曾斌开题报告

2．具备的条件
（1）已经学习了专业基础课和专业课程，对完成该论文具备了一定的基础条件；
（2）学校提供了课题所需要的基本场地、主要仪器（示波器、信号发生器、电力电子实验台、电工实验台、系机房及仿真等设备）及基本电子元器件材料。本人已掌握了相关技术，能进行仿真。
3．参考文献
[1]刘奇元,朱石沙,王启新,等.一种基于PWM技术的数控电源设计[J].湘潭大学自然科学学报,26(1):12 .
自开关稳压电源问世后，在很多领域逐步取代了线性电源相仿，但功率晶体管工作于开关状态。随着脉宽调制（PWM）技术的发展，PWM开关电源问世，它的特点是用20KHZ的载波进行脉宽调制，电源的效率可达到65%~70%，而线性电源的效率只有30%~40%。因此，用工作频率为20KHZ的PWM开关电源替代线性电源，可大幅度节约能源，从而引起了人们的广泛关注，在电源技术发展史上被誉为20KHZ革命。随着超大规模集成芯片尺寸的不断减少，电源的尺寸与微处理器相比要打很多，而航天、潜艇、军用开关电源以及用电池的便携式嗲子设备（如手提计算机、移动电话等）更需要小型化、轻量化的电源。因此，对开关电源提出了小型轻量要求，包括磁性元件和电容的体积重量也要小。此外，还要求开关电源效率要更高，性能更好，可靠性更高等。这一切高新要求便促进了开关电源的不断发展和进步。
2．目的意义（包括应用前景）
电能已经成为现在人们生活当中不可缺少的动力源，电力系统的运行电源必须安全可靠，这样才能保证供电的正常，直流电源系统作为变电站电力系统的保障，也必须稳定可靠。而高频开关因其性能可靠、效率高、寿命长等优点，成为了现代电力操作电源系统的重要组成部分。该系统以IGBT作为功率开关器件，构成全桥开关变换器，整个电源由主电路、控制电路、检测电路等部分组成。系统主电路逆变部分采用了脉宽调制技术(PWM)。PWM信号由集成控制器TL494产生，从输出端实时采样电压、电流反馈信号，以控制输出电压和电流的变化。IGBT驱动电路采用单独的集成驱动器控制器，M57962L进行驱动。控制电路和主电路之间通过变压器进行隔离，提高了系统的可靠性和安全性。
高效率。电源转换效率要高，节约了能源本身的能耗降低，散热会减少。电源热设计就更加容易，容易达到高功率密度。
4．国内外现状
20世纪50年代，美国宇航局以小型化、重量轻为目标，为搭载火箭开发了开关电源。在近半个多世纪的发展过程中，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连续工作电源，并广泛应用于电子整机与设备中。20世纪80年代，计算机全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代。20世纪90年代，开关电源在电子、电器设备、家电领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入快速发展期。
2、整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。
3、逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。
4、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。
（2）控制电路：
一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽
三、现有基础和具备的条件
1．现有基础
（1）本人在大学期间系统地学习了《MATLAB在电气工程中的应用》、《电力电子技术》、《模拟电子技术》、《数字电子技术基础》、《交流变频技术》等课程，阅读了与设计相关的书籍和文献，从而能够很快地了解开关电源的工作原理，对我进行这个课题的设计有着莫大的作用。（2）实验方面：本人学习过AutoCAD及其先关的制图工具软件，所以在进行实验电路设计时也会带来很多方便。（3）资料搜集方面：在校图书馆和校外图书城广泛地查阅了大量的资料文献，基本上掌握了课题的设计思路和设计流程，为课题的实施作好了充分的前期准备。
[2]李金伴,李捷辉,李捷明.开关电源技术[M].北京:化学工业出版社,2006,1-2.
[3]黄智伟等.全国大学生电子设计竞赛训练教程[M].北京:电子工业出版社,2005,75.
