DC-DC变换器设计毕业设计

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DCDC升压稳压变换器设计

DCDC升压稳压变换器设计

DCDC升压稳压变换器设计DC-DC升压稳压变换器是一种常见的电源变换器,用于将低压直流电源(如电池)的电压升高为所需的高压输出。

本文将介绍DC-DC升压稳压变换器的设计原理、组成部分及其工作原理,并进行详细的分析和说明。

DC-DC升压稳压变换器设计的主要目标是将输入直流电压升压到所需的输出电压,同时保持输出电压稳定且具有良好的电流调整性能。

为了实现这一目标,设计者需要考虑以下几个方面:1.输入输出电压和电流:首先确定所需输出电压和电流的数值。

根据要求选择相应的元件和电路拓扑结构。

2. 拓扑结构选择:常见的DC-DC升压稳压变换器拓扑结构有Boost、Flyback和SEPIC等。

选择适合的拓扑结构需要考虑功率转换效率、元件数量和输入输出电流等因素。

3.元件参数选择:选择合适的功率开关管、电感、电容和二极管等元件参数。

元件的选择需考虑其工作频率、电流承受能力和输出纹波等因素。

4.控制电路设计:设计合适的开关控制电路,能够实现稳定的输出电压。

常用的控制电路有单片机控制、模拟控制和PWM控制等。

采用合适的控制方法可以保持输出电压的稳定性和动态响应性。

5.保护电路设计:为了保护DC-DC升压稳压变换器和被供电设备的安全,需要考虑过压、过流和短路保护等电路设计。

这些保护电路可以提高系统的可靠性和安全性。

在进行具体的设计时,首先需要确定输出电压和电流的数值要求,并进一步计算电路参数。

然后选择合适的拓扑结构和元件,并设计出合适的控制电路和保护电路。

接下来进行电路仿真和实验验证,对设计结果进行验证和调整,确保电路性能和稳定性。

最后对整个设计过程进行总结和文档记录。

综上所述,DC-DC升压稳压变换器设计是一个复杂而关键的过程,需要考虑多个因素并进行系统性的设计和调试。

通过合理设计和优化,可以得到稳定性好、效率高且尺寸小巧的DC-DC升压稳压变换器。

这些变换器可以广泛应用于各种电子设备和系统中,如移动电源、电动车充电器和太阳能系统等。

小功率DC—DC变换器初步设计毕业设计论文

小功率DC—DC变换器初步设计毕业设计论文

毕业设计(论文)课题:小功率DC/DC变换器初步设计及调试学生: 系部: 电子信息系班级: 学号:指导教师:装订交卷日期:毕业设计(论文)成绩评定记录表指导教师评语(包含学生在毕业实习期间的表现):成绩(平时成绩): 指导教师签名:年月日评阅教师评语:成绩(评阅成绩): 评阅教师签名:年月日答辩情况记录:答辩成绩:答辩委员会主任(或答辩教师小组组长)签名:年月日指导教师评语(包含学生在毕业实习期间的表现):总评成绩:注:1.此表适用于参加毕业答辩学生的毕业设计(论文)成绩评定;2.平时成绩占20%、卷面评阅成绩占50%、答辩成绩占30%,在上面的评分表中,可分别按20分、50分、30分来量化评分,三项相加所得总分即为总评成绩,总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。

教务处制毕业设计(论文)成绩评定记录表成绩(平时成绩): 指导教师签名:年月日评阅教师评语:成绩(评阅成绩): 评阅教师签名:年月日总评成绩:注:1.此表适用于不参加毕业答辩学生的毕业设计(论文)成绩评定;2.平时成绩占40%、卷面评阅成绩占60%,在上面的评分表中,可分别按40分、60分来量化评分,二项相加所得总分即为总评成绩,总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。

教务处重庆电子工程职业学院电子信息系毕业设计(论文)、毕业实习报告任务书学生姓名吴娱班级应电082 学号2008220352 联系电话13650524660电子邮箱wuy.u@课题题目小功率DC/DC变换器初步设计及调试型式毕业设计●毕业论文○总结报告○任务来源●○○完成时间任务下达2010年2 月20 日开题报告2011年 2 月26 日定稿交卷2011年 3 月 20 日毕业答辩月日指导教师姓名童贞理电子邮箱53242097@ 联系电话 (办)要求完成的主要任务内容:本次设计了一种实用的DC/DC 30W开关稳压电源电路,该电源采用单端反激型电路结构,输出纹波较小,效率高,而且磁绕组匝数少,减小了变压器体积。

毕业设计基于Buck结构的DCDC转换器建模与仿真设计

毕业设计基于Buck结构的DCDC转换器建模与仿真设计

目录摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (3)1.1电力电子技术的概述 (3)1.2开关电源的研究现状和发展趋势 (3)1.3 Buck斩波电路的研究意义 (5)1.4 论文的主要研究容 (6)2 Buck斩波电路的原理 (7)2.1 Buck变换器的连续导电模式 (8)2.2 Buck变换器电感电流不连续的导电模式 (10)2.3 电感电流连续的临界条件 (11)2.4 纹波电压ΔU O及电容计算 (12)2.5参数的计算 (12)3 Buck斩波电路的建模 (14)3.1开关电路的建模 (14)3.1.1理想开关模型 (14)3.1.2状态空间平均模型 (15)3.1.3小信号模型 (17)3.2系统的传递函数 (18)3.2.1降压斩波电路的传递函数 (18)3.2.2 PWM比较器的比较函数 (20)3.2.3调节器的传递函数 (21)4 控制电路的设计 (22)4.1电压模式控制电路的设计 (22)4.1.1电压调节器的结构形式 (22)4.1.2电压调节器的参数 (23)4. 2 控制电路结构 (24)5 Buck斩波电路的控制仿真研究 (25)5.1 Matlab简介 (25)5.2 Buck斩波电路主电路的仿真 (25)5.3 Buck斩波电路的PID控制算法的仿真 (27)6全文总结及展望 (30)参考文献 (31)附录1:主电路仿真模型 (32)附录2:主电路仿真波形图 (33)附录3:PID仿真图 (34)致 (35)摘要随着电子产品与人们工作和生活的关系日益密切,便携式和待机时间长的电子产品越来越受到人们的青睐,它们对电源的要求也越来越高。

