现代电源论文
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稳压电源的研究方案毕业设计论文摘要:稳压电源是一种能够为电子设备提供稳定直流电压的电源装置。
本论文针对稳压电源的设计及优化问题进行研究,探讨不同的稳压电源拓扑结构、控制策略和性能评估方法,并通过实验验证其稳定性和效果。
通过对比分析,旨在寻找一种最优的稳压电源设计及控制方案。
第一章引言稳压电源是现代电子设备中必不可少的一部分,其稳定性对设备正常运行和保护器件起着至关重要的作用。
然而,由于电网的电压波动和负载的变化,稳压电源的设计和控制面临着一系列的挑战。
为了满足不同领域的需求,如通信、工业、医疗等,研究和设计一种高效、可靠的稳压电源是非常重要的。
第二章稳压电源的基本概念与拓扑结构本章将介绍稳压电源的基本概念和设计要求,并详细介绍常见的稳压电源拓扑结构,包括线性稳压器、开关稳压器和混合稳压器。
此外,还会对这些稳压电源拓扑结构的优缺点进行评估和比较。
第三章稳压电源的控制策略本章将重点讨论稳压电源的控制策略。
包括传统的PID控制器、模糊控制和神经网络控制等方法。
此外,还会讨论适用于不同情况下的最优控制策略,并通过仿真实验进行评估。
最后,会对比分析各控制策略的优缺点。
第四章稳压电源的性能评估方法本章将介绍稳压电源性能评估的常用方法,包括稳定性分析、输出纹波和效率评估等。
通过对不同稳压电源拓扑结构和控制策略进行性能评估,可以找到最优的稳压电源设计方案。
第五章实验设计及结果分析本章将介绍实验的设计及结果分析。
通过在实际的稳压电源上进行不同控制策略的实验,评估各种方案的性能和稳定性。
通过对比分析实验结果,验证理论与实践的一致性,并提出可能的优化方案和改进策略。
第六章结论与展望本章将对本文的研究工作进行总结,并提出未来的研究展望。
本论文通过研究稳压电源的拓扑结构、控制策略和性能评估方法,致力于寻找一种最优的稳压电源设计方案。
未来的研究可以进一步优化现有的方案,并探索新的稳压电源技术。
开关电源的设计毕业论文开关电源是一种高效率、小体积、轻质化的电源,随着现代电子设备的发展,应用越来越广泛。
开关电源的设计是电子工程专业毕业设计中的一个热门方向,本文将介绍开关电源的基本工作原理及设计方法,并以一个实际开关电源的设计为例,进行详细说明。
一、开关电源的基本工作原理开关电源的基本工作原理是将交流电源转换为直流电源,其核心部分是开关管。
开关管工作时,会在电路中产生一个高频矩形波形。
再经过滤波电路、输出稳压电路等处理后,最终输出所需要的稳定直流电源。
在开关电源中,开关管的切换是关键,它的导通和截止决定程序的整个运行。
开关管的导通与截止又是由控制器控制的,所以控制器设计是非常重要的。
二、开关电源的设计方法1.功率计算开关电源的功率计算是设计的第一步。
功率 = 电流×电压,在设计前应要明确设备所需的电流和电压值并通过功率计算公式计算得出所需的功率。
2.电路设计电路设计是开关电源设计中较为复杂的一步。
主要包括直流输入电路、开关管、反馈电路、滤波电容、输出稳压电路等部分。
这些部分需要合理的组合和设计,并应通过电路仿真进行验证。
3.控制器设计在控制器设计中,主要有PWM控制器和开环控制器。
PWM控制器通常采用电流反馈控制方式,能够减少在输出处的纹波电压,提高稳定性。
开环控制器的设计要更为复杂,但是更容易实现。
4.保护电路设计保护电路是开关电源中非常重要的一部分,保护电路通常包括电流限制保护、过压保护、过载保护,以及温度保护等。
这些保护电路能够提高开关电源的使用寿命,避免因电路故障引起的安全事故。
三、开关电源设计实例以12V60W的开关电源设计为实例。
1.功率计算P = U × I = 12V × 5A = 60W。
2.电路设计直流输入电路:直流输入电路主要包括整流桥、电容滤波器和保险丝等。
整流桥需要选择合适的电流、电压值,电容滤波器应该选择合适的容量,保险丝则是起到安全保障作用。
1.开关电源研究的背景及意义现实生活中常用的电源,可以分为发出电能的电源和变换电能的电源两大类。
我们把输人和输出都是电能的电源称之为变换电能的电源。
开关电源就是属于变换电能的电源,此种电源就是电路中的电力电子器件工作在开关状态的电源。
开关电源的前身是线性稳压电源。
在我们生活中,大多数电子装置、电气控制设备的工作电源是直流电源。
在开关电源出现之前,这些装置的工作电源都采用线性稳压电源。
在20世纪50年代,美国宇航局以小型化、重量轻为目标,为搭载火箭而开发了开关电源。
在半个多世纪的电力电子技术发展历程中,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相控稳压电源,并广泛应用于电子整机设备中。
在现代社会,电子信息设备与人们的生活、工作的关系越来越密切,而所有的电子设备都离不开电源。
高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。
电源技术的精髓是电能变换,即利用电能变换技术,将市电或电池等一次电源变换成适用于各种用电对象的二次电源。
开关电源技术属于电力电子技术,它运用功率变换器进行电能变换。
经过变换的电能,可以满足各种用电需求。
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。
2.国内外研究现状及发展趋势开关电源真正的发展是从70年代开始的,在此期间系统的电力电子理论的确立。
电力电子理论为开关电源的发展提供了一个良好而必需的基础。
但在产品应用的初期,存在开关频率低(20kHz以下)、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。
