿真软件对其进行仿真分析,详细探究各项电路参数对其性能的影响规律。
3. 设计实验平台,对级联式流馈推挽DC/DC变换器进行实验验证,分析实验结果,比较仿真结果和实验结果的差异,同时考察其在不同工况下的性能表现。
4. 从工程应用的角度,结合实验结果,优化级联式流馈推挽DC/DC 变换器的性能,提高其稳定性和可靠性。
四、研究意义通过本研究,将深入研究级联式流馈推挽DC/DC变换器的工作原理和性能表现,对其应用领域进行探索,并从工程应用的角度进行优化,提高其稳定性和可靠性。
带LDO模式的Buck型DC/DC变换器研究与设计的开题报告一、选题背景随着电子设备的不断发展,对能源转换的要求也越来越高。
在大部分电路应用中,以及一些系统的设计中,需要将高电压的直流电源降低到设备所需要的较低电压。
DC/DC变换器在电子设备的电源管理中占据着重要地位,是完成供电和能量转换的核心部件。
其中,Buck型DC/DC 变换器广泛使用于消费电子、工业自动化、汽车电子以及新能源等领域。
目前,主要的Buck型DC/DC变换器设计方法是采用PWM调制方式来实现电压调节。
但是,这种方法存在一些缺点,如转换效率低、电路占用面积大、噪声干扰等问题。
因此,提高Buck型DC/DC变换器的性能和可靠性已经成为研究的重点方向。
其中,带LDO模式的Buck型DC/DC变换器是一种新的设计方法,能够实现较低的输出噪声和更高的转换效率,具有广阔的应用前景。
二、研究目的本文旨在研究和设计一种带LDO模式的Buck型DC/DC变换器,预期实现以下目标:1.提高转换效率,以满足不同电子设备对电源转换的要求。
2.减少输出噪声,提高系统的稳定性和可靠性。
3.优化电路布局和设计,提高电路的可制造性和可维护性。
三、研究内容1. Buck型DC/DC变换器的工作原理和基本结构分析。
2. 分析LDO模式在Buck型DC/DC变换器中的作用和优化方式。
3. 设计带LDO模式的Buck型DC/DC变换器的主要电路,包括功率器件、控制器、滤波电路等。
4. 验证设计的有效性和可靠性,通过实验和仿真验证系统的性能参数和性能指标。
四、研究方法1. 文献综述:系统了解和分析Buck型DC/DC变换器的工作原理、各种控制方法的优缺点,以及LDO模式在Buck型DC/DC变换器中的应用现状。
2. 仿真分析:采用Simulink和SPICE仿真软件分析电路的特性,包括电压、电流、功率等,并分析LDO模式的优化效果。
3. 电路设计:根据仿真分析的结果,设计主要的电路,包括功率电路、控制器电路、滤波器等。
毕业设计开题报告电气工程及其自动化光伏最大功率点跟踪系统DC/DC变换器的设计1选题的背景、意义据预测,2050年世界人口将增至89亿,届时的能源需求将是目前的3倍,而可再生能源要占50%,而绝对地说,2050年可再生能源供应量将是现在全球能耗的2倍。
中国能源界的权威人士预测,到2050年,中国能源消费中煤只能提供总能耗电的30~50%,其余50~70%将靠石油、天然气、水电、核电、生物质能和其它可再生能源[1]。
由于中国自己的油气资源、核电和水力资源都十分有限,直接地大量燃烧生物质能也将会被逐渐淘汰。
国际上普遍认为,在长期的能源战略中,太阳能光伏发电在太阳能热发电、风力发电、海洋发电、生物质能发电等许多可再生能源中具有更重要的地位。
而太阳能发电最为突出,这是因为光伏发电有无可比拟的优点:充分的清洁性、绝对的安全性、确实的长寿命和免维护性、初步的实用性、资源的充足性及潜在的经济性等[2]。
1998年在维也纳召开的“第二届全球光伏大会”,世界著名太阳能专家施密特教授作为大会主席,面对2000多名与会代表,也指出太阳能将在21世纪中取代原子作为世界性能源,唯一的问题是在2030年实现,还是在2050年实现。
而日本的“新阳光计划”,欧盟“可再生能源白皮书”都把光伏作为首先发展项目[3]。
所以不论从经济、社会的可持续发展和保护人类生存的地球生态环境的高度来审视,还是解决21世纪众多人口能源问题,在有限资源和环保要求的双重之月下发展经济已成全球的热点问题,发展太阳能光伏发电有着巨大的现实意义。
所以利用光伏最大功率跟踪显得尤为重要[4]。