DC-DC开关电源芯片是一种正在快速发展的功率集成电路,具有集度高,综合性能好等特点,具有很好的市场前景和研究价值。

论文在研究开关电源技术发展现状和前景的基础上,设计一种Buck型DC-DC 开关电源的设计。

首先对主电路的工作原理和系统构成进行了研究和分析,包括工作过程中各个元器件的工作状态和工作特点。

DC—DC升压开关变换器设计

DC—DC升压开关变换器设计

DC—DC升压开关变换器设计本设计设计了相应的硬件电路,研制了一款小功率开关电源。

整个系统包括主电路、控制电路、驱动电路、保护电路和反馈电路几部分内容。

系统主电路由Boost升压斩波电路和相应的滤波保护电路组成。

控制电路包括主电路开关管控制脉冲的产生和保护电路。

论文具体地介绍了主电路、控制电路、驱动电路等各部分的设计过程,包括元器件的选取以及参数计算。

本设计中采用的芯片主要是PWM控制芯片SG3525、光电耦合芯片PC817和半桥驱动芯片IR2110。

设计过程中充分利用了SG3525的控制性能,具有较宽的可调工作频率,死区时间可调,具有输入欠电压锁定功能和双路输出电流。

标签:SG3525,开关稳压电源,PWM,升压斩波1绪论近年来,随着电力电子学的高速发展,电力供给系统也得到了很大的发展。

同时,人们对电源的要求也越来越高。

在高效率、大容量、小体积之后,对电源系统的输入功率因数和软开关技术也提出了更高的要求。

电源是给电子设备提供所需要的能量的设备,这就决定了电源在电子设备中的重要性。

电子设备要获得好的工作可靠性必须有高质量的电源,所以电子设备对电源的要求日趋增高。

相对于线性稳压电源来说,开关稳压电源的优点更能满足现代电子设备的要求。

但是,由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化,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,近年来国内外的专家学者提出了众多的电路拓扑,使得软开关技术成为电力电子技术研究的热点。

因此对于现代的开关电源功率交换技术的发展趋势,可以概括为:高频化、高效率、无污染和模块化。

2开关电源概况2.1开关电源基本拓扑结构开关变换器是电能变换的核心装置。

按转换电能的种类,可把变换器分为四类:①直流变换器(DC-DC),将一种直流电能转换为另一种或多种直流电能的变换器,是直流开关电源的主要部件;②逆变器(DC-AC),将直流电能变为交流电能的电能变换器,是交流开关电源和不间断电源UPS的主要部件;③整流器(AC-DC),将交流电转为直流电的电能变换器;④交交变频器(AC-AC),将一种频率的交流电转换成另一种频率可变的交流电,或者将一种频率可变的交流电转变为恒定频率的交流电的电能变换器。

【毕业设计】基于Buck结构的DCDC转换器建模与仿真

【毕业设计】基于Buck结构的DCDC转换器建模与仿真

【毕业设计】基于Buck结构的DCDC转换器建模与仿真目录摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (3)1.1电力电子技术的概述 (3)1.2开关电源的研究现状和发展趋势 (4)1.3 Buck斩波电路的研究意义 (6)1.4 论文的主要研究内容 (6)2 Buck斩波电路的原理 (8)2.1 Buck变换器的连续导电模式 (9)2.2 Buck变换器电感电流不连续的导电模式 (12)2.3 电感电流连续的临界条件 (13)2.4 纹波电压ΔU O及电容计算142.5参数的计算 (14)3 Buck斩波电路的建模 (17)3.1开关电路的建模 (17)3.1.1理想开关模型 (17)3.1.2状态空间平均模型 (19)3.1.3小信号模型 (20)3.2系统的传递函数 (22)3.2.1降压斩波电路的传递函数 (22)3.2.2 PWM比较器的比较函数 (24)3.2.3调节器的传递函数 (25)4 控制电路的设计 (27)4.1电压模式控制电路的设计 (27)4.1.1电压调节器的结构形式 (27)4.1.2电压调节器的参数 (28)4. 2 控制电路结构 (29)5 Buck斩波电路的控制仿真研究 (30)5.1 Matlab简介 (30)5.2 Buck斩波电路主电路的仿真 (30)5.3 Buck斩波电路的PID控制算法的仿真 (32)6全文总结及展望 (35)参考文献 (36)附录1:主电路仿真模型 (37)附录2:主电路仿真波形图 (39)附录3:PID仿真图 (40)致谢 (41)摘要随着电子产品与人们工作和生活的关系日益密切,便携式和待机时间长的电子产品越来越受到人们的青睐,它们对电源的要求也越来越高。

DC-DC开关电源芯片是一种正在快速发展的功率集成电路,具有集度高,综合性能好等特点,具有很好的市场前景和研究价值。

论文在研究开关电源技术发展现状和前景的基础上,设计一种Buck型DC-DC开关电源的设计。

毕业论文——全桥LLC串联谐振DCDC变换器

毕业论文——全桥LLC串联谐振DCDC变换器

编号南京航空航天大学毕业设计全桥 LLC 串联谐振 DC/DC 题目变换器学生姓名学号学院自动化学院专业电气工程与自动化班级指导教师二〇XX年X月毕业设计(论文)报告纸全桥 LLC 串联谐振 DC/DC 变换器摘要近现代随着能源价格的增高和需求的增大,工作效率的高低成为了 DC/DC 变换器比较重要的指标之一。

为了追求 DC/DC 变换器的大功率和高效率,需要不断地改进变换器的结构和器件。

传统移相全桥软开关变换器可以有较大的功率,并且可以较好的实现 ZVS,提高效率。

但是相对的却限制了负载的范围,反向二极管的恢复也成了问题并且在输入大电压时效率很低。

为了解决这些问题,本文试着研究全桥 LLC 串联谐振变换器。

本文首先简单介绍了传统移相全桥 PWM ZVS 变换器、全桥 LC 串联谐振变换器、全桥LC 并联谐振变换器和全桥 LCC 串并联谐振变换器,并指出了其中的优缺点。

在此基础上对比介绍了全桥 LLC 串联谐振变换器。

对 LLC 串联谐振全桥 DC/DC 变换器的工作原理进行了详细研究,利用基频分量近似法建立了变换器的数学模型,确定了主开关管实现 ZVS 的条件,推导了边界负载条件和边界频率,确定了变换器的稳态工作区域,推导了输入、输出电压和开关频率以及负载的关系。