因此开关电源主要的发展方向,是针对上述缺点不断加以改善。
大功率场效应管(MOSFET)及绝缘栅晶体管(IGBT)等器材的出现为高频和大功率变换器提供了极有利的条件。
新的器件和新的拓扑理论的出现使得开关电源技术日趋可靠、成熟、经济、适用。
开关电源目前的发展,主要朝着更高的功能密度和变换效率及更好的动态特性;更好的环保性能;智能化与高可靠性;更广泛的应用等方向发展。
摘要开关电源因其具有稳压输入范围宽、效率高、功耗低、体积小、重量轻等显著特点而得到了越来越广泛的应用,从家用电器设备到通信设施、数据处理设备、交通设施、仪器仪表以及工业设备等都有较多应用,尤其是作为便携式产品的电池提供高性能电源输出,比其他结构具有不可超越的优势.开关电源的稳定性直接影响着电子产品的工作性能,误差放大器是直流开关电源系统中电压控制环路的核心部分,其性能优劣直接影响着整个直流开关电源系统的稳定性,因而对高性能误差放大器的分析是本论文的主要研究目标。
本文误差放大器的分析基于Buck型DC-DC转换器,从系统稳定性、负载调整率及响应速度要求的角度出发,首先对该款Buck型DC-DC转换器的系统电压控制环路进行小信号分析,并对控制环路进行了零极点分布分析,确定环路补偿策略。
最后基于系统级来分析误差放大器.关键词:开关电源;Buck型DC—DC转换器;误差放大器。
AbstractDue to their merits of wide input range,high efficiency, small in size and light in weight ect, switching power supplies are gaining more and more application areas in today’s modern world,ranging from domestic equipments to sophisticated communication and data handling systems,especially in portable devices, they have unsurpassable advantages。
The rapid development of products in corresponding application areas requires the power supplies to have better performances. The robustness of switch—mode power supplies directly affect the performance of electronic devices。
现代电源之我见一、关于课堂的所想、所思第一次看到“现代电源”这个课程名称,就为之吸引,在网站上搜索,竟没有找到对“现代电源”很明确的定义,但就是觉得,这应该是一门能揭露一些生活中的奥秘,能学到一些平时里见到,却不曾思考过,没有理解的东西,确实,课堂,给了我知识,也引领了我思考。
从最开始老师的提问“什么是现代电源”,到现代电源是什么,一步一步地深入;从理解现代电源的意义,到世界中各种各样的现代电源,真的学到了很多知识,也得到了不少启发。
所以,这篇论文,我想结合自己的专业(新能源科学与工程),说说我在课上的学习,以及课后的思考所获的感悟。
记得第一堂课张老师播放的“通古斯大爆炸”,就神秘又强有力的展现了现代电源的威力。
如果自然界的闪电能够被储存,如果无线输电成为可能,那我们的资源,便可说源源不绝,并且任何地方的电力输送都不再是问题。
尽管那样的电源还没有被实现,但无线传电已经悄然成为一种潜在的趋势。
随后的绿色照明电源,则让我眼前一亮,感觉新能源的崛起,定会与之产生千丝万缕的关系,有着共同追求的目标,节能高效,方便灵活,亲近自然,保护环境,就会想到,绿色照明电源,就是新能源发展的一个契机,也算是一个依托,并且互相扶持,共同发展之后,其结果定是让人激动的,或许,在将来的某一天,路边的照明电源,不再需要传递能量的电线,仅凭着自然的风能,太阳能,就能够维持长久的寿命。
紧接着的适配器、CPU电源、通信电源等一系列的电子设备的电源装置,则展现了实实切切存在于我们身边的现代电源,也体现了现代电源对于如今的社会的必不可缺。
然后,石老师揭开航空航天电源的神秘面纱,曾对偌大的机器能在天空中长时间保持稳定用电环境不解,原来,一个超大的电容,加上合理的电能转化电源,便能做到。
兀的又想到,倘若飞行器中的超大电容能接引空中的闪电,利用电离层的电能,一如特斯拉的设想,飞行器就更是永不断电了,当然,这也还只是一种想望吧。
一直到马老师的绿色能源电源,课堂中都布满了精彩,最后对太阳能、风能电源的学习,不仅进一步拓展了现代电源的知识,同时增长了自己对新能源这一概念的理解。
开关电源毕业论文开关电源毕业论文一、引言近年来,由于电子产品的广泛应用,稳定的电源变得非常重要。
目前,开关电源已成为电子产品中最常用的电源之一。
开关电源具有体积小、重量轻、效率高、可靠性高等优点,是电子产品中广泛应用的电源。
本文旨在探讨开关电源的原理、特点、设计方法以及研究现状。
二、开关电源的原理开关电源是一种将直流电转换为稳定的直流电的电源。
一般情况下,开关电源由三个部分组成:变压器、整流电路和滤波电路。
1.变压器开关电源中的变压器是一个关键部件,它可以将输入电压变高或变低。
变压器通过变换输入电压的信号频率而实现电压变换。
交流输入电压经过变压器的初级线圈,进入变压器的磁性芯,再经过变压器的次级线圈输出。
因为变压器是通过变换输入电压的频率来实现电压变换的,所以变压器的次级电压可以高于或低于初级电压。