2相关研究的最新成果及动态随着能源日益紧张,效率成为DC/DC变换器的最为重要的指标之一。
如何提高变换器的转换效率,前人做了大量的研究,各种新的拓扑结构。
软开关技术以及同步整流技术被不断的提出,而其中LLC谐振变换器以及两级结构DC/DC变换器,以其高效率以及宽电压输入能力,备受青睐,成为了研究的热点。
同步整流型DC/DC转换器电路的开题报告一、选题背景及意义随着现代化制造业的发展,DC/DC转换器在各种电子系统中得到广泛应用,如电源、通讯、计算机、医疗、工业控制和军事等领域。
相比于传统的AC/DC变换器,DC/DC变换器具有体积小、成本低、效率高和可靠性好等优点。
其中,同步整流型DC/DC转换器因为其输出端效率高、体积小、输出电压稳定性好等优点,成为目前应用最广泛的一种转换器。
然而,在实际应用中,同步整流型DC/DC转换器还存在着一些问题,如开关管的开关损失、反射峰电压等,这些都会降低整个电路的效率和稳定性。
因此,对于同步整流型DC/DC转换器的研究和优化,具有十分重要的意义。
二、论文研究内容本文以同步整流型DC/DC转换器为研究对象,主要涉及以下几个方面的内容:1. DC/DC转换器的基本原理和分类;2. 同步整流型DC/DC转换器的工作原理和特点;3. 同步整流型DC/DC转换器的电路分析;4. 同步整流型DC/DC转换器的效率分析和优化控制;5. 同步整流型DC/DC转换器的仿真及实验。
三、论文研究方法1. 理论分析:对同步整流型DC/DC转换器的工作原理和特点进行深入研究,并结合继电器型开关管、MOSFET开关管、IGBT开关管等不同开关管的特点,探究不同开关管在同步整流型DC/DC转换器中的应用。
2. 电路分析:借助PSIM电路仿真软件对同步整流型DC/DC转换器的电路进行分析和优化,并在此基础上进行实验验证。
3. 效率分析和优化控制:通过对同步整流型DC/DC转换器的效率进行分析和模拟仿真,并基于PID控制算法对同步整流型DC/DC转换器的效率进行优化控制。
4. 仿真及实验:对同步整流型DC/DC转换器进行PSIM仿真模拟,并借助实验平台对同步整流型DC/DC转换器进行实验验证,通过比较仿真结果和实验结果,验证理论分析、电路优化控制的正确性和可行性。
四、论文预期成果1. 掌握DC/DC转换器的基本原理和分类;2. 熟练掌握同步整流型DC/DC转换器的工作原理和特点;3. 对同步整流型DC/DC转换器的电路进行分析和优化;4. 基于PID控制算法对同步整流型DC/DC转换器的效率进行优化控制;5. 通过PSIM仿真模拟和实验验证,对同步整流型DC/DC转换器的效率进行分析和优化。
移相全桥数字开关电源的研制的开题报告1. 引言移相全桥数字开关电源是一种高效率、高性能的电源,适用于各类电子设备。
本文旨在探索移相全桥数字开关电源的设计与研制。
2. 研究目的本文旨在研制一种高效率、高精度、高可靠性的移相全桥数字开关电源,具有以下特点:(1)采用数字化控制和移相技术,提高电源效率并减小体积和重量;(2)能够满足各种负载要求,并具有过载保护、短路保护和过温保护等功能;(3)具有高精度输出和快速响应能力,可适用于各种高性能电子设备。
3. 研究内容(1)电源拓扑结构设计:本文将采用移相全桥拓扑结构,通过数字化控制实现半整流、全整流、降压和升压等功能;(2)控制电路设计:采用插补器、ADC、基频振荡器等控制电路,实现高精度输出和快速响应;(3)保护电路设计:包括过载保护、短路保护和过温保护等功能;(4)PCB设计和制作;(5)实验与测试:进行电路测试和性能评估,调整电路参数,优化电源性能;(6)文献综述和结果分析:综述国内外相关研究成果,分析实验结果,总结电源设计及研制经验。
4. 研究意义本研究将有助于开发高性价比、高性能、高可靠性的数字化移相全桥电源,提高电池利用效率,降低电能损耗,减小电源体积和重量,同时能够应对各种负载要求并具备多重保护措施,具有广泛的应用前景。
5. 难点与挑战本研究的难点主要在于电源设计的高精度、高效率和高可靠性实现,包括拓扑结构的选取和控制电路的设计,同时需要克服电路干扰和热效应等问题。
6. 研究进展本研究目前已完成对移相全桥数字开关电源的文献综述和现有成果调查,初步确定电源拓扑结构和控制电路设计。
