畢業設計畢業設計/ /論文論文 開開題題報報告告 課 題名 稱小功率開關電源的設計 院系機電與自動化學院 專業班電氣 0806 姓名嚴浹 評分 指 導 教 師戴明鑫 曹建平 華中科技大學武昌分校 畢業論文開題報告撰寫要求畢業論文開題報告撰寫要求 1.開題報告的主要內容 1）課題研究的目的和意義； 2）課題研究的主要內容； 3）研究方法； 4）實施計劃。 5）主要參考文獻：不少于 5 篇，其中外文文獻不少于 1 篇。 2撰寫開題報告時，所選課題的課題名稱不得多于 25 個漢字，課題研究 份量要適當， 研究內容中必須有自己的見解和觀點。 3.開題報告的字數不少于 2000 字（藝術類專業不少于 1000 字），格式按 華中科技大學武昌分校本科畢業設計/論文撰寫規范的要求撰寫。 4. 指導教師和責任單位必須審查簽字。 5開題報告單獨裝訂，本附件為封面，后續表格請從網上下載并用 A4 紙 打印后填寫。 6. 此開題報告適用于全校各專業，部分特殊專業需要變更的，由所在系在 基礎上提出調整方案，報學校審批后執行。 華中科技大學武昌分校學生畢業論文開題報告 學 生 姓 名嚴浹學號20081131273專業班級電氣 0806 系別 機電與自動化 學院 指導教師戴明鑫 曹建平職稱副教授助教 課題名稱小功率開關電源的設計 1 課題設計的目的和意義 1.1課題設計的目的 隨著電子技術的高速發展、電子系統的應用領域越來越廣泛，電子設備的種類也 越來越多，電子設備與人們的工作、生活的關系日益緊密，任何電子設備都離不開可 靠的電源，他們對電源的要求也越來越高。特別是隨著小型電子設備的應用越來越廣 泛，也要求能夠提供穩定的電源，以滿足小型電子設備的用電需要。基于這個思想， 設計和制作了符合指標要求的開關穩壓電源.開關電源具有高頻率、高功率密度、高效 率等優點，被稱作高效節能電源。由于開關穩壓電源具有這些優點，基于這個思想上 設計一個小功率開關穩壓電源，以滿足小型電子設備的供電需要。 1.2課題設計的意義 目前，計算機技術、半導體技術以及電子應用技術急速發展，嵌入式系統以其體積 小、可靠性高、功耗低、軟硬件集成度高等特點廣泛應用于工業控制、過程控制、儀器 儀表、航天航空、汽車船舶、網絡通信、軍事裝備、消費產品等眾多領域。在這些系統 中電源的結構和性能起著關鍵性的作用，特別是需要使用 220V 交流電供電的多路電源 的系統，其電源設計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 穩壓的線性電源，在嵌入式系統要求體積小，利用率高的情況下，顯得不足。尋求體積 小、效率高、成本低、可靠性好的開關電源成為現在必然的市場要求。我本次的畢業設 計研究的主要就是小功率開關電源的設計，通過這次設計，對電源電路的原理和基本技 術有一個比較全面的了解，能夠具備掌握電路設計的能力，提高對所學專業知識的綜合 應用能力，包括資料檢索、專業文獻閱讀、設計能力和實驗能力。 2 課題設計的主要內容 本設計以小功率開關電源為研究對象，查閱了中英文圖書、期刊、報紙，而且充分 利用了互聯網上的資料，并實用了電力電子計算機仿真軟件做了如下的工作： (1) 對小功率開關電源的原理和拓撲電路進行了分析，主要研究了降壓斬波電路 (Buck)，升壓斬波電路（Boost）和軟開關電路。 (2) 研究了 Simplorer 軟件的實用方法，包括：基本操作、建模、畫原理圖、設計 控制狀態圖。 (3) 對小功率開關電源的典型電路進行仿真，對仿真的結果進行分析，并將所得的 結果與理論所得的結果進行比較與分析。 開關電源中的功率開關器件是影響電源可靠性的關鍵器件。開關電源所出現的故障 中約 60%是功率開關器件損壞引起的。用作開關的器件主要有大功率晶體管、MOSFET 管 與 IGBT 等。開關電源集成控制器中一般包含有振蕩器、誤差放大器、PWM 觸發器、狀 態控制器，高品質的還有高功率開關管、電流比較器以及各種功能保護電路等。 3 設計方法 開關電源通常由：輸入電路、功率轉換、輸出電路、控制電路、頻率振蕩發生器 五大部分組成。如下圖 1 所示： 一次 整 流 低通 濾 波 電子 開 關 正激式變 換器 高頻變 壓器 二次 整 流 平滑 濾 波 直 流 輸 出 V0 輸入電路 功率轉換 脈沖 驅 動 脈沖 調 制 放大 誤 差 比較 器 采樣 輸 出 基準 電 壓 輸出電路 頻率振動發 聲器 控制電路 路 圖 1 開關電源結構框架圖 根據高頻變換器的工作方式，可分為正激式和反激式等多種。高頻變換器工作時是 利用一功率開關器件的高速通斷， 從而使變換器進行能量傳輸。 當功率開關器件導通時， 變換器進行能量傳輸，稱為正激式；反之，即電子開關截止時，變換器進行能量傳輸， 稱為反激式。 4 實施計劃 （1）第 1 4周下達畢業設計/論文任務書 ，翻譯外文文獻，撰寫開題 報告。 （2）第4周開題報告答辯。 （3）第 5 11 周學生根據擬定的課題實施方案，進行深入研究。 （4）第 1214 周撰寫并提交畢業設計論文初槁，指導教師批改論文，給出 指導意見，學生修改論文，定稿。 （5）第14周畢業設計答辯資格審查。 （6）第 1415 周答辯前專項檢查各教研室自查、院（系）復查與學校檢 查相結合 ，未通過學校檢查的專業不得進入答辯環節。 （7）第 1516 周學生進行畢業設計/論文修改，完成答辯及成績評定工作。 5 主要參考文獻 1張興柱.開關電源功率變換器拓撲與設計M.中國電力出版社，2010. 2王兆安，劉進軍.電力電子技術M.北京：機械工業出版社，2009. 3邱光源.電路M.北京：國電力出版社，2006. 4朱瑞.開關電源新技術動態J.微電子學，2007,02. 5沙占友.新型新型開關穩壓電源的設計和應用M.北京：電子工業出版社， 2004. 6張占松，蔡宣三.開關電源的原理與設計M. 北京：電子工業出版社，2002. 7陳建業.電力電子電路的計算機仿真M.北京：清華大學出版社，2001. 8Gilber Sybille al.Theory and Applications of Power System T3lockem AT l.AT3/Simulink-T3ased Simulation Tool For Power SystemC. IEEE Trans Power Engineeri