变压器的设计需要根据电源输入电压和输出电压来进行。
2.整流电路整流电路主要用于将变压器的次级电压转换为直流电压。
整流电路一般有半波整流电路或全波整流电路两种方式。
半波整流电路只对电压正半周期进行整流,而全波整流电路对整个电压周期进行整流。
3.滤波电路滤波电路用于削减整流电路输出的脉动电压,使输出电压更加稳定。
滤波电路通常使用电容和电感。
电容作为一个储存电荷的器件,在高频信号中可以起到滤波的作用。
电感则被用来解决低频噪声问题。
三、开关电源的特点1.高效由于开关电源是通过高速开关开关电流来控制输出电压的,所以开关电源具有高效率的特点。
开关电源通常可达到90%以上的效率,而传统的直接变压器、整流储能电源则只能达到60%-70%的效率。
2.体积小由于开关电源是由半导体元件构成的,体积小而轻便,而传统的直接变压器、整流储能电源体积大且重。
3.可靠性高由于开关电源采用了电子元件,其寿命长,故可靠性高。
4.成本低开关电源是用半导体元件制成的,故其成本低于其他电源。
四、开关电源的设计方法1.需求分析在设计开关电源之前,首先需要明确电源的工作电压、额定负载电流、输出电压波动率、输出电压纹波幅度和效率等需求。
开关电源设计毕业论文一、内容综述随着科技的飞速发展,开关电源设计已成为现代电子设备不可或缺的一环。
本文将带你走进开关电源设计的世界,一探其奥妙和实用之处。
在这里我们不仅仅是研究技术,更是在寻找实用性和性能之间的平衡。
我们所关心的不仅是理论数据,更是其在现实应用中的表现。
首先我们要了解开关电源设计的基本概念和原理,了解电源在电子设备中的角色和功能后,我们就会知道电源不仅仅是设备运行的能源供应者,更是整个设备稳定性的关键。
开关电源设计就是在这个基础上,通过技术和创新来提升电源的性能和效率。
1. 开关电源的背景和意义开关电源在我们的日常生活中可以说是无处不在,从家庭电器的使用到工业设备的运行,再到数据中心的高效运作,开关电源都是不可或缺的重要角色。
为什么我们会对开关电源的研究这么重视呢?这里面可是有深意的,听我慢慢道来。
2. 开关电源设计的研究现状和发展趋势开关电源设计在现代电子领域可是风头正劲的话题,大家都知道,开关电源是我们生活中电子产品的心脏,它不断地为我们身边的电子设备输送“能量”。
那么现在开关电源设计的研究现状是怎样的呢?随着科技的飞速发展,开关电源设计技术也在不断进步。
虽然传统的开关电源设计已经能满足一些基本需求,但随着人们对电子设备性能要求的提高,新的技术和方法也在不断涌现。
例如智能化、小型化、高效化已成为当下开关电源设计的重要方向。
3. 论文研究的目的、内容和方法首先写这篇论文的目的,就是想通过研究和设计开关电源,解决现实中遇到的一些问题,比如电源效率不高、稳定性不好等等。
毕竟开关电源在我们的日常生活中应用广泛,涉及到很多领域,比如计算机、通信、家电等等。
所以研究开关电源设计,不仅具有理论价值,还有很大的实际意义。
那么我们研究的内容是什么呢?简单来说就是分析开关电源的工作原理,研究其设计过程,然后设计出一个既实用又高效的开关电源。
在这个过程中,我们还要研究不同材料的选用、电路设计、散热方案等等。
开关电源设计毕业论文目录1绪言 (1)L1课题背景 (2)1.2选题的国内外研究现状及水平、研究目标及意义 (2)1.3本课题主要的研究内容 (3)2系统设计方案与论证 (4)2.1课题研究的基本要求 (4)2.2方案论证 (4)2.32. 1 DC/DC电路模块方案 (4)2.2. 2 MOSEFT驱动电路方案 (7)3.2. 3单片机选择方案 (7)4.2. 4检测采样方案 (8)5.2.5系统框图 (8)3硬件电路设计 (9)5.1变压整流滤波电路 (9)5.2辅助电源的设计 (11)5.3Buck电路参数选择原理和计算 (12)3.3. 1参数选择原理 (12)3.3.2电感值的计算 (15)3.3.3滤波电容的计算 (15)6.3. 4开关管的选择和开关管保护电路设计 (16)3.4驱动电路的设计 (18)1R2110是驱动性能优良的集成芯片。
他的自举悬浮驱动电源可以同时驱动同一桥的上下两个开关器件,驱动电压高达500V,工作频率500kHz,并具有电源欠压保护关断逻辑。
芯片还有一个封锁两路输出的保护段SD,在SD输入高电平时,路输出均被封锁。
IR2110的这些优点给设计带来了极大的方便,特别是自举悬浮驱动电源大大简化了驱动电源的设计。
IR2110的自举电容的选择应满足下式 (19)c > 2。
,1匕cT°T・5 (3-18) (19)3.5采样电路设计 (19)3.6保护电路的设计 (20)4软件部分设计 (21)4.1AVR128 简介 (21)4.2PWM波的产生 (22)4.3AD 采样 (25)5系统调试及结果分析 (27)6总结与展望 (30)6. 1总结 (30)6.2展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)[1]张占松,蔡宣三.电源的原理与设计[M].北京:电子工业出版社,1998: 18-22 (32)[2]王兆安,勋明.电力电子设备设计和应用手册(第二版)[M].北京:机械工业出版社,2002: 35-44 (32)[3]倪东海,蒋玉萍.开关电源专用电路设计与应用[M].北京:中国电力出版社,2008: 18-22 (32)[4]杨恒.开关电源典型设计实例精选[M].北京:中国电力出版社,2007: 76-88 (32)[5]刘胜利,李龙文,高频开关电源新技术应用[M].北京:中国电力出版社,2008: 56-62 32 [6]李龙文.最新开关电源设计程序与步骤[M].北京:中国电力出版社,2008. 