之后又设计了一个变换器电路,计算了相关参数,并且对元器件进行了选择。

本文使用UC3861 进行开关控制,设计了它的闭环电路。

最后用 saber 软件分别进行了满载、半载、轻载和空载的仿真分析。

仿真结果证实了理论分析的正确性。

关键词:DC/DC 变换器,全桥,UC3861,LLCiFull bridge LLC series resonant DC/DC converterAbstractIn modern times with increasing energy prices and increased demand, the level of efficiency has become the important index of DC/DC converter. In order to pursue DC/DC converter with high power and high efficiency, the structure and device of converter is needed to be improved. The traditional phase shifted full bridge PWM ZVS converter has some bad place.It limits the load range. Reverse diode recovery has become a problem when the input voltage and high efficiency is very low. To solve these problems, we try to study the full bridge LLC series resonant converter.This paper introduces the circuit and the characteristics of the traditional phase shifted full bridge PWM ZVS converter, full bridge LC series resonant converter and the full bridge LC parallel resonant converter and the full bridge LCC series resonant converter. Then their shortcomings are pointed out. In this paper, LLC series resonant Full Bridge DC/DC converter is analyzed in detail. Based on the fundamental element simplification method, the mathematics model of the converter is obtained, and the conditions to achieve ZVS are given. Steady working region of LLC series resonant Full Bridge DC/DC is confirmed, the relations between input and output voltage depending on switching frequency and load conditions are given.Then, a converter circuit is designed, its parameters are calculated and the selected its components. This paper uses UC3861 for switching control and designed the closed-loop circuit. Finally uses the saber software to analyze some different situation of load.Finally, the simulation results are given, confirm the theoretical results are accurate.Key Words:DC/DC converter; Full bridge; UC3861; LLC目录摘要 (i)ii 第一章引言.............................................................................................................................- 1 -1.1 课题背景......................................................................................................................... - 1 -1.2 谐振变换器研究现状..................................................................................................... - 1 -1.2.1 移相全桥 PWM ZVS DC/DC 变换器.................................................................. - 1 -1.2.2 LC 串联谐振变换器............................................................................................. - 2 -1.2.3 LC 并联谐振变换器............................................................................................. - 3 -1.2.4 LCC 串并联谐振变换器....................................................................................... - 3 -1.3 本文的主要内容............................................................................................................. - 4 - 第二章全桥 LLC 串联谐振 DC/DC 变换器................................................................................ - 6 -2.1 引言................................................................................................................................. - 6 -2.1.1 拓扑图................................................................................................................... - 6 -2.1.2 全桥 LLC 谐振变换器的优缺点.......................................................................... - 6 -2.2 全桥 LLC 串联谐振变换器的原理................................................................................ - 6 -2.2.1 全桥 LLC 串联谐振变换器的等效电路.............................................................. - 6 -2.2.2 全桥 LLC 串联谐振变换器的工作区域............................................................ - 10 -2.3 全桥 LLC 串联谐振变换器的工作过程...................................................................... - 12 -2.3.1 开关管工作在区域 1(f m<f<f r)....................................................................... - 12 -2.3.2 开关管工作在区域 2(f>f r)............................................................................. - 14 -2.4 频率特性....................................................................................................................... - 16 -2.5 空载特性....................................................................................................................... - 17 -2.5 短路特性....................................................................................................................... - 18 -2.6 本章总结....................................................................................................................... - 19 - 第三章闭环控制电路的设计..................................................................................................... - 20 -3.1 UC3861 的简单介绍..................................................................................................... - 20 -3.2 UC3861 的工作原理..................................................................................................... - 21 -3.3 闭环电路的设计........................................................................................................... - 22 -3.4 本章总结....................................................................................................................... - 22 - 第四章参数设计及仿真结果..................................................................................................... - 24 -4.1 参数设计....................................................................................................................... - 24 -4.1.1 性能指标要求..................................................................................................... - 24 -4.1.2 主电路参数设计................................................................................................. - 24 -4.1.3 输出整流滤波电路............................................................................................. - 28 -4.1.4 fmax、fmin、死区时间设计.............................................................................. - 28 -4.2 saber 仿真结果.............................................................................................................. - 29 -4.2.1 满载..................................................................................................................... - 29 -4.2.2 半载..................................................................................................................... - 34 -4.2.3 轻载..................................................................................................................... - 38 -4.2.4 空载..................................................................................................................... - 40 -4.3 本章小结....................................................................................................................... - 42 - 第五章全文总结及展望........................................................................................................... - 43 - 参考文献................................................................................................................................. - 44 - 致谢..................................................................................................................................... - 45 -第一章引言1.1课题背景随着电力电子技术的发展与计算机技术的快速提升,有关 DC/DC 变换器的应用变得很普遍,对于这方面的研究也就多了起来。

基于FPGA的双向DC-DC变换器的设计

基于FPGA的双向DC-DC变换器的设计

广西工学院毕业设计(论文)开题报告届)题目名称:A bi-directi on DC-DCC onv erter desi gn based onthe FPGA基于FPGA勺双向DC-D(变换器的设计系别电子信息与控制工程系专业自动化班级学号姓名指导教师_______________________________年月日2)研究重点(1)升压电路、降压电路中开关功率管软开关的实现;(2)基于FPGA的控制电路的设计;(3)控制电路各个模块的编译、仿真。

3)研究难点(1)降压控制模块中移相控制模块的设计,如何通过设计一个变量改变超前桥臂和滞后桥臂之间的移相角;(2)数字PWM控制模块的设计、编译、仿真;(3)如何利用FPGA实现数字PID调节。

4)创新点由于FPGA具有开发周期短、灵活性高、成本低、模块可重复利用率高等特点,本论文采用FPGA进行控制电路的设计,通过设计某种控制策略使得移相PWM-ZVZCS的桥式功率变换电路和新型软开关推挽式Boost功率变换电路组成一个双向DC-DC变换器,满足车载电源系统的设计要求。

5)拟撰写论文的结构摘要第一章绪论第二章主电路拓扑结构及控制方式选择第三章主电路工作原理学位论文,2006,11.[7] 方如举.一种新型双向DC-DC变换器的研究[D].合肥工业大学硕士学位论文,2006,4.[8] 张占松,蔡宣三.开关电源的原理与设计[M] •北京:电子工业出版社,1999.[9] 曲学基,王增幅,曲敬铠.新编高频开关稳压电源[M] •北京:电子工业出版社,2005.[10] 常栋梁.基于FPGA的数字PWM控制器的研制[D].西安科技大学硕士学位论文,2008,4.[11] 潘松,黄继业.EDA技术使用教程[M].北京:科学出版社,2008.[12] 清源计算机工作室.Protel 99 SE原理图与PCB及仿真[M].北京:机械工业出版社,2008.[13] Ehsan Adib *,Hosein Farzanehfard.Softswitching bi-directional DC-DC converter for ultracapacitor-batteries interface[J]. Energy Conversion and Managemen,2009 (50),2879-2884.六、指导教师意见指导教师签名:年月日七、系审核意见负责人签名(系公章):年月日。

电动汽车DCDC变换器的设计【毕业作品】

电动汽车DCDC变换器的设计【毕业作品】

BI YE SHE JI(20 届)电动汽车DC/DC变换器的设计所在学院专业班级自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月摘要电动汽车DC/ DC变换器是现代电力电子设备不可或缺的组成部分,其质量的优劣直接影响子设备性能,其体积的大小也直接影响到电子设备整体的体积。

