开关电源开题报告

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。

80年代初英国研制了第一套完整的48V成套电源，即目前的开关电源。

70年代以来，在硬开关技术发展和应用的同时，国内外电力电子界和电源技术界不断地研究开发软开关技术。

最先在70年代出现了全谐振型变换器，一般称之为谐振变换器。

它实际上是负载谐振型变换器，按照谐振元件的谐振方式，分为串联谐振变换器和并联谐振变换器两类。

此类变换器一般采用频率调制方法，且与负载关系很大，对负载变化很敏感，在谐振变换器中，谐振元件一直谐振工作，参与能量变换的全过程。

准谐振变换器和多谐振变换器出现在80年代中期。

这是软开关技术的一次飞跃，这类变换器中的谐振元件只参与能量变换的某一阶段，而不是全程。

它也是采用频率调制控制方法。

80年代末出现了零开关PWM变换器。

它可以分为零电压开关PWM变换器和零电流开关PWM变换器。

它采用的是PWM控制，谐振元件的谐振工作时间一般
为开关周期的1/10~1/5。

90年代初出现了零转换PWM变换器。

它也分为零电压转换P枷变换器和零电流转换PWM变换器。

它是软开关技术的又一次飞跃。

其特点是变换器工作在PWM方式下，辅助谐振电路只是在主开关管开关时工作一小段时间，实现主开关管的软开关，其它时间则停止工作。

其损耗很小。

在环境保护意识日益增强的21世纪，电源系统的绿色化概念被提出。

所谓电源绿色化首先是显著节能，因为节电可以减少发电对环境的污染;其次是电源不能(或少)对电网产生污染。

事实上许多功率电子节能设备往往是电网的污染源，向电网注入严重的谐波电流，使得总的功率因数下降，使电网电压产生毛刺尖峰甚至畸变。

20世纪末各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生，有了功率因数校正方法，为开关电源产品的绿色化奠定了基础。

电源技术发展到今天，已融汇了电子、功率集成、自动控制、材料、传感、计算机、电磁兼容等诸多技术领域的精华，己从多学科交
叉的边缘学科成长为独树一帜的功率电子学。

开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。

由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体（Mn Zn)材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs)下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。

SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。

开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率。

对于高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。

模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N＋1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。

针对开关电源运行噪声大这一缺点，若单独追求高频化其噪声也必将随着增大，而采用部分谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题，故仍需在这一领域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用化。

电力电子技术的不断创新，使开关电源产业有着更为广阔的发展前景。

参考文献
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7.周志敏，周纪海.开关电源实用技术设计与应用，北京:人民邮电出版
社，2003:221一222.
本课题主要是一个大功率稳压电源的设计，它由主电路、控制电路、检测电路和辅助电路等模块组成。

其中主电路又由输入滤波、整流滤波、逆变、输出整流与滤波等部分组成，完成交流输入到直流输出的过程。

控制电路达到输出稳定、保护电路的目的。

检测电路提供保护电路所需要的参数和各种显示仪表数据。

设计时先分析其工作原理，再根据技术指标（输入电压：AC175-265V 47-63Hz （1A）输出电压电流：12V(1A) -12V(1A) +5V(25A) 输出纹波：100mVPP）选择技术方案，设计优化电路结构，并利用仿真软件计算各项技术指标，完成整个电路的设计。