66-72 (32)[7]沙占友.单片机开关电源的最新应用技术[M].北京:机械工业出版社,2002: 45-56 (32)[8]周志敏,周纪海,纪爱华.开关电源实用电路[M].北京:中国电力出版社,2005: 55-62 (32)[9]王鸿铉.实用电源技术手册[M].上海:上海科学普及出版社,2002. 32[10][日]户川治郎.何伟仁译.实用电源电路设计手册[M].北京:中国计量出版社,1990 (32)[11]阮新波,严仰光.直流开关电源的软开关技术[M].北京:科学出版社,2000: 37-45 (32)[12]何希才.新型开关电源设计与应用[M].北京:科学出版社,2001.66-88 (32)[13]阮新波,严仰光.脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术[M] .北京::科学出版社,1999: 144-146 (32)[14] McLyman, Co I one I Wm. T. , Transformer and InductorDes i gn Handbook [M], Maree I (32)Dekker, New York, 1978. ISBN 0-8247-6801-9 (32)[14] Smith, Steve, Magnet i c components[M], Van NostrandReinhoId, New York, 1985. ISBN (32)[15]王兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2009: 162-182 (32)[16]杨荫福,段善旭,朝泽云.电力系统装置及系统[M].北京:清华大学出版社,2006: 21-45 (32)[17]刘克琦,张文义,陈向阳,智能大功率PWM充电电源的研制[J] .哈尔滨铁道科技(工作研究),2000.6, 11 (2) :14-16 (32)[18]Enr ique J M, Andu' jar J M, Boh6'rquez M A. A rel iable,fast and Iow cost maximum power piont tracker for photovoltaicappl ications[J]. Solar Energy, 2010, 84: 79-89 (32)[19]Taf i k Duru H A max i mum power track i ng a Igor i thm based on lmppt=f(Pmax) funct i on for match i ng pass i ve and ac-t i ve Ioads to a photovoltaic generator [J]. Solar Energy, 2006, 80: 812-822 (33)[20]李绍武.Proteus在电力电子教学中的应用[J].中国电力教育;010(9): 85-86 (33)[21]刘陵顺,芳忠山.种高精度开关稳压电源的设计[J].仪表技术,2001.4, 20 (4) : 45-47 (33)[22]李绍武.基于AVR单片机的风能太阳能控制器设计[J].湖北民族学院学报:自然科学版,2010(2): 174-176 (33)[23] AkhIaque-E-RasuI Sha i kh, Ganesan Rajamohan. Buck Ii ng Ana lysis of Tapered Laminated Composite PIates Us i ng RitzMethod[J].材料科学与工程:中英文版,2011 (3): 253-265. . 33 [24]史平君,实用电源技术手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,2003:56-78 (33)[25]赵良炳.现代电力电子技术基础[M].北京:清华大学出版社,2000: 102-110 (33)[26]史平君,实用电源技术手册[M],沈阳:辽宁科学技术出版社,2003:86-87 (33)附录 (34)1绪言开关电源具有效率高、体积小、重量轻等特点,应用越来越广泛,从70年代开始,并用轻量高频变压器替代笨重的工频变压器。
现代电力电子技术论文六篇现代电力电子技术论文范文1现代电力电子技术的进展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。
电力电子技术起始于五十年月末六十年月初的硅整流器件,其进展先后经受了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在很多新领域的应用。
八十年月末期和九十年月初期进展起来的、以功率MOSFET 和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
1、整流器时代大功率的工业用电由工频(50Hz)沟通发电机供应,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。
大功率硅整流器能够高效率地把工频沟通电转变为直流电,因此在六十年月和七十年月,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大进展。
当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。
2、逆变器时代七十年月消失了世界范围的能源危机,沟通电机变频惆速因节能效果显著而快速进展。