[4]周志敏,周纪海等主编《开关电源实用技术设计与应用》,北京:人民邮电出版社,2003；
[5]叶慧贞,杨兴洲等主编《新颖开关稳压电源》,北京:国防工业出版社,1999；
（1）通过资料文献查阅设计出单元电路、整体原理电路图。
（2）建立MATLAB仿真模型，并得到预期仿真结果。
（3）按邵阳学院本科毕业设计要求完成完整的毕业设计。
五、指导教师审查意见
指导教师（签名）
年月日
六、教研室审查意见
教研室主任（签名）
年月日
七、系审查意见
系领导（签名）
年月日
备注
电力电子技术是重要的支撑技术，据美国总统科学和技术顾问委员会提出。国家关键性的科技领域有七个方面：能源、环保、信息、通讯、生命科学、材料、交通。每一个领域，无不和电力电子有关，都在起着重要作用，开关电源是其中的一个重要方面，有着深远的美好前景。开关电源高频化是其发展的方面，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高科技领域的应用，如通讯、计算机、电子工程、国防、航天等领域，推动了
毕业设计（论文）开题报告书
课题名称中功率开关电源的设计
学生姓名曾斌
学号**********
系、年级专业电气工程系、08级电气工程及其自动化
指导教师李凯课题的来源、目的意义（包括应用前景）及其发展趋势、国内外现状及水平
1．课题来源
本人于十月份生产实习第一次接触了开关电源便深感兴趣，后来毕业设计指导老师建议以开关电源为设计课题，便查阅了相关资料，了解了开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器、电子冰箱、液晶显示器、LED灯具、通讯设备、视听产品等领域，觉得研究该课题十分有意义，于是以开关电源里十分常用的中功率开关电源AC220V输入，DC48V输出，输出电流5A作为毕业设计课题。
二、课题研究的主要内容、研究方法或工程技术方案和准备采取的措施
1．研究的主要内容
包括开关电源的电路的结构分析与比较，开关电源的主电路的设计，控制电路的设计，检测电路的设计，模拟仿真。
（1）主电路：
从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：
1、输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。
[6]王英剑主编《新型开关电源实用技术》,北京:电子工业出版社,1999；
[7]李维波主编《MATLAB在电气工程中的应用》，北京：中国电力出版社，2009；
[8]王力,张伟主编《电路设计与制板》,北京:人民邮电出版社,2003；
[9]张云杰，邱慧芳主编《AutoCAD电气设计基础教程》,北京:清华大学出版社,2010；
5、2012年4月12日～5月10日，撰写论文，交出毕业论文的初稿；
6、2012年5月10日～5月20日，送指导教师审阅；修改论文；
7、2012年5月20日～5月27日，修改论文，完成论文的撰写；送教研室评审；
8、2012年5月27日～6月10日，准备论文答辩。
3．预期结果
通过本次课题的实施,有望取得以下结果：
达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的资料，经保护电路鉴别，提供控制路对整机进行各种保护措施。
（3）检测电路：输出直流电压过压、电流过流的保护及告警，电路过热保护，限流调节、交流电压过压、欠压保护、软启动及模块并联均流等功能。
（4）模拟仿真：
输入电压为AC220V，输出电压为DC48V输出电流为5A。
由于模块工作于高频开关状态，系统具有体积小、质量轻、可靠性高、负载分担容易等一系列优点，从而解决了传统的相控整流存在的输出电压纹波大，谐波污染严重，转换效率低，系统体积庞大等缺点。
3．发展前景
开关电源是利用现代电力电子技术输出脉宽调制波，即PWM波，控制开关功率晶体管的开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。开关电源一般由脉宽调制（PWM）控制IC和功率开关器件构成，与开关电源相对的是线性电源。新型的开关电源和传统线性电源相比，二者的成本都是随着输出功率的增加而增加，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。
2．进度安排
1、2011年11月20日～2011年12月30日，搜集、阅读和整理资料，开始撰写开题报告；
2、2012年1月12日之前，交出开题报告，并开始做英语资料的翻译，数量为一篇，提交给指导教师查看；
3、2012年1月12日～3月12日，进行方案论证选取；设计选取单元电路，
4、2012年3月12日～4月12日，进行软件设计并进行实验或仿真；
2．研究方法
本课题的主要研究方法为文献索引法,行动研究法。以电路和电子技术、PWM技术为基础的电路信息技术作为研究手段,采用模拟仿真观察实验,经验总结,查阅书籍,对比分析等方法和手段进行多个轮回的研究。
3．准备采取的措施
首先阅读相关文献和书籍，了解国内外的发展现状。接着复习大学课设的相关课程，巩固好理论知识的基础。通过互联网、图书等相关途径了解开关电源各项基本原理后画出系统框图，进行方案论证，完成整体方案设计，搭建好实验平台。经过多次仿真轮回研究得到最佳的理论成果。最后整理资料，撰写毕业论文，论文要求符合邵阳学院本科毕业设计要求。
产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境等方面具有重要的意义。因此开关电源的发展主要在以下几个方面：
高频化。开关电源频率要高，这样动态响应才能快，提高功率密度，配合高速微控制器工作是必须的，是减小体积的重要途径。
模块化，轻量化。开关电源体积要减小，电感、电容都要减小体积，以适应系统模块化，轻量化的需求。将信息技术的嵌入式技术与电力电子组成的一个系统进行集成，有效地减少体积重量、提高可靠性，给应用带来极大方便。