下一步将进行电源参数模拟和PCB制作,并开展实验测试。
7. 创新点(1)采用数字化控制和移相技术,提高电源效率,并能够适应各种负载要求;(2)具有过载保护、短路保护和过温保护等多重保护措施;(3)设计出高精度输出和快速响应能力的电源;(4)采用成熟的PCB设计和制作技术,提高电源可靠性和稳定性。
毕业设计开题报告电气工程及其自动化光伏最大功率点跟踪系统DC/DC变换器的设计1选题的背景、意义据预测,2050年世界人口将增至89亿,届时的能源需求将是目前的3倍,而可再生能源要占50%,而绝对地说,2050年可再生能源供应量将是现在全球能耗的2倍。
中国能源界的权威人士预测,到2050年,中国能源消费中煤只能提供总能耗电的30~50%,其余50~70%将靠石油、天然气、水电、核电、生物质能和其它可再生能源[1]。
由于中国自己的油气资源、核电和水力资源都十分有限,直接地大量燃烧生物质能也将会被逐渐淘汰。
国际上普遍认为,在长期的能源战略中,太阳能光伏发电在太阳能热发电、风力发电、海洋发电、生物质能发电等许多可再生能源中具有更重要的地位。
而太阳能发电最为突出,这是因为光伏发电有无可比拟的优点:充分的清洁性、绝对的安全性、确实的长寿命和免维护性、初步的实用性、资源的充足性及潜在的经济性等[2]。
1998年在维也纳召开的“第二届全球光伏大会”,世界著名太阳能专家施密特教授作为大会主席,面对2000多名与会代表,也指出太阳能将在21世纪中取代原子作为世界性能源,唯一的问题是在2030年实现,还是在2050年实现。
而日本的“新阳光计划”,欧盟“可再生能源白皮书”都把光伏作为首先发展项目[3]。
所以不论从经济、社会的可持续发展和保护人类生存的地球生态环境的高度来审视,还是解决21世纪众多人口能源问题,在有限资源和环保要求的双重之月下发展经济已成全球的热点问题,发展太阳能光伏发电有着巨大的现实意义。
所以利用光伏最大功率跟踪显得尤为重要[4]。
2相关研究的最新成果及动态随着能源日益紧张,效率成为DC/DC变换器的最为重要的指标之一。
如何提高变换器的转换效率,前人做了大量的研究,各种新的拓扑结构。
软开关技术以及同步整流技术被不断的提出,而其中LLC谐振变换器以及两级结构DC/DC变换器,以其高效率以及宽电压输入能力,备受青睐,成为了研究的热点。
移相全桥软开关升压变换器的研究的开题报告一、项目背景及意义随着现代电子技术的不断发展,低电压直流电源已经逐渐成为重要的电力供应方式。
而升压变换技术是其中关键技术之一,可以把低电压转变为高电压。
在升压变换技术中,移相全桥软开关升压变换器是一种重要的变换器类型。
它有着大功率、高效率、良好的性能和可靠性等优点,适用于多种领域,如电力电子、航空航天、通信、工业控制等。
因此,研究移相全桥软开关升压变换器的工作原理、控制策略、电路设计以及应用等具有重要意义。
二、研究现状分析目前,对于移相全桥软开关升压变换器的研究主要集中在以下方面:(1)工作原理和电路拓扑结构的研究。
(2)控制策略和控制方法的研究。
(3)效率、可靠性和功率特性的优化研究。
(4)应用研究,如在电力电子、航空航天、通信、工业控制等领域的应用研究。
然而,目前对于移相全桥软开关升压变换器的研究还存在以下问题:(1)功率密度低:随着电源功率的不断提高,其体积和重量也会增加。
因此,如何提高功率密度成为了一个重点问题。
(2)控制策略复杂:移相全桥软开关升压变换器控制策略复杂,需要设计出一种高效简单的控制方法。
(3)电磁干扰问题:在应用中,移相全桥软开关升压变换器会产生较大的电磁干扰,如何减小电磁干扰是一个重要问题。
三、研究内容和方法本项目旨在研究移相全桥软开关升压变换器的工作原理、控制策略、电路设计以及应用。
具体研究内容包括:(1)移相全桥软开关升压变换器的工作原理及电路拓扑结构。
(2)控制策略的研究及控制方法的设计。
(3)电路设计,包括元器件选型、参数计算等。
(4)效率、可靠性和功率特性的优化研究,如功率密度的提高和电磁干扰的减小等。
(5)应用研究,包括在电力电子、航空航天、通信、工业控制等领域的应用研究。