变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的沟通电。
在七十年月到八十年月,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。
类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。
这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
3、变频器时代进入八十年月,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛进展,为现代电力电子技术的进展奠定了基础。
将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,消失了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化进展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的消失,又为大中型功率电源向高频进展带来机遇。
关于电源系统毕业论文电源系统是指对于电力设备或电子设备进行供电的系统,其稳定性和可靠性都至关重要。
因为电力设备或电子设备的供电不稳定或失效,会导致设备异常甚至损坏,从而影响工作效率和设备寿命。
因此,电源系统的设计与研究是至关重要的。
下面,我们就从以下三个方面来详细讨论电源系统论文的撰写。
1. 电源系统设计电源系统的设计是电源系统毕业论文的重点,也是研究的核心。
电源系统设计需要考虑到应用环境、负载能力、电压稳定性、效率、可靠性等因素。
在设计电源系统时需要做好以下几个方面的工作:1) 环境因素:环境温度、湿度、地点等都是设计电源系统时需要考虑的因素。
由于环境对于电源系统有不同的要求,因此在设计电源系统时需要对不同的应用环境进行不同的设计。
2) 负载能力:设计电源系统的负载能力是其稳定性和可靠性的关键。
在设计时需要确保电源系统可以满足负载的需求,同时还要考虑到负载的变化对电源稳定性的影响。
3) 电压稳定性:电源系统的稳定性与电压稳定性密切相关。
在设计时需要对电源系统的输出电压范围及精度进行合理的设计。
随着电子设备的miniaturization和高功率化,要求电源系统在从轻载到满载过程中输出电压能够保持稳定。
4) 效率:高效率是电源系统设计的指标之一。
在设计时需要尽可能提高电源系统的效率,提高能源的利用率。
5) 可靠性:电源系统的可靠性是电源系统的重要指标。
在设计时需要考虑到电源系统在工作过程中的可靠性,要尽可能降低电源系统的故障率。
2. 电源系统测试电源系统设计和测试研究的重点是如何确定电源系统的性能参数。
在进行电源系统测试时,可以通过测试如下几个方面来确定电源系统的性能参数:1) 输出电压与电流的波形:通过测量输出电压的波动和输出电流量来确定电源系统是否稳定。
2) 电源效率:通过测试输入和输出功率来确定电源效率。
3) 过压保护:通过将电源系统载入过大的负载,测试电源系统的过压保护能力。
4) 限流保护:通过测试在电源系统输出电流过大时,电源系统的电流限制保护。
反激式开关电源改进设计毕业设计(论文)简介本篇论文研究了反激式开关电源的改进设计。
反激式开关电源是一种常用的电源设计,但在实际应用中存在一些问题,如功率损耗、效率低等。
为了解决这些问题,本论文进行了相关研究并提出了改进设计方案。
研究内容本论文主要包含以下内容:1. 反激式开关电源原理及常见问题的分析。
2. 对现有反激式开关电源的性能进行测试和评估。
3. 通过改进原有设计,提出了一种新的反激式开关电源设计方案。
4. 对改进的电源进行仿真和实验验证,评估其性能和可行性。
5. 对改进设计的经济性和环境可持续性进行评估和分析。
创新点本论文的创新点在于:1. 针对反激式开关电源常见问题进行深入分析,并提出相应的解决方案。
2. 设计了一种新的反激式开关电源电路,通过仿真和实验验证证明了其性能的提升。
3. 在经济性和环境可持续性方面对改进设计进行全面评估。
预期成果本论文的预期成果包括:1. 改进的反激式开关电源设计方案。
2. 改进电源的性能测试数据及评估报告。
3. 仿真和实验验证的结果及分析报告。
4. 经济性和环境可持续性评估报告。
论文结构本论文将按以下结构组织:1. 引言:介绍研究背景、目的和意义。
2. 相关理论与技术:对反激式开关电源原理进行介绍,并分析常见问题及其原因。
3. 现有设计的测试与评估:对目前已有的反激式开关电源进行性能测试和评估。
4. 改进设计方案:提出改进的反激式开关电源设计方案,并详细描述其原理和操作。
5. 仿真和实验验证:通过仿真和实验验证改进设计的性能和可行性。
6. 经济性和环境可持续性评估:对改进设计进行经济性和环境可持续性评估。
7. 结论与展望:总结论文内容,并展望未来可能的研究方向。
8. 参考文献:列出论文中引用的相关文献。
时间计划完成本篇论文的时间计划如下:- 阶段1:研究和理论调研(2周)- 阶段2:性能测试与评估(2周)- 阶段3:改进设计方案研究与提出(2周)- 阶段4:仿真和实验验证(3周)- 阶段5:经济性和环境可持续性评估(1周)- 阶段6:论文撰写与修改(3周)预期挑战在进行本篇论文研究过程中,可能会面临以下挑战:1. 设计方案的复杂性和实施难度。
开关电源的设计毕业论文开关电源的设计一、引言开关电源是现代电子设备中常用的电源供应方式之一,其具有高效率、小体积和稳定性好等优点,在各个领域得到广泛应用。
本文将探讨开关电源的设计方法和关键技术,以及其在毕业论文中的应用。