本设计根据设计任务进行了方案设计,设计了相应的硬件电路,研制了半桥开关电源。

整个系统包括主电路、控制电路和反馈电路三部分内容。

系统主电路包括单相输入整流、半桥式逆变、高频交流输出、输出整流、输出滤波几部分。

控制电路包括主电路开关管控制脉冲的产生和保护电路。

论文具体地介绍了主电路、控制电路、驱动电路等各部分的设计及实验过程,包括元器件的选取以及参数计算。

本设计中采用的芯片主要是PWM控制芯片SG3525A。

设计过程中程充分利用了SG3525A的控制性能,具有宽的可调工作频率,死区时间可调,具有输入欠电压锁定功能和双路输出电流。

关键词:直流变换器;SG3525;高频变压器;MOSFETIAbstractElectric vehicle DC/ DC converter is a modern power electronic equipment indispensable component, its quality has a direct influence on equipment performance, its size will directly affect the whole volume of electronic equipment. According to the design of design tasks for the design, designs the corresponding hardware circuit, a half-bridge switching power supply development. The whole system consists of main circuit, control circuit and feedback circuit three parts. System main circuit comprises a single-phase input rectifier, half-bridge inverter, high frequency AC output, output rectifier, output filter sections. The control circuit comprises a main circuit switch tube to control the pulse generation and protection circuit. This paper introduces the main circuit, control circuit, driving circuit and other parts of the design and the experimental process, including the selection of components and parameters calculation. The design of the chip is mainly PWM control chip SG3525A. The design process of medium-range makes full use of SG3525A control performance, wide adjustable frequency, adjustable dead time, with input under-voltage locking function and dual output current.Key words: DC / DC converter; SG3525; high-frequency transformer; MOSFETII目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第一章绪论 (1)1.1课题选择的背景及意义 (1)1.2电动汽车DC/DC变换器的发展概况 (2)1.3本文所研究的课题内容 (3)第二章电动汽车DC/DC变换器的原理 (4)2.1电动汽车DC/DC变换器控制系统概述 (4)2.2电动汽车DC/DC变换器的基本结构 (4)2.3 MOSFET基本原理 (5)2.4 PWM调制技术 (6)2.5高频变压器的原理介绍 (7)第三章电动汽车DC/DC变换器主电路的设计 (9)3.1 半桥电路的结构与工作过程 (9)3.2 主要功率器件的选型 (12)3.2.1 MOSFET参数的确定 (12)3.2.2 自举电容的选取 (13)3.3高频变压器设计 (14)3.4 输出整流回路的设计 (16)3.4.1 输出整流回路的结构 (16)3.4.2 快恢复二极管的选择 (16)3.4.3 滤波电感的选择 (18)3.4.4 滤波电容的选择 (18)第四章.DC-DC变换器控制电路的设计 (20)III4.1 PWM控制芯片SG3525功能简介 (20)4.1.1 SG3525引脚功能及特点简介 (20)4.1.2 SG3525的工作原理 (23)4.2电动汽车DC/DC变换器反馈电路的设计 (27)4.2.1 输出电压反馈电路 (27)4.2.2 过压保护电路的设计 (28)4.2.3 输出限流电路 (29)总结 (31)参考文献 (33)致谢 (34)IV第一章绪论1.1课题选择的背景及意义DC/DC变换器是燃料电池电动汽车的重要组成部分,它的研制直接关系到燃料电池电动汽车的稳定与性能。

双向DCDC变换器研究毕业设计

双向DCDC变换器研究毕业设计
通常DC/DC变换器都是单向工作的,主要原因是因为功率开关(SCR,I GBT等)均为单向,并且主功率回路上都有单向导电的二极管,所以能量只能单向流动。然而随着科技和社会的发展,双向直流不间断电源系统、航空电源系统等场合对DC/DC变换器的需求逐渐增加。为了减轻系统的体积重量,节省成本,在电池的充放电系统、电动汽车、不间断电源系统、太阳能发电系统、航空电源系统等场合,双向DC/DC变换器(Bi一direCtionalDC/DC Converter,BDC)获得了越来越广泛的应用。双向DC/DC变换器是一种典型的“一机两用”设备,单向DC/DC变换器只能将能量从一个方向传到另一个方向,双向 DC/DC变换器则可以实现能量的双向传输,而且双向DC/DC变换器就是DC/DC变换器的双象限运行,功率不仅可以从输入端流向输出端,也能从输出端流向输入端。它的输入输出电压极性不变,但输入、输出电流的方向可以改变。
Then analyzed the buck charging mode and boost the working principle of the discharge mode. Last buck charging mode and boost the discharge mode of open and closed loop simulation using PSpice software to various parts of the waveform, consistent with the final simulation results and theoretical.
摘要
双向DC/DC变换器是典型的“一机两用”设备,可实现能量的双向传输,所以在需要能量双向流动的场合,双向DC/DC变换器的应用可大幅度减轻系统的体积、重量和成本,有着重要的研究价值。本文主要研究了隔离型双向全桥DC/DC变换器。

自动化毕业设计论文-基于单端反激式DCDC变换器的技术研究

自动化毕业设计论文-基于单端反激式DCDC变换器的技术研究

基于单端反激式DC/DC变换器的技术研究摘要本文研究了小功率稳压电源,论文主要工作包括几种主要电源拓扑的形式和工作原理的阐述;根据技术指标要求,选用单端反激式DC/DC变换器作为变换器,然后进行了主电路元器件参数的设计,其中包括拓扑电路的电感、电容以及变压器参数的设计。

论文以下的部分是来确定单端反激式DC/DC变换器主电路的设计方案,囊括控制电路以及保护等电路的设计,结尾在MATALB/SIMULINK中对单端反激式DC/DC变换器的进行了建模与仿真,仿真得出的结论表明,理论分析和参数计算完全符合理论的分析。

关键词:开关电源;单端反激式;DC/DC;变压器;AbstractThis paper studies the low-power power supply,The main work includes elaborate form of several major power topology and working principle;By the technical requirements,Optional single-ended flyback DC / DC converter as the converter,Then the programming parameters of the main circuit components,Including inductive circuit topology,Capacitors and transformer design parameters.Next, the paper identified a single-ended design flyback DC / DC converter main circuit,Includes the design of a control circuit and a protection circuit ,Finally MATALB / SIMULINK in single-ended flyback DC / DC converter has been modeling and simulation,The simulation concluded that the theoretical analysis and parameter calculation in full compliance with theoretical analysis.Keywords: switching power supply; single-ended flyback; DC / DC; transformer.目录第一章绪论 (1)1.1 开关电源的基本概念 (1)1.2 开关电源的发展 (1)第二章开关电源的原理介绍与选择 (3)2.1 开关电源的基本工作原理 (3)2.1.1 开关稳压电源的电路原理框图 (3)2.1.3 单片开关电源的两种工作模式 (4)2.2开关电源的种类选择 (5)第三章单端反激式DC/DC变换器的原理和参数设计 (11)3.1 单端反激式DC/DC变换器的基本工作原理 (11)3.2 反激式DC/DC变换器的工作模式 (12)3.2.1 电流连续工作模式 (12)3.2.2 电流断续工作模式 (13)第四章反激变换器的仿真及结果分析 (15)4.1 仿真系统模型及参数 (15)4.1.1 仿真原理图中的参数设置 (15)4.1.2 仿真原理图 (16)4.2 仿真的波形及结论分析 (17)4.3 结论分析 (23)第五章总结与心得 (24)5.1 设计心得 (24)5.2 总结与展望 (24)参考文献 (26)致谢 (27)第一章绪论电力电子电源在电子设备中起着举足轻重的地位,有人形象的把电源比作式电子设备的动力心脏,可见电源对于整个系统安全性以及可靠性的影响甚大。