研究方法包括:(1)文献调研,全面了解移相全桥软开关升压变换器的研究现状。
(2)数学建模,利用数学方法建立移相全桥软开关升压变换器的数学模型,分析其工作原理及控制策略。
毕业设计开题报告测控技术与仪器一种移相全桥软开关DC-DC开关电源设计1选题的背景、意义近年来,电力电子技术发展迅速,直流开关电源广泛应用于计算机、航空航天等领域。
过去,笨重型、低效电源装置已被小型、高效电源所取代,但是要实现电源装置的高性能、高效率、高可靠性并减小体积和重量,就必须实现开关电源的高频化。
开关电源的高频化不仅减小了功率变换器的体积,增大了变换器的功率密度和性能价格比,而且极大地提高了瞬时响应速度,抑制了电源所产生的音频噪声,从而已成为新的发展趋势。
然而功率变换器开关频率的进一步提高(传统PWM变换器中开关器件工作在硬开关状态),受以下因素的限制:(1)开通和关断损耗大;(2)感性关断问题;(3)容性开通问题;(4)二极管反向恢复问题;(5)剧烈的di/dt和du/dt冲击及其产生的电磁干扰(EMI)。
而软开关技术是使功率变换器得以高频化的重要技术之一,它应用谐振的原理,使开关器件中的电流(或电压)按正弦或准正弦规律变化。
当电流自然过零时,使器件关断(或电压为零时,使器件开通)从而减少开关损耗。
它不仅可以解决硬开关变换器中的硬开关损耗问题、容性开通问题、感性关断问题及二极管反向恢复问题,而且还能解决由硬开关引起的EMI等问题。
[1]软开关电源是相对于硬开关电源而言的。
人们通常所说的开关电源,指的是硬开关电源,它是在承受电压或电流的情况下接通或断开电路的,因此在接通和关断的过程中会产生较大的损耗,并且开关频率越高,产生的损耗也越大。
而软开关电源的开关器件在开通或关断的过程中,或者加于其上的电压为零,或者加于其上的电压为零,或者电压电流都为零。
这种开关方式显著地减小了开关损耗在开关过程中激起的震荡,可以大幅度地提高开关频率,为开关电源小型化、高效率创造了条件。
将一个恒定的直流电压通过电力电子器件的开关作用变换成直流电压的过程,称为直流-直流变换(DC-DC变换)DC-DC变换具有体积小、效率高、重量轻、成本低等优点,主要应用于开关电源,如通信电源、笔记本电脑、移动电话、远程控制器电源等,具有极其重要的意义。
一种降压型DC/DC转换器的研究与设计的开题报告开题报告一种降压型DC/DC转换器的研究与设计1. 研究背景和意义近年来,随着微电子技术和自动化技术的不断发展,电子产品越来越小型化和微型化,以至于很多电子产品必须采用电池供电。
但是,电池的电压和容量有限,因此需要一种能够将电池输出电压稳定在某个可接受的范围内的电路。
DC/DC转换器正是这样一种电路,它能够将一个电源的电压稳定地降低到另一个电源需要的电压,从而实现对电源的有效利用。
在工业控制系统、计算机系统等各种电子设备中,DC/DC转换器广泛应用。
一般来说,DC/DC转换器在应用中要求输出稳定可靠,电路占用空间小、成本低,因此对于DC/DC转换器的设计和研究具有非常重要的意义。
2. 研究目的和内容本研究的主要目的是设计一种降压型DC/DC转换器,实现输入电压与输出电压之间的稳定转换。
具体研究内容包括:(1) 分析DC/DC转换器的结构和工作原理,综合比较几种常见的降压型DC/DC 转换器的特点和优缺点,确定本研究所采用的转换器类型。
(2) 针对选定的降压型DC/DC转换器,通过理论分析和仿真试验,合理选取合适的元器件参数,建立转换器的数学模型和控制模型。
(3) 在理论分析和仿真试验的基础上,设计和制作一台实验样机,对样机进行实验测试和参数调优,对其输出性能、效率和稳定性进行分析和评价。
3. 研究方法和技术路线(1) 文献调研法:通过查阅专业文献和互联网相关资料,了解当前DC/DC转换器研究的国内外现状、发展趋势和技术水平。
(2) 理论分析法:以选定的降压型DC/DC转换器为研究对象,结合其工作原理和数学模型,深入分析其性能和参数变化规律,为后续的仿真试验和实验测试提供理论基础。
(3) 仿真试验法:采用模拟仿真软件对设计的转换器进行仿真试验和参数调优,提高设计效率和减少实验成本。
(4) 实验测试法:设计和制作一台实验样机,对其输出性能、效率和稳定性进行实验测试和分析,评价转换器的实际应用价值和优缺点。