二、开关电源的基本原理开关电源的基本原理是利用开关管(MOSFET)的开关特性,通过周期性开关和关闭来调整输入电压,从而实现对输出电压的稳定控制。
其主要由输入滤波电路、整流电路、功率变换电路、输出滤波电路和控制电路等组成。
三、开关电源设计的关键技术1. 开关管的选型开关管是开关电源中最关键的元件之一,其性能直接影响到整个电源的效率和稳定性。
在选型时需要考虑开关管的导通电阻、开关速度和耐压能力等因素,以满足设计要求。
2. 控制电路的设计控制电路是开关电源中的核心部分,其主要功能是对开关管的开关频率和占空比进行控制。
常用的控制方法有脉宽调制(PWM)和频率调制(FM)等。
在设计过程中需要考虑控制电路的稳定性和抗干扰能力。
3. 输出滤波电路的设计输出滤波电路主要用于滤除开关电源输出端的高频噪声和纹波,以保证输出电压的稳定性和纹波系数的要求。
常用的滤波电路包括LC滤波电路和Pi型滤波电路等,设计时需要根据具体应用场景选择合适的滤波电路结构。
四、开关电源在毕业论文中的应用开关电源在毕业论文中的应用非常广泛,可以用于各种电子设备的电源供应,如无线通信设备、嵌入式系统和工业自动化设备等。
在毕业论文中,可以通过对开关电源的设计和优化,提高电源的效率和稳定性,从而为论文的研究成果提供可靠的电源支持。
五、开关电源设计的挑战和发展趋势开关电源设计面临着一些挑战,如电磁干扰、温升和成本等问题。
为了应对这些挑战,研究人员正在不断提出新的设计方法和技术,如谐振开关电源、多电平开关电源和混合开关电源等。
未来,开关电源设计将更加注重节能、高效和可靠性,以满足不断发展的电子设备需求。
六、结论开关电源是一种高效、小体积和稳定性好的电源供应方式,在毕业论文中具有重要的应用价值。
开关电源设计毕业论文开关电源设计毕业论文开关电源是一种常见的电源转换装置,其具有高效率、小体积、轻重量等优点,被广泛应用于各种电子设备中。
本篇文章将从开关电源的基本原理、设计流程和优化方法等方面,探讨开关电源设计的关键要点。
一、开关电源的基本原理开关电源的基本原理是通过开关器件(如MOSFET、IGBT等)的开关操作,将输入电源的直流电压转换为需要的输出电压。
其核心是开关元件的开关频率和占空比控制。
二、开关电源的设计流程1. 确定设计需求:根据实际应用需求,确定输出电压、电流、稳定性等参数。
2. 选择开关元件:根据设计需求和预算,选择合适的开关元件,考虑其导通电阻、开关速度等指标。
3. 控制电路设计:设计反馈回路和控制电路,实现对开关元件的开关频率和占空比的精确控制。
4. 输入输出滤波电路设计:设计输入和输出滤波电路,提高开关电源的稳定性和抗干扰能力。
5. 保护电路设计:设计过压、过流、过温等保护电路,保证开关电源的安全可靠性。
6. PCB设计:将以上设计内容转化为实际的PCB布局和线路连接,注意电路的分布和布线的合理性。
7. 调试和优化:根据实际情况,对开关电源进行调试和优化,提高其性能和效率。
三、开关电源设计的优化方法1. 提高开关元件的效率:选择低导通电阻、低开关损耗的开关元件,如采用硅碳化物(SiC)材料的MOSFET。
2. 优化控制电路:采用先进的控制算法,如PID控制算法,提高开关电源的稳定性和响应速度。
3. 降低开关电源的噪声和干扰:合理设计输入输出滤波电路,加入滤波电容和电感等元件,减少电源的纹波和噪声。
4. 优化保护电路:设计精确的保护电路,确保开关电源在故障情况下能够及时切断输出,避免对设备和用户的损害。
5. 优化PCB布局和线路连接:合理布置电路元件,减少线路的长度和阻抗,提高开关电源的工作效率和稳定性。
总结:开关电源设计是电子工程师在实际工作中常常遇到的问题之一。
本文从开关电源的基本原理、设计流程和优化方法等方面进行了探讨。
毕业论文开关电源开关电源是一种常见的电源供应器件,其主要功能是将交流电转换为直流电,为各种电子设备提供稳定的电源。
在现代科技快速发展的背景下,开关电源的应用范围越来越广泛。
本文将从开关电源的原理、特点、应用以及未来发展等方面进行探讨。
一、开关电源的原理开关电源的工作原理主要是通过开关管的开关动作来控制输入电源与输出负载之间的连接和断开,从而实现电源的转换。
开关电源主要由输入滤波电路、整流电路、功率变换电路和输出滤波电路等组成。
其中,输入滤波电路用于滤除输入电源中的杂波,整流电路将交流电转换为直流电,功率变换电路通过开关管的开关动作来控制电源的输出,输出滤波电路用于滤除输出电源中的杂波,从而提供稳定的直流电源。
二、开关电源的特点1. 高效率:开关电源具有较高的能量转换效率,通常可以达到90%以上,相比于传统的线性电源,能够更好地节约能源。
2. 小体积:开关电源采用了高频开关技术,使得整个电源的尺寸更小,适合应用于体积有限的场合。
3. 轻量化:由于开关电源采用了高频变压器,使得整个电源的重量更轻,便于携带和安装。
4. 稳定性好:开关电源具有较好的稳定性,能够在较大负载变化范围内保持输出电压的稳定。
5. 多功能:开关电源具有多种保护功能,如过载保护、过压保护、短路保护等,能够有效保护电子设备的安全运行。
三、开关电源的应用开关电源广泛应用于各种电子设备中,如计算机、通信设备、工控设备、医疗设备、汽车电子等。
在计算机领域,开关电源能够为主机、显示器、硬盘等提供稳定的电源;在通信设备领域,开关电源能够为交换机、路由器、无线基站等提供稳定的电源;在工控设备领域,开关电源能够为PLC、变频器等提供稳定的电源;在医疗设备领域,开关电源能够为医疗器械、医疗监护设备等提供稳定的电源;在汽车电子领域,开关电源能够为车载音响、导航系统等提供稳定的电源。
四、开关电源的未来发展随着科技的不断进步,开关电源在未来的发展中也将迎来更多的机遇和挑战。