毕业设计(论文)-DC-DC变换器电路设计及仿真

毕业设计(论文)-DC-DC变换器电路设计及仿真
第一章
1.1 研究背景
在人们的生活中,电力已成为与生产生活息息相关的一部分,在各个场合,人们都需要各式各样的电力来为其服务,然而并不是所有的电力都能在一开始就能满足需要,于是就要求有电力变换的过程。在电子设备领域中,通常将整流器称为一次电源,而将DC/DC变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成安全的直流电源。目前,在电子设备中用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源通过MOSFET或IGBT实现高频工作,开关频率一般控制在50kHz~100kHz范围内,实现高效率和小型化。电子设备中所用的集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在电子供电系统中,采用高功率密度的高频DC/DC隔离电源模块,从中间主线电压变换成所需的各种直流电压,可以大大减小损耗、方便维护,且安装和增容非常方便。一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因为电子设备容量的不断增加,其电源容量也将不断增加。
负载电流平均值I=Ud/R(2-2)
电流断续时,Uo平均值会被抬高,一般不希望出现
斩波电路三种控制方式
a脉冲宽度调制(PWM)或脉冲调宽型——T不变,调节ton,应用最多
b频率调制或调频型——ton不变,改变T
c混合型——ton和T都可调,使占空比改变
图2-1降压斩波电路的原理图及波形
a)电路图b)电流连续时的波形c)电流断续时的波形
1.2 课题意义
(1)DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁、列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制具有加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约20%~30%的电能。直流斩波器不仅能起到调压的作用(开关电源),同时还能起到有效抑制电网侧谐波电流噪声的作用。

毕业设计 用于电动汽车的双向DC-DC变换器研究与仿真

毕业设计  用于电动汽车的双向DC-DC变换器研究与仿真

毕业设计(论文)题目用于电动汽车的双向DC-D C交换器研究与仿真专业学生姓名班级学号指导教师指导单位日期: 年月日至年月日毕业设计(论文)原创性声明本人郑重声明:所提交的毕业设计(论文),是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的成果。

除文中己注明引用的内容外,本毕业设计(论文)不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本研究做出过重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明并表示了谢意。

论文作者签名:日期:年月日摘要随着能源、环保等问题的日益突出,电动汽车成为近年来发展迅速的一种新型汽车,是21 世纪最具有发展前途的绿色清洁汽车。

电动汽车是用电池替代传统的汽油作为车载能源的,然而在现有的技术条件下,动力电池的性能是电动汽车发展的主要瓶颈。

双向DC-DC 变换器可以优化电动机控制、提高电动汽车整体的效率和性能。

针对双向DC-DC 变换器存在的开关损耗高等问题,本文研究了一种隔离型双向软开关DC-DC 变换器。

在介绍变换器工作原理的基础上,本文着重分析了电压、电流的变化规律,特别是推导出各开关元件实现软开关的条件及其数学表达式,并得到了实现软开关的通用条件。

最后通过Sab e r 软件对电路在两种模式下的稳态工况和软开关特性进行仿真研究,仿真结果证明根据该通用条件设计的变换器能够在大负载范围内实现软开关。

关键词: 双向DC-DC 变换器;PWM 控制:移相控制:软开关ABSTRACTEl ec tric Vehicl e(E V) b ec ome s a kind of n ew,fast-developing vehicle in th e last years,which ha s th e b est futureωa green vehicle,as 由e problems of energy and environment are b ecoming more and mor e se riou s in th e 21st centur予The energy in EV i s provid e d by storage batt eries instead of traditional gasoline and the d eve lopm en t of EV 町e limit e d by th e capacity of it s s tora ge batt eries with current t ec hnologi es. It can improv e 由e p er formance of th e s torage batteri es and th e working effi ci e ncy of driving sys t e m s by u s in g bidir ec tional DCIDC converter in El ec tric Vehicl e a t pr ese nt.A s oft sw itchin g bi-dir ec tional DCIDC converter was dev e loped to reduc esw itching lo sses. Op e ration principl e of the proposed converter i s introduced. Th e s oft sw itching principle i s also introduced briefly. On th e ba s i s of the operational analy s i s,th e characteristic of the voltage and current i s illu s trat e d and the ZVS conditions of th e diff e r e nt s witch es ar e al so given in d e tail. Wh at i s more,th e formula of th e univer s al ZVS condition for all th e sw itch es i s speci ally d e duced to s扫nplify th e four ZVS conditions into one formula for the convenience of th e de s ign. An d the s t ea dy s tate conditions and s oft sw itchin g characteristic of the circuit in tho se two op e rating mode,are d em on s trated by the Sab e r,expe rimental results obtain e d from th e converter ares hown to veri句r the validity of th e univ e r s al ZVS condition.Key words: Bi-Dir ec tional DCIDC converter; PWM control; Pha se-s hlft control;Soft sw itching目录第一章绪论...................................................."11.1课题背景和意义.................................................11.2双向DC-DC变换器概述..........................................21.2.1双向DC-DC变换器的原理 (2)1.2.2双向DC-DC变换器的拓扑结构 (3)1.2.3双向DC-DC变换器的控制方式 (5)1.3双向DC-DC变换器在电动汽车上的应用 (6)1.4 论文的主要研究内容和结构.......................................9第二章双半桥双向DC-DC 变换器工作原理与结构分析 (11)2.1电动汽车双向DC-DC变换器.....................................112.1.1燃料电池电动汽车能量管理系统..............................112.1.2蓄电池燃料电池电动汽车动力系统工作模式分析 (12)2.2双半桥双向DC-DC拓扑结构的选择与分析 (12)主功率拓扑的选择 (12)2.2.2控制方案选择 (13)2.2.3拓扑电路的分析 (13)2.3变换器等效电路 (14)2.4变换器换流分析 (16)正向工作模式 (16)2.4.2反向工作模式 (18)正向/反向模式下的软开关条件 (19)2.6本章小结 (19)第三章双半桥双向DC-DC 变换器稳态特性分析与设计 (20)3.1双向变换器输出特性分析 (20)3.2变换器设计....................................................22变压器漏感选择 (22)3.2.2开关管应力分析 (23)3.2.3输入电感设计 (24)3.3本章小结 (24)第四章仿真验证 (25)结束语 (28)致谢 (29)参考文献 (30)第一章绪论1.1课题背景和意义当今世界,环境和能源问题成为世界各国关心的热点问题。

西南科技大学DC-DC开关电源毕业设计(论文)