燕山大学里仁学院毕业设计(论文)开题报告课题名称:移相全桥DC-DC变换器设计学院(系):年级专业:学生姓名:指导教师:完成日期:一、说明选题的依据和意义通信网络技术的快速发展和通信业务的全面展开,各种数据业务、多媒体业务应用日益普及,产品的集成度将会越来越高。
在通信网络的建设和升级过程中,各种室内外设备及各种不同的应用场景,如城市中心区域、各大高校宿舍、铁路沿线,尤其是在偏远地区这种情况下,设备对其运行环境也提出了更加严格的要求,对电源质量的要求也更加苛刻。
直流远供电源系统是通信领域中的重要设备,广泛应用于远程及数据通讯、计算机、军事、航天等领域,涉及到国民经济的各行各业。
DC-DC变换器在通信设备用直流远供电源系统当中发挥着重要的作用。
目前基站存在大量的低效率电源,在网电源即便是比较新的,普遍效率一般也低于90%,在低负载输出时效率则更低。
在网运行超过一定年限又不具备模块休眠功能的老旧电源,其真正的效率只有80%左右。
有些基站建设在城乡或山区,电网环境恶劣,轻则造成系统失效,重则造成系统崩溃、设备损坏。
无论是失效还是崩溃都直接影响了通信信号的稳定和服务质量。
因此,基站供电效率和可靠性问题,成为目前运营商亟待解决的问题。
直流远供电源的优势在于:远程供电方案适于为通信网络中各种低功耗设备、室外型设备和特殊应用场景的设备提供电力,如网络末梢位置分散的小型通信设备等。
远供电源在通讯设备中的应用,不仅能够进一步保障通信设备得正常运行,而且还能更好地解决各种不同的特殊应用场景的供电问题(如小型的UPS供电,电池寿命很难得到保证,并且损坏率较高,蓄电池被盗以及当地接电不便或供电不稳定等),优化电源设备,提高运行效率,降低建设与维护成本,保障各类通信设备安全、可靠、稳定、经济、绿色的电源供应。
二、本课题国内外研究动态综述在目前现有的DC-DC变换技术当中,可供选择的电路拓扑结构形式有很多种,如:Buck、Boost、Buck-Boost、Fly-back、Forward和Full-Bridge、Half-Bridge等电路。
毕业设计(论文)开题报告(课题目的意义;主要设计(研究)内容;设计(研究)方案;预期成果;进度安排及主要参考文献等)一、 课题的意义、目的:随着电力电子技术的飞速发展和各行各业对电气设备控制性能的要求的提高,逆变技术在许多领域应用越来越广泛,在逆变器未出现以前,DC/AC 变换是通过直流电动机-交流发电机实现的,称为旋转变流器。
随着电力电子技术的高速发展,大功率开关器件和集成控制电路的研发成功,利用半导体技术就可以完成DC/AC 变换,这种变换装置称为静止变流器。
采用逆变技术是为了获得不同的稳定或变化形式的电能。
例如,由蓄电池中的直流电源获得多路稳定的直流电;获得可变频率的交流电源;实现电能量回收;使电源设备小型化、高效节能、获得更好的稳定性和调节性能。
二、主要设计内容在研究过程中,将涉及电力电子、控制等领域,根据需要,要强化相应的技术基础知识,了解DC-AC 变换的原理及应用。
查找资料关于DC-AC 变换器的工作原理及框架。
设计一个DC-AC 变换器,以脉宽调制芯片TL494和驱动芯片IR2110为核心,提高DC-AC 的转换效率,并使其具有过流保护功能。
三、设计(研究)方案DC-AC 变换器由D 类放大器,滤波电路、过流保护电路及变压器组成。
其中D 类放大电路由功率转换输出电路、脉宽调制器、自举推动电路、低通滤波器组成。
D 类放大电路由TL494和IR2110为两个主芯片。
具体电路框图如图1所示。
D 类放大器滤波整流放大变压器电源取样负载比较器电源供应参考信号过流保护电路图1 电路框图(1)D 类功率放大器:是用音频信号的幅度去线性调制高频脉冲的宽度,功率输出管工作在高频开关状态,通过LC 低通滤波器后输出音频信号。
D 类功率放大器,在外部输入正弦信号控制下,TL494组成的脉宽调制器产生PWM信号,经过IR2110组成的自举推动电路后,控制V-MOS管组成的半桥电路实现功率放大。
(2)滤波器:在驱动电路后连接一个低通滤波器,使其滤波掉不需要的频率波形,滤波掉10K频率以上的信号。