现代电源的原理和应用论文1. 引言电源是现代电子设备中不可或缺的组成部分,它提供了所需的电能,并将其转化为适当的形式供电设备使用。
本文将介绍现代电源的工作原理以及其在各个领域中的应用。
2. 电源的工作原理电源的工作原理基于电场和电流的相互作用,其主要包括以下几个方面:2.1 直流电源和交流电源•直流电源将交流电转化为直流电,并通过稳压电路来保持输出电压的稳定性。
•交流电源则直接输出交流电,其输出电压波形随时间变化。
2.2 变压器变压器是电源中重要的组成部分之一,它实现了电能的输送和电压的转换。
变压器的工作原理基于电磁感应定律,通过交流电的变化磁场来实现高低压之间的耦合。
2.3 整流电路整流电路将交流电转化为直流电,常见的整流方式有单相桥式整流和三相桥式整流。
整流电路通常由二极管和滤波电容组成,用来滤除交流成分,使输出电流变成纯直流。
2.4 稳压电路稳压电路用于保持电源输出的稳定性,防止电压波动对电子设备的损害。
常用的稳压电路有线性稳压和开关稳压两种方式。
3. 电源的应用3.1 通信领域•在通信领域,电源是无线基站和通信设备的重要组成部分。
它们为通信设备提供稳定的电能,并保证信号传输的可靠性。
3.2 工业自动化•在工业自动化领域,电源用于供电各种工控设备和机器人系统,确保其正常运行。
电源在此应用中需要具备高效、可靠、稳定的特点。
3.3 电子产品•在电子产品中,电源是关键的支持部件。
从家用电器到个人电子设备,都需要电源提供电能供其正常工作,如计算机、手机、电视等。
3.4 医疗设备•医疗设备对电源的要求非常高,因为它们直接关系到患者的生命安全。
电源需要具备高度的稳定性和可靠性,以确保医疗设备正常运行。
3.5 军事应用•在军事领域,电源扮演着重要角色。
电源在军用设备和通信系统中的应用需要具有高度的抗干扰能力和可靠性。
4. 结论现代电源在各个领域中都有着广泛的应用。
电源的工作原理主要包括直流电源和交流电源,变压器、整流电路和稳压电路等组成部分。
12V10A开关电源设计论文
标题:12V10A开关电源设计与研究
摘要:
本论文旨在设计与研究一种输出电压为12V、输出电流为10A的开关电源。
通过对开关电源的原理、构成以及设计细节的分析,我们展示了其电路设计、PCB布局和关键部件选取等关键步骤。
实验结果表明,所设计的开关电源可以有效稳定输出12V的电压和10A的电流,满足实际应用需求。
本论文对于学术研究者和工程技术人员在设计类似产品时具有一定的参考价值。
关键词:开关电源、设计、PCB布局、电路、稳定
第一章:引言
1.1研究背景
1.2研究目的
1.3研究内容
1.4研究方法
第二章:开关电源原理和构成
2.1开关电源基本原理
2.2开关电源构成要素介绍
2.3常见的开关电源拓扑结构
第三章:开关电源设计步骤
3.1输出电压和电流要求确定
3.2开关电源电路设计
3.3PCB布局设计
3.4关键部件选取
第四章:实验与结果
4.1实验设备与条件
4.2实验步骤
4.3实验结果分析
第五章:开关电源设计的改进及应用展望5.1设计改进
5.2应用展望
第六章:总结与展望
6.1总结
6.2存在问题及展望。
题目(中)现代电源之我见——嵌入式系统的供电电源 (英) My View of the Modern Power——the Power Supply of the Embedded System
专业与班级: 控制1102
姓名: _王文 _______________
学号: 3110104864
指导教师: 马皓张军明石健将
现代电源之我见——嵌入式系统的供电电源
专业和班级:控制1102 姓名:王文指导教师:马皓、张军明、石健将
摘要:
本文介绍了为嵌入式系统供电的常见二次电源设计方法,针对不同型号微处理器如单片机等提供了不同的二次电源设计方法,介绍了不同稳压芯片的区别和选取,以及双电源分时供电的设计思路。
嵌入式微处理器是嵌入式系统的核心,而嵌入式系统是现代小型控制系统的主流设计方案,因此,嵌入式系统的供电电源成为现代电源必不可少的组成部分。
关键词:
现代电源、嵌入式系统、单片机、二次电源
1引言
现代电源技术是应用电力电子器件,综合自动控制、计算机技术和电磁技术等的多学科边缘交叉技术,其关键技术是电力电子技术。
随着单片机技术和控制原理的发展,嵌入式系统应运而生。
嵌入式系统(Embedded system),是一种“完全嵌入受控器件内部,为特定应用而设计的专用计算机系统”,根据英国电器工程师协会( U.K. Institution of Electrical Engineer)的定义,嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。
与个人计算机这样的通用计算机系统不同,嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。
嵌入式系统的核心是微处理器或单片机(MCU)。
单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域的广泛应用。
从根本上讲,单片机由各种逻辑门电路集合而成,而门电路的工作需要稳定的电压,电压不稳定必将导致逻辑混乱,并且不同的单片机的工作电压不同,如STC12C系列单片机工作电压为5V,而STC12LE系列单片机工作电压为3.3V,这就对单片机或嵌入式系统的供电电源提出了严格的要求,即电源要能够提供稳定的、无干扰的针对相应微处理器的电压。
但是就目前来看,市电为220V交流电,大部分干电池、蓄电池无法提供满足要求的电压,所以嵌入式系统的电源要能够变交流为直流,并具有很好的稳压作用。
2AC/DC部分
2.1设计思路