西南科技大学DC-DC开关电源毕业设计(论文)
dcdcconversion西南科技大学本科生毕业论文iii目录第1章绪论111概述112开关电源与线性电源的区别1121线性电源概述1122开关电源与线性电源的对比2123开关电源的发展趋势213开关电源需求分析4131国内外研究现状4132开关电源市场需求4第2章开关电源的基本原理及电路拓扑621开关电源的基本原理6211降压型dcdc开关电源工作原理622开关电源的电路拓扑结构8221buck变换器8222boost变换器9223buckboost变换器9224cuk变换器10第3章dcdc降压型开关电源设计1131方案选择1131开关电源整体设计方案1132整流滤波电路设计1233降压电路主电路设计13西南科技大学本科生毕业论文iv331lm2596adj芯片介绍13332输出电压值计算14333电感的选择l114334输出电容的选择cout14335吸纳二极管的选择d115336输入电容的选择cin1534显示电路设计15341显示电路芯片介绍15342icl7107的工作原理16343关于多量程电路部分18344显示电路设计与仿真19345稳压电路19第4章单相交流调压电路仿真与实物制作2241单相交流调压电路仿真22411simulink的应用及系统建模23412单相交流调压电路模型23413matlab建模仿真及参数设置26414晶闸管单相交流调压器电路的仿真结果2742实物制作及调试28421实物制作28422实物调试29总结31致谢32参考文献33西南科技大学本科生毕业论文v附录1整体电路图34附录2电路pcb图35附录3腐蚀版底层直观图36附录4开关电源成品37西南科技大学本科生毕业论文第章绪论111概述开关电源就是利用电子开关器件如晶体管场效应管可控硅闸流管等通过控制电路使电子开关器件不停地接通和关断让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制从而实现dcacdcdc电压变换以及输出电压可调和自动稳压

一种DC-DC升压转换器的设计

一种DC-DC升压转换器的设计
voltage is within±l%.
Key Word:Portable electronic products;Switching voltage regulator;DC-DC boost converter;Relaxation oscillator;Pulse-skipping modulation

西北工业大学业
学位论文知识产权声明书
本人完全了解学校有关保护知识产权的规定,即:研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属于西北工业大学。学校有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查 阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作 者单位为西北工业大学。
The oscillatur and the whole circuit of DC-DC boost converter are simulated
using Hspice.The results indicate that the maximum frequency error of the ocalllator is 3%within the temperature rang(-,tO。Cto 85。c)’and voltage range(2.6V~5.5v). Monte-Carlo analysis reports show that the frequency precision of oscillator is witiaill
容器的充电和放电,从而使输入电压以一定因数(o.5,2或3)倍增或降低,从而得 到所需要的输出电压。这种特别的调制过程可以保证高达踯%的效率,而且只需

DC-DC开关电源毕业设计 (论文)开题报告

DC-DC开关电源毕业设计 (论文)开题报告



嫡有剧铜园拎矣条芬 打卑硫吏豌拉 佰吾闰阉钮奠 若准硷凰滥匪 柠矗程阿涕俄 员诊插拽头旁 营酋利疼辆奋 挽晶鲍仇捅凯 蕴苦楷坦雷二 营如灿抠准澈 亏壁垛锈趟谤 扦菇泅赴事辐 睦铣想蒂精煌 唱村嗡蝗催盯 花皑橱龋酮错 在增计莆烷肝 衔莱查佯烽凿 夕乃煤妄谆挟 颇粹赤灰乙毁 娜助汗僧瘫蹈 蝇资胺孟斯舌 虱蜗媚腋硝咋 茧体枢聊厚悬 遂内标展霞划 沫衫俭漫辐斗 盆选泻领疥嗅 腋浮诌虎谜敢 蔼材快乡珊澈 征列椅绣见娄 侍币石忘沤揍 弗酪拽辟儿播 搁怠拖甫绳跳 瞎澄墨洼珍豁 布透择鱼例俭 板攻橱车轿玩 终肠盖葱美帐 晰甸 础碾值秒逾泞权米 讫宦项宁与类 详划峡纯助翔 臣费药悠衣雨 赎坠囊园徐癌 狼辜桩 DC-DC 开关电 源毕业设计 (论文) 开题报告荣费 幌升惦浴猩酉 隆筋咽避栈哗 乘屹楞图钳南 裳凯喉子各盏 寨急钦渠刚俞 战谦速跃酿肪 蝉经讳颖能屎 空蹋切花肉氟 阁亿佰酞帧滇 肥涛输都删彤 芋汀偏寺巳郧 液鄂栽寄粒
学 院 姓 名 题 目 信息工程学院 陈耀 DC-DC 开关电源设计 专业班级 学 号 题目类型 电气 0901 20095721 理论研究
一、选题背景及依据(简述国内外研究现状、生产需求状况,说明选题目的、意义,列 出主要参考文献) 1、国内外研究现状: (1)国外研究现状 1955 年美国的科学家罗耶(G.H.Royer)首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自 激振荡的晶体管直流变换器。此后,利用这一技术的各种形式的晶体管直流变换器不断 地被研制和涌现出来。从而取代了早期采用的寿命短、可靠性差、转换效率低的旋转式 和机械振子式换流设备。由于晶体管直流变换器中的功率晶体管工作在开关状态,所以 由此而制成的稳压电源输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻,因而当时 被广泛地应用于计算机、通信、航天、家电等领域中。 60 年代末,由于微电子技术的 快速发展,高反压的晶体管出现了。从此直流变换器就可以直接由市电经整流、滤波后 输入,不再需要有工频变压器了。从而极大地扩大了它的应用范围,并且在此基础上诞 生了无工频降压变压器的开关稳压电源。省掉了工频变压器,又使开关稳压电源的体积 和重量大为减小。开关稳压电源才真正做到了效率高、体积小、重量轻。 70 年代以后, 于这种技术有关的高频、高反压的功率晶体管、高频电容、开关二极管、开关变压器铁 心等元器件也不断地被研制和生产出来,使无工频变压器开关稳压电源得到了飞速发 展,并且被广泛应用于电子计算机、通信、航天、彩色电视机等领域中,从而使无工频 变压器开关稳压电源成为各种电源中的佼佼者。 (2)国内研究现状 开关电源技术属于电力电子技术, 我国的晶体管直流变换器及开关稳压电源研制工 作始于 60 年代初期。 到 60 年代中期进入了实用阶段, 70 年代初期开始研制无工频降压 变压器开关稳压电源。1974 年研制成功了工作频率为 10kHz、输出电压为 5V 的无工频 降压变压器开关稳压电源。近 10 多年来,我国的许多研究所、工厂及高等院校已研制 出多种型号的工作频率在 20KHz 左右、 输出在功率在 1000W 以下的无工频降压变气开关 稳压电源,以用于电子计算机、通信、电视等方面,并取得了较好的效果。工作频率为 100KHz~~200KHz 的高频开关稳压电源于 80 年代初期就已开始试制, 90 年代初期就已试 频将开关稳压电源方面做了巨大的努力,并取得了可喜的成果,但是,目前我国的开关 稳压电源技术与一些先进的国家相比仍然有角的差距。我国的开关稳压电源事业要发 展,要赶超世界先进水平,最根本的是要提高我国的半导体技术和工艺。 2、生产需求状况 目前开关电源是在电子、通信、电气、能源、航空航天,军事以及家电等领域应用 非常广泛的一种电力电子装置。 可以说开关电源技术是目前中小功率直流电能变换装置 的主流技术。加之电源是电子设备的心脏部分,其质量的好坏直接影响着电子设备的可 靠性。因此,电源越来越受到人们的重视。现代电子设备使用的电源大致有线性稳压电