全桥dcdc变换电路实验报告【全桥dcdc变换电路实验报告】一、引言在现代无线通信、电动汽车和可再生能源等领域中,电力电子技术发挥着至关重要的作用。
全桥dcdc变换电路作为一种常用的电力电子变换器,具有高效率、高精度和可调性强等优点,广泛应用于直流电压转换、功率变换等场合。
本文通过实验,探索了全桥dcdc变换电路的工作原理、性能特点及参数设计等内容,旨在深入理解该电路的应用及优化。
二、实验设备与实验步骤1. 实验设备本实验中所用的设备主要有直流电源、全桥dcdc变换电路和示波器。
其中,直流电源用于提供直流电压源,全桥dcdc变换电路用于电压的转换,示波器用于观测电路的波形及参数。
2. 实验步骤(1)将直流电源连接到全桥dcdc变换电路的输入端,确保连接正确。
(2)将示波器的探头分别连接到全桥dcdc变换电路的输入端和输出端。
(3)打开直流电源,设定所需要的输入电压,记录下来。
(4)通过示波器观测输入端和输出端的电压波形,记录下来。
(5)改变输入电压,重新观测电压波形,并记录下参数。
三、实验结果及分析1. 实验结果根据实验步骤所记录的数据,我们可以得到输入端和输出端的电压波形。
通过示波器的观测,我们可以发现全桥dcdc变换电路能够实现输入电压到输出电压的转换,通过控制开关管的开关方式,变换电路可以实现降压、升压或反向输出等功能。
2. 分析全桥dcdc变换电路实现了输入电压到输出电压的转换,其基本原理是通过控制开关管的导通与截止,实现对电流和电压的控制。
在全桥dcdc变换电路中,由于开关管的导通与截止会形成脉冲电流和电压,所以在电流和电压的转换过程中,会出现一些谐波干扰。
这些谐波干扰会对电路的正常工作产生一定的影响,所以在设计全桥dcdc变换电路时,我们需要考虑减小谐波干扰,提高电路的稳定性和可靠性。
四、结论通过本次实验,我们对全桥dcdc变换电路的工作原理、性能特点及参数设计有了较为全面的了解。
全桥dcdc变换电路能够实现输入电压到输出电压的转换,并且通过控制开关管的导通与截止,可以实现电压和电流的调整。
燕山大学里仁学院毕业设计(论文)开题报告课题名称:移相全桥DC-DC变换器设计学院(系):年级专业:学生姓名:指导教师:完成日期:一、说明选题的依据和意义通信网络技术的快速发展和通信业务的全面展开,各种数据业务、多媒体业务应用日益普及,产品的集成度将会越来越高。
在通信网络的建设和升级过程中,各种室内外设备及各种不同的应用场景,如城市中心区域、各大高校宿舍、铁路沿线,尤其是在偏远地区这种情况下,设备对其运行环境也提出了更加严格的要求,对电源质量的要求也更加苛刻。
直流远供电源系统是通信领域中的重要设备,广泛应用于远程及数据通讯、计算机、军事、航天等领域,涉及到国民经济的各行各业。
DC-DC变换器在通信设备用直流远供电源系统当中发挥着重要的作用。
目前基站存在大量的低效率电源,在网电源即便是比较新的,普遍效率一般也低于90%,在低负载输出时效率则更低。
在网运行超过一定年限又不具备模块休眠功能的老旧电源,其真正的效率只有80%左右。
有些基站建设在城乡或山区,电网环境恶劣,轻则造成系统失效,重则造成系统崩溃、设备损坏。
无论是失效还是崩溃都直接影响了通信信号的稳定和服务质量。
因此,基站供电效率和可靠性问题,成为目前运营商亟待解决的问题。
直流远供电源的优势在于:远程供电方案适于为通信网络中各种低功耗设备、室外型设备和特殊应用场景的设备提供电力,如网络末梢位置分散的小型通信设备等。
远供电源在通讯设备中的应用,不仅能够进一步保障通信设备得正常运行,而且还能更好地解决各种不同的特殊应用场景的供电问题(如小型的UPS供电,电池寿命很难得到保证,并且损坏率较高,蓄电池被盗以及当地接电不便或供电不稳定等),优化电源设备,提高运行效率,降低建设与维护成本,保障各类通信设备安全、可靠、稳定、经济、绿色的电源供应。
二、本课题国内外研究动态综述在目前现有的DC-DC变换技术当中,可供选择的电路拓扑结构形式有很多种,如:Buck、Boost、Buck-Boost、Fly-back、Forward和Full-Bridge、Half-Bridge等电路。