由于市电是220V大电压,所以需先经过变压器降压;然后利用晶体二极管的单向导通性,将工频交流电转换为脉冲直流电;但是直流信号中仍包含着交流成分,所以还需要滤波电路。
因此AC/DC部分包括电压变压器、整流电路、滤波电路三部分。
如图
图1 AC/DC 原理图
2.2 电压变压器
根据不同的输出电压选择不同的变压器。
例如,如果最终输出为5V ,由于稳压
芯片在输入电压至少大于输出电压2V 的情况下才能正常工作,所以要求整流后的有
效值至少为7V ,由计算公式1987)7()220(2
221==n n 得到变压器原边和附边的比为987:1。
2.3 整流电路
整流电路有多种形式,如单相半波整流电路,单相全波整流电路,单相桥式整流
电路等。
其中单相桥式整流电路不改变变压器输出电压最大值,波形完整,且二极管受到的最大反向电压低,因此应用最广泛。
如图
图2 整流电路
整流后波形如图
图3 整流后波形
2.4 滤波电路
在整流输出和稳压芯片之间并联一个电容进行滤波,电容选取原则应使电路的时
间常数τ大于3~5个电容的充电周期0.01s ,如当电阻R=2k Ω时,电容C 应满足C
≥25μF 。
3 DC/DC 部分
由于经过整流和滤波后的电压往往比较高,所以需进一步稳压到所需电压。
这一步
骤需要稳压芯片。
最常用的是三端稳压芯片。
顾名思义,三端IC 是指这种稳压用的集成电路,只有三条引脚输出,分别是输入端、接地端和输出端。
三端稳压IC 的电压有固定输出型和可调型两类,如L78X 、L79X 系列固定输出稳压芯片、LM 系列三端可调稳压器等。
固定电压输出的稳压IC 只需连接各端即可输出较稳定电压,不需调试,使用方便;可调稳压IC 应根据不同需要,在调节端与地之间连接一可调电阻,就能方便地在输出端得到所需的电压。
用78/79系列三端稳压IC 来组成稳压电源所需的外围元件极少,电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路,使用起来可靠、方便,而且价格便宜。
如,要求输出电压为+5V 时,可选用L7805;要求输出电压为+12V 时,可选用L7812;若要求
输出电压为3.3V,可选用LM2596,该芯片不但可以输出3.3V电压,还可以输出5V、12V 等电压。
如图为L7805稳压芯片的应用电路。
图4 L7805稳压电路
图中输入端并联的两个电容起滤波作用,将输入给L7805的电压进行滤波,以减少纹波;输出端并联的电容的作用是对输出电压进行滤波,进一步消除纹波,使输出电压更“干净”;并联的LED起指示作用。
4仿真结果
采用orCAD对上述AD/DC和DC/DC电路进行仿真,仿真结果如下。
图5 输出VCC仿真结果
仿真结果表明输出电压一直稳定在5V。
以下是纹波的仿真结果。
图6 输出电压的纹波电压仿真结果
仿真结果显示,输出电压的纹波电压幅值ΔVCC=0.06mV,与5V相比完全可以忽略不计,而且0.06mV对单片机的逻辑没有丝毫影响,这都证明上述稳压电路能很好的作为MCU的二次电源。
5双电源分时供电的尝试性设计
如下图所示为双电源分时供电的一个例子。
图7 双电源分时供电
图中,两个“+12V ”为两个不同的电源。
由于单个电源用了一段时间之后,内阻会
增大,导致输出电压明显降低,如果不采取措施,输出电压降到一定程度时将会使MCU 逻辑混乱,带来不可估量的损失。
用双电源比单电源工作时间长,而且省去了检测电压和更换电源的繁琐步骤。
当第一个电源的输出电平低于设定电平(本例中为9V )时,第一个电源自动关断,第一个电源开始供电。
实现关断功能的元件是可控硅,监测电压的电压监测仪,本例中用的是AX301。
可控硅一个很好的特点就是必须满足两个条件它才能导通,即当正向电压和控制信
号电压同时存在时它才能导通。
控制信号来自AX301电压监测芯片。
AX301是一款极低功耗的电池电压监测芯片,特别适合单节或多节锂电池,多节碱性电池,镍镉电池,镍氢电池和多节铅酸电池的电压监测。
当电池电压低于设定的下行阈值时,AX301输出低电平,当电池电压大于上行阈值时,AX301输出高电平。
AX301的下行阈值为1.135V ,设定电源输出电平低于9V 时第二个电源供电,因此需要在电源和AX301之间设计电阻网络来拉低电源输出电平。
依据公式2
12*R R R U LBI +=得,当LBI=1.135V ,设定电平U=9V 时,得到72
1≈R R 。
为了减少不必要的功率损耗,选取1R =70k Ω,2R =10k Ω,当电源输出电平小于9V 时,LBI 将小于下行阈值,AX301输出低电平,关断D1,打开D2,第二个电源开始工作。
考虑到可控硅和AX301的延时时间,为防止电路在第一个电源向第二个电源切换过程中掉电,从而导致MCU 逻辑混乱,加入了电容1C 和2C ,在切换瞬间,由于电容电压不可突变性,送给MCU 的电压在第二个电源开始供电之前不会突变到很低。
并联电容既可以起到滤波作用,也可以防止电源切换过程中MCU 掉电。
6 结束语
现代生活越来越趋向于数字化和自动化,嵌入式控制系统将继续在各行各业中发挥
不可替代的作用。
人们对控制系统电源的稳定性和可靠性的要求将越来越高,了解一些基本的控制系统电源,对MCU 供电系统进行设计、改造、更新,使控制系统更加可靠、稳定,将会一直成为人们不懈努力的方向。
参考文献
[1] 黄德胜可控硅触发电路中国氯碱,2008年第4期
[2] 吴建DC-DV稳压电路的设计及应用电子元器件应用,2005.7
[3] 殷红彩,葛立峰一种多输入直流稳压电源的设计传感器世界,2006.9
[4] 徐淑明7800系列集成稳压电路的分析丽水师范专科学校学报,1999.10
[5] 芮长颖可控硅触发电路的设计巢湖学院学报,2007年第9卷第3期。