DC-DC电源变换器的设计与制作

DC-DC电源变换器的设计与制作

DC-DC 电源变换器的设计与制作综合实训技术报告姓名:学号:班级:指导老师:提交日期:目录第一章:概要 (3)第二章: 技术要求、技术参数 (4)第三章: 原理图设制 (6)第四章: 元器件的选择 (7)第五章: 封装、PCB板 (17)第六章:应用范围、发展趋势 (21)第七章:致谢 (22)第八章:参考文献 (23)第九章:附录 (25)第一章:概要DC-DC电源变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被应用于无轨电车,地铁列车,电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳,快速响应的性能,并能同时收到节约电能的效果。

开关电源以其效率高、功率密度高而在电源领域中占主要地位,为了以更低的功耗获得更高的速度和更加的性能,半导体器件正在向1V 工作电压发展,这也对DC/DC变换器提出了更高的要求。

除了需要增添更多的功能外,还需要延长电池的寿命,并缩小系统体积。

目前仍以PWM型DC/DC产品为主流产品。

DC-DC变换器是通信设备中最常用的功能电路之一,其质量和效率直接影响通信设备的正常运行。

本设计采用功能完善的MC34063控制芯片,设计了DC-DC变换电路,完成从40V~3V的电压变换,为载波机提供了较为理想的直流电源。

具有电路简单,调试方便的优点。

本设计对一种新颖的DC/DC变换器的设计和实现进行了论述,设计实现了输出为±12V/0.1A和3.6V/0.5A的集成DC/DC变换器MC34063。

第二章:技术要求,技术参数DC-DC电源变更换器技术要求:12V/2A 开关切换开关电源28V/0.2A5V/0.8A线性电源5V/1A3.3V/0.5A2V·9V DC-DC电源变更换器技术参数:1.纹波2.Vpp3.电压调整率4.负载调整率5.效率设计技术指标要求:在输入电压为3~40V的条件下:本设计输入电压选择3V。

a.输出电压为±12V时,输出电流为100mA ;输出电压为3.6V时,输出电流为500mA。

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绪论一.开关电源概述开关电源(Switch Mode Paver Supply,即SMPS)被誉为高效节能型电源,它代表着稳压电源的主流产品。

半个世纪以来,开关电源大致经历了四个阶段。

早期的开关电源全部有分立元件构成,不仅开关频率低,效率高,而且电路复杂,不宜调试。

在20世纪70年代研制出的脉宽调制器集成电路,仅对开关电源中的控制电路实现了集成化;80年代问世的单片开关稳压器,从本质上讲仍DC/DC电源变换器。

随着各种类型单片开关电源集成电路的问世,AC/DC电源变换器的集成化才变为现实。

稳压电源是各种电子的动力源,被人称为电路的心脏,所有用电设备,包括电子仪器仪表,家用电器。

等对供电电压都有一定的要求。

至于精密的电子仪器,对供电电压的要求更为严格。

所谓的DC——DC直流稳压是指电压或电流的变化小到可允许的程度,并不是绝对的不变。

目前,随着单片开关电源集成电源的应用,开关电源正朝着短、小、轻、薄的方向发展。

单片开关电源自20世纪90年代中期问世以来便显示出来强大的生命力,它作为一项颇具发展和影响力的新产品,引起了国内外电源界的普遍重视。

尤其是最近两年来,国外一些著名的芯片厂家又竞相推出了一大批单片开关电源集成电路,更为新型开关电源的推广及奠定了良好的基础。

单片开关电源具有集成度高、高性价化、最简外围电路,最佳性能等指标,现已成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及电源模块的优选集成电路。

二. 开关电源的技术追求1.小型化、薄型化、轻量化、高频化——开关电源的体积、重量主要是由储能元件(磁性元件和电容)决定的,因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小储能元件的体积。

在一定范围内,开关频率的提高,不仅能有效地减小电容、电感和变压器的尺寸,而且还能抑制干扰,改善系统的动态性能。

因此高频化是开关电源的主要发展方向。

2.高可能性——开关电源使用的元器件比连续工作电源少数十倍,因此提高了可靠性。

从寿命角度出发,电解电容、光电偶合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命。

所以要从设计方面着眼,尽可能使用较少的器件,提高集成度。

这样不但解决了电路复杂、可靠性差的问题,也增加了保护等功能,简化了电路,提高了平均无故障时间。

1.低噪声——开关电源的缺点之一是噪声大。

单纯地追求高频化,噪声也会增大。

采用部分谐振转换技术,在原理上既可以提高频率又可以降低噪声。

所以,尽可能地降低噪声影响是开关电源的有一发展方向。

2. 采用计算机辅助设计与控制——采用CAA和CDD技术设计最新变换拓扑和最佳参数,使开关电源具有最简结构和最佳工况。

在电路中引人微机检测和控制,可构成多功能监控系统,可以实施检测、记录并自动报警等。

三.DC/DC变换器的应用范围及发展趋势(1) DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁、列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制具有加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。

用直流斩波器代替变阻器可节约20%~30%的电能。

直流斩波器不仅能起到调压的作用(开关电源),同时还能起到有效抑制电网侧谐波电流噪声的作用。

(2) DC/DC变换器是一种能高效地实现直流到直流功率变换的混合集成功率器件,主要采用了高频功率变换技术,即将直流电压通过功率开关器件变换成高频开关电压,且输入与输出之间完全隔离。

该产品主要应用于航空、航天、通信、雷达、以及其他所有采用分布式供电体系的领域。

其主要发展方向是:采用多芯片组件技术和新型高导热基板(如AIN金刚石和金属等),进一步提高功率密度(3W/cm3以上)和输出功率(达200W以上),工作频率达1MHZ,效率为90%以上,实现多路智能化混合集成DC/DC变换器组件。

(3)直流-直流变换器(DC/DC)变换器广泛应用于远程及数据通讯、计算机、办公自动化设备、工业仪器仪表、军事、航天等领域,涉及到国民经济的各行各业。

按额定功率的大小来划分,DC/DC可分为750W以上、750W~1W和1W以下3大类。

进入20世纪90年代,DC/DC变换器在低功率范围内的增长率大幅度提高,其中6W~25WDC/DC变换器的增长率最高,这是因为它们大量用于直流测量和测试设备、计算机显示系统、计算机和军事通讯系统。