Buck、Boost等非桥式电路一般应用在小功率场合;正激变换器和反激变换器的变压器单向励磁,利用率低,适合中、小功率电源,像小功率电子设备、计算机设备等。
半桥电路适用于各种工业电源,计算机电源等。
在中、大功率场合一般采用全桥变换器,这是因为全桥DC-DC变换器不仅保持了半桥DC-DC变换器中开关管截止时期间承受电压低的特点,又具有Push-Pull电路具有的输出电压高、输出功率大的优点,变换器功率开关管的电压和电流定额相同的情况下,DC-DC变换器的输出功率通常与所用开关管数量成正比,其输出功率要大于其它电路拓扑结构的输出功率,而且还能够通过变压器实现隔离以及相同或不同的多路电压输出,因此全桥DC-DC变换器更适合高压输入和中大功率的场合,在基站的直流远程供电方案当中也是首选的电路拓扑结构。
电子产业的迅速发展极大地推动了开关电源的发展,高频化、小型化、轻量化的开关电源及其技术已成为现代电子设备供电系统的主流。
我国自80年代初开始对高频化的高压大功率开关电源技术进行研究,分别列入了“七五”、“八五”、“九五”国家重点攻关项目。
为了缩小DC/DC 变换器的体积,提高功率密度,改善动态响应,进一步降低损耗,高频化是DC/DC变换器技术发展的必然趋势。
但高频化又会产生新的问题。
例如,在全桥变换器电路当中,功率开关管在电压不为零时导通或电流不为零时关断,处于硬开关状态,随着开关频率的提高,开关管的开通和关断的损耗会成正比上升,使电路的效率大大降低,变换器处理功率的能力大幅下降开关损耗及无源元件的损耗增大,另一方面,电路存在感性关断和容性开通问题,会对外产生严重的电磁干扰即高频EMI问题等。
为了克服DC/DC变换器在硬开关状态工作下的缺陷,随着科技的进步,软开关技术相继被提出。
软开关技术是20世纪80年代初由美国弗吉尼亚电力电子中心李泽元教授首先提出并应用于DC-DC变换器中的。
由于它具有减少开关损耗、降低电磁干扰等优点,使其发展迅速,被广泛地引入各类电力电子变换器中,并逐渐推向应用。
从20世纪80年代以来,国内外电力电子界和电源界不断研究开发高频软开关技术,近些年得到了巨大的发展。
目前在控制方式的选择上应用比较多的是移相控制,该控制方式通过电路自身寄生参数实现软开关过程,开关频率恒定,结构简单,对输出电压可以进行快速调节,以及有较大的输出电压范围等。
基于以上优点,移相控制方式是80年代以来在全桥变换电路中广泛应用的一种软开关控制方式。
硬开关过程是电力电子开关器件在大电压或大电流条件下通过门极的控制实现开通或关断,从而完成能量的变换;而软开关过程是应用谐振原理,通过电感L和电容C的谐振来对开关的开关轨迹进行修整,使开关器件中的电流(或其两端的电压)按正弦或准正弦规律变化,当电压下降到零时,使器件导通,或者当电流过零时,使器件关断。
软开关技术又分为零电压开关ZVS(Zero Voltage Switching)和零电流开关ZCS(Zero Current Switching)。
开关器件在零电压或零电流条件下完成导通与关断的过程,会使器件的开关损耗在理论上降为零。
软开关技术的应用提高了电力电子变换器效率和可靠性,并有效的减小电能变换装置体积、重量和引起的电磁污染和噪声以及开关损耗。
实际上,在80年代初,我国科学家研究员方资端在美国完成一项逆变器研究课题时已经实现了3kW,150kHz,移相全桥DC/AC变换器模块。
对于移相全桥DC-DC变换器有两种软开关方式,即ZVS方式和ZVZCS方式。
ZVS方式主要是通过自身电路电感和电容之间的谐振使两个桥臂的开关管在开通时处于两端零电压的状态,这就消除了开关管的开通损耗,但是它的缺点也是比较明显的,像占空比丢失及轻载时滞后桥臂很难实现ZVS。
ZVZCS软开关方式指的是超前桥臂实现ZVS,滞后桥臂实现ZCS。
与ZVS 方式相比,它几乎没有占空比丢失情况,但是需要加入复杂的辅助电路。
进入20世纪90年代,各种软开关技术,如ZVS/ZCS—PWM、ZVT/ZCT—PWM、移相全桥ZVS—PWM、有源箝位ZVS—PWM等的开发和应用都有较大的发展。
移相全桥ZVS-DCDC变换器和全桥移相ZVSZCS-DCDC变换器是目前内外电源界研究的热门课题,并已得到了广泛的应用。