由于微处理器的高速化,DC/DC变换器由低功率向中功率方向发展是必然的趋势,所以251W~750W的DC/DC变换器的增长率也是较快的,这主要是它用于服务性的医疗和实验设备、工业控制设备、远程通讯设备、多路通信及发送设备,DC/DC变换器在远程和数字通讯领域有着广阔的应用前景。

四.本设计要解决的主要问题、采用的手段和方法(1)本设计要解决的主要问题是加入输入电压为3V的电源电压,使用 DC/DC 变换器实现输出为±12V和3.6V的电压。

(2)本设计采用的手段和方法是采用核心集成电路MC34063作为控制部分,外围加少量元器件组成DC/DC升压、反转电路。

五.本设计课题的意义、目的以及应达到的要求(1)本设计课题的意义:使我们了解了DC/DC变换的发展趋势和用途,并掌握了如何利用集成器件实现高效率、小型化、薄型化、轻量化、高频化的开关稳压电源。

(2)本设计的目的:最直接目的是实现直流到直流的开关稳压变换,设计一个简单而又低成本的电源;另外,在于帮助读者了解MC34063新型集成器件,增加电子技术知识,锻炼动手能力,培养和提高创新能力;为电子爱好者增添一技之长提供技术资料;使有一定电子理论基础知识的读者阅读本设计后,理论水平有进一步的提高,激发动手制作的欲望,实现理论与实践的结合。

(3)本设计的应达到的要求:输入加3V直流电压实现输出为±12V、(电流是100mA)和3.6V(电流是500mA)的电压。

第一章 DC/DC变换器的基础知识1.1 DC/DC变换器的含义、分类、应用范围及优点1.1.1 DC/DC变换的含义DC/DC变换即直流斩波,就是将直流电压变换成固定的或可调的直流电压。

1.1.2 DC/DC变换器的分类变换器有两种类型:线性变换器开关变换器。

开关变换器有三种拓扑结构:降压变换器(开关稳压器将一输入电压变换成一较低的稳定的输出电压);升压变换器(开关稳压器将一输入电压变换成一较高的稳定的输出电压);反激变换器(开关稳压器将一输入电压变换成一较低的稳定反相输出电压)。

1.1.3 DC/DC变换技术的应用范围主要应用于已具有直流电源需要调节直流电压的场合,广泛应用于无轨电车、有轨电车、地铁列车、蓄电池供电的机车车辆的无级变速以及20世纪 80年代兴起的电动汽车的调速及控制等。

1.1.4 DC变换技术的优点此技术不仅可以实现调压的功能,而且还可以达到改善网侧谐和提高功率因数的目的。

1.2 DC/DC变换器的基本工作原理及控制方式1.2.1 DC/DC变换器的工作原理如图是最基本的直流斩波电路,负载为纯电阻R。

当开关S闭合时,负载电压U。

=Ud,并持续时间ton;这T=ton+toff为斩波电路的工作周期,斩波器的输出电压波形如图(b)设斩波其的占空比K=ton/T,则由波形图上可得输出电压的平均值为U。

=ton/T*Ud=Kud,只要调节K,即可调节负载的平价电压。

1.2.2DC/DC变换器的控制方式其控制方式为PWM、 PFM控制和调频调宽混合控制。

PWM控制即定频调宽控制,这种控制方法是保持斩波周期T不变,只改变斩波器的导通时间ton。

其特点为:斩波器的基本频率固定,所以滤除高次谐波的滤波器设计比较容易。

PFM控制即定宽调频控制,这种控制方式是保持导通时间ton不变,而改变斩波周期T。

其特点为:斩波回路和控制电路变得简单,只有频率是变化的。

1.2.3PWM控制、PFM控制和PWM/PFM切换控制模式比较这三种控制方式各有各的优点与缺点:DC/DC变换器是通过与内部频率同步开关进行升压或降压,通过变化开关次数进行控制,从而得到对于设定电压相同的输出电压。

PFM控制时,当输出电压下降达到在设定电压以上时即停止开关,在下降到设定电压前,DC/DC变换器不会进行任何操作。

但如果输出电压下降到设定电压以下,DC/DC变换器会再次开始开关,使输出电压达到设定电压,PWM控制也是与频率同步进行开关,但它会在达到设定值时,尽量减少流人线圈的电流,调整升压使其与设定电压保持一致。

与PWM相比,PFM的输出电流小,但因PFM控制的DC/DC变换器在达到设定电压以上时就会停止动作,所以消耗上午电流就会变得很小。

因此消耗电流的减少可改进低负荷时的效率。

PWM在低负荷时虽然效率较逊色,但是因其纹波电压小,且开关频率固定,所以噪声滤波器设计比较容易,消除噪声也较简单。

第二章 DC/DC变换器主回路使用的元件选择及其特性与质量指标的含义2.1 三种元件2.1.1开关无论哪一种DC/DC变换器主回路使用的元件只是电子开关、电感、电容。

电子开关只有快速地开通、快速地关断这两种状态。

只有快速状态转换引起的损耗才小,目前使用的电子开关多是双极型晶体管、功率场效应管,逐步普及的有IGBT 管,还有各种特性较好的新式的大功率开关元件。

2.1.2 电感电感是开关电源中常用的元件,由于它的电流,电压相位不同,因此理论损耗为零。

电感常为储能元件,也常与电容公用在输入滤波器和输出滤波器上,用于平滑电流,也称它为扼流圈。

其特点是流过它上的电流有“很大的惯性”。

换句话说,由于“磁通连续性”,电感上的电流必须是连续的,否则将会产生很大的电压尖峰波。

电感为磁性元件,自然有磁饱和的问题,多数情况下,电感工作在线性区,此时电感值为一常数,不随端电压与流过的电流而变化。

但是,在开关电源中有一个不可忽视的问题,就是电感的绕线所引起的两个分布参数(或称寄生参数)的现象。

其一是绕线电阻,这是不可避免的;其二是分布式杂散电容,随绕线工艺、材料而定。

杂散电容在低频时影响不大,随频率提高而渐显出来,到一频率以上时,电感也许变成电容的特性了。

如果将杂散电容集成为一个,则从电感的等效电路可看出在一角频率后的电容性。

2.1.3 电容电容是开关电源中常用的元件,它与电感一样也是储存电能和传递电能的元件。

但对频率的特性却刚好相反。

应用上,主要是“吸收”纹波,具平滑电压波形的作用。

实际上的电容并不是理想的元件。

电容器由于有介质、接点与引线,形成一个等效串联内电阻ESR。

这种等效串联内电阻在开关电源中小信号控制上,以及输出纹波抑制的设计上,起着不可忽视的作用。

另外电容等效电路上有一个串联的电感,它在分析电路器滤波效果时非常重要。

有时加大电容值并不能使电压波形平直,就是因为这个串联寄生电感起着副作用。

电容的串联电阻与接点和引出线有关,也与电解液有关。

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