常规的移相全桥软开关变换器,功率开关器件电压、电流额定值小,功率变压器利用率高等,但是它们却也存在着各种各样的缺点。
比如有的难以适用于大功率场合,有的要求很小的漏感,有的电路较为复杂且成本很高。
1994年2月,IEEE电力电子学会组织“功率变换技术2000年展望专题研讨会”,就DC-DC及AC-DC功率变换器的发展趋势与需求进行探讨,指出高功率密度DC-DCZVS开关变换器与器件性能、无源元件、封装技术等有很大关系。
与1994年对比,2000年,在保证可靠性增加一倍的基础上,这种变换器功率密度提高一倍,成本降低一半。
2008年以来,控制技术和器件技术的进步使得更合理的拓扑得以应用,以整流器效率高于96%为显著标志的第四代电源产品开始商用。
主流厂商现都可以生产高效率开关电源产品,部分行业领先的厂家已经推出了峰值效率高于96%的整流模块。
2017年以前世界上大型2G设备将退网,4G时代已经到来,新一代高性能的基站也提出了更高的供电要求:单板及系统的功耗更低、单板上元件密度更大、系统中电路板密度更大;无线设备单位载频功耗的耗电量上也有比较明显的下降,体积小、重量轻、壁挂式安装需要高防护等级及散热效果;在通讯设备上,由于现时所需的容量增加、4G发展、宽频应用等,造成所需的电源功率大大增加,其它问题也相应提出,必须在整体设计上考虑EMI、防干扰、浪涌、瞬态保护、散热设计等重要因素。
三、研究的基本内容,拟解决的主要问题本毕业论文从全桥DC-DC变换器的基本理论入手,设计适用于大功率场合的移相全桥软开关变换器。
需要研究的内容以及解决的问题主要有以下几点:1、掌握传统移相全桥DC-DC变换器的工作原理;通过仿真分析其开关瞬态通断过程中的工作过程,以及从轻载到满载变化时,软开关的实现情况。
2、分析实现软开关的关键因素与解决办法;对比全桥DC-DC变换器的ZVS和ZVZCS两种软开关技术,分析实现软开关的关键因素,寻找抽走将要开通的开关管的结电容上的电荷或者给同一桥臂关断的开关管的结电容充电以及在续流期间将原边电流复位至零的办法。
3、设计一台1kW的通信远供电源,包括主电路、控制电路、驱动电路设计;输出容量达到如下指标要求:(1)直流输入300V,直流输出48V;(2)输出直流电流20.83A;(3)输出电压稳定精度 1%;(4)输出纹波电压和尖峰电压VPP小于200mV;(5)具备短路保护、过压保护和瞬态过流保护功能;四、研究步骤、方法及措施1.查阅相关文献资料,掌握移相全桥DC-DC变换器的原理,了解其最新的发展现状。
2.查阅相关书籍,掌握UC3875的特性及其使用方法。
3.设计全桥变换器的主电路结构,超前桥臂实现ZVS,滞后桥臂实现ZCS。
4.设计驱动和控制电路,选择适当的调节器结构和参数,优化变换器的输出性能。
5.利用PSPICE进行仿真,分析仿真结果,给出结论。
五、研究工作进度安排第1-2周查阅并消化理解远供电源DC-DC变换器,掌握移相全桥变换器的基本工作原理和设计方案的选择。
ZVS移相全桥变换器利用高频变压器的漏感或者串联电感与功率管的寄生电容或者附加并联的电容发生谐振的原理来实现超前臂和滞后臂的零电压开关。
通过阅读相关文献,发现移相ZVS DC-DC全桥变换器存在以下缺陷:(1)变压器存在循环电流,降低了变换器的效率;(2)变压器的副边在电流换向时存在整流管同时导通的情况,造成占空比丢失最大占空比利用不充分;(3)副边的整流管的电压应力较高,吸收电路的损耗较大且有较大的开关噪音;(4)轻载时滞后臂ZVS实现困难。
针对全桥ZVS软开关方案的问题,决定采用ZVZCS方案,即超前桥臂实现零电压开关(ZVS),滞后桥臂实现零电流开关(ZCS)。
第3周了解实现全桥软开关的关键因素与解决办法实现ZVZCS的条件:1、抽走将要开通的开关管的结电容(或附加电容)上的电荷;2、给同一桥臂关断的开关管的结电容充电;3、抽走变压器原边绕组寄生电容上的电荷;4、在续流期间将原边电流复位至零。
第4周开题报告答辩。
第5-7周设计、计算电路有关参数。
第8-10周利用PSPICE仿真软件进行电路的额定工作点开环仿真。
第11-15周分析仿真结果。
给出全部工程图纸和元器件表撰写论文。
第16-17周绘画A0大图、